城市热网监控系统浅析

城市热网监控系统浅析

摘要:本文通过对热网监控系统的介绍,阐述了热网监控系统的构成和重要意义。

关键词:城市集中供热热网监控系统监控中心终端站通讯

随着城市供热系统的逐步改造深化,小区锅炉分散供暖的形式已在逐渐退出市场,由一个热源厂负责几个片区的供热已经成为目前城市供热的发展趋势。城市集中供热系统由于供热区域广、供热面积大,使得各区域的距离远近,管网质量,换热设备等硬环境参差不齐,也存在着供热效率低、供热不平衡、能量浪费、热网波动严重等诸多问题。为了有效地解决这些实际问题,借助现代控制理论和方法建立起安全可靠、运行灵活准确的热网监控系统就十分必要。

1 热网监控系统

1.1 系统构成

热网监控系统由监控中心、远程终端站(换热站)及相关的通讯网络组成。远程终端站通过GPRS或宽带通讯方式与监控中心实现通讯,数据传输。

1.2 热网监控中心

热网监控中心一般设置在供热公司的经营管理区。其主要功能是:负责各换热站运行参数的采集计算和控制调节;提供人性化的人机操作界面,方便运行、管理人员浏览数据,分析数据、下达控制命令。对各类运行参数采集分析和数据库存档;完成各种运行参数的趋势显示;完成报表系统。可根据用户需要形成多种报表格式,并对所有换热站的重要参数汇总形成报表;根据天气预报预测未来24小时室外气温变化趋势、预报系统供热量需求,提出计划建议,该建议可以作为规划当日或次日供热的参考依据;根据室外温度的实时监测计算值,分析确定当前总供热量及各换热站供热量的合理性,实时分析供热平衡情况并提出调节建议;将各换热站热平衡控制在不超过规定范围;实时监测各换热站主体设备运行的安全性和合理性,对主要参数做出超限报警及相应处理,强调了一次网阀门的缓慢关断处理,以防止当多个换热站同时停电快速关断阀门造成一次网主管网的安全问题;对能耗进行统计计算,做出经济效益分析;局域网络发布系统等内容。监控中心是监控系统的核心部分。由于它承担了对所有相关信息的数据采集,归档、综合分析处理并且对全网提出运行建议并实施控制执行等多项任务。因此,其硬件配置是围绕一组高性能计算机服务器,及配套的通讯设备和显示设备组成的。另外,本监控中心的信息可以通过局域网方便的上传给多个相关领导部门,从而为形成调度指挥系统提供了方便。

1.3 远程终端站

换热站按照远程全自动无人值守型配置。在换热站就地设置现场

控制单元和一些必要的监测仪表,对站内热力系统进行监测与控制,以便将相应信号远传到监控中心并接受中心的监测与控制,从而保证热网的安全、稳定和经济运行。现场控制单元应该能独立工作,实现以下功能:参数采集、处理,通过显示屏就地显示。需要采集并上传到中心控制系统的参数有:室外温度、一次网供回水温度压力、二次网供回水温度压力、一次网瞬时流量和累计流量、一次网瞬时功率和累计热量、水泵状态、水泵故障、变频器频率、循环泵电流、水箱液位、电磁阀状态、调节阀阀位。独立完成现场监测和自动控制功能,完成现场开环控制和内部联锁控制功能。能够现场对有关参数进行设定和修改。现场和远程报警功能。应有通信接口,能向热网监控中心发送数据并能接收监控中心发送的指令,完成相应的控制任务和参数设定。

1.4 远程站具体功能实现

远程终端站(换热站)需实现以下功能:(1)换热站具有气候补偿和恒温供水功能,根据气候的变化自动调节供热量。根据室外温度的变化和当地热负荷曲线,决定二次侧的供水温度,二次侧供水温度的实测值和设定值相比较后,并进行PID调节,控制器输出信号至电动调节阀,调节电动调节阀的开度,从而改变一次侧的流量,实现二次侧供水温度的质调节和一次侧流量的量调节。(2)自动补水。安装在二次侧回水管路上的压力传感器测得的压力信号,与控制器二次回水压力设定值比较后输出一个控制信号控制补水泵的运行,从而实现二次网回水自

动恒压补给。回水压力设定值可远程设定。(3)自动卸压功能: 当二次侧供水压力高于供水设定值高限时,开启泄水电磁阀,同时配安全阀,以便双保险。泄水电磁阀开启压力设定值可远程设定。(4)二次侧循环水泵控制,实现供水压力和回水压力差值控制,保证系统最不利点的供回水压差,从而保证最不利点正常供暖。压差设定值可远程设定。(5)二次侧循环水网防汽化保护。即二次网循环泵停止,电动调节阀关闭。停电后电动调节阀自动关闭。(6)开机自检功能:二次侧回水压力设定具有一个超低限保护值,当二次侧压力没有达到此值时,不能启动循环泵而只能开启补水系统补水,待达到设定值后方可启动循环泵。(7)顺序启动及泵阀联锁:双板双泵两套水循环系统换热站,当热负荷不足时,只运行一套系统,当第一套系统的循环水泵发生故障时,应自动启动第二套系统的循环水泵。换热站循环水泵运行后电动调节阀才自动开启;当正在运行的循环水泵发生故障时,输出报警信号,循环泵停机,电动调节阀关闭。(8)来电自启满足无人值守功能:换热站在送电后,控制器工作,站内自检后自动按顺序启动。(9)失压保护:二次侧回水压力低于超低限设定值时,自动停止循环泵运行,并关闭电动调节阀,自动补水系统投入运行,开始补水。自动补水系统投入运行后二次侧回水压力仍继续降低即发声光信号报警(该信号远传监控中心)。(10)断电保护:停电后自动关闭电动调节阀,切断热源,控制器及变频器自动复位并使各种设定参数和运行状态参数保持原断电前设置。(11)超温保护:二次供水温度超过要求值,一次侧电动调节阀关闭。一次回水温度超过要求值时启动高限制保护,以一次回水温度为目标控制电动调节阀门开

度。一次侧供水温度超过要求值时应立即关闭一次侧电动调节阀并报警。(12)超压保护:二次供水压力超过设定超高限值,循环泵停止并关闭一次侧电动调节阀。(13)监测水箱液位,具备报警保护功能。停补水泵信号由控制器送出,停泵水位可以人为设定。

2 结语

通过热网监控系统的建设,能够解决城市集中供热系统管理落后,反应滞后,监测困难,运行不稳等诸多问题。热网监控系统已成城市集中供热项目运营的有力保障,也是其发展建设的重点。

参考文献

[1] 刘哲.GPRS技术在热网监控系统中的应用[J].中国新技术新产品,2011(12).

[2] 南革辉.热网调度中心计算机监控系统[J].宁夏电力,2007(1).