供热无人值守换热站方案设计

供热无人值守换热站设计方案

一、我厂供热现状

目前我厂现有换热站房3个，目前3个换热站房均依靠工作人员24小时值守，导致换热站运行成本居高不下，同时存在大量人员费用与安全隐患等一系列问题。本次改造目标是在现有换热站的基础上，通过局部改造、优化（能保留的保留），实现换热站的集中控制、无人值守，最终达到减员增效、降低运行各项成本的目的。

二、改造技术要求

1、改造原则

先进性

采用国际领先的工业自动化控制技术和数据存储管理技术，效益高，投资少，所有设备及设备安装须达到国家相应规定的标准，具有科学、先进、便于维修和管理的特点，可以保证在未来5~10年不落后于最新技术的发展。

稳定性

系统注重稳定性和可靠性，图形界面友好，无故障运行时间长。

经济性

减少一次性的投资，并确保系统具有很高的可靠性和极低的故障率，将功能变更、运行与维护费用减至最低限度。

安全性

严密的技术防措施保障系统安全。在确保供热系统运行安全、可靠的前提与基础上，可以实现其经济性，节约能源。

可靠性

系统对使用环境（温度-25℃~50℃，相对湿度5%~95%）具有良好的适应性，并确保具有极低的故障率。

可扩展性

包含硬件的可扩展性和软件的可扩展性两个方面，升级扩充只需要增加模块，保护投资成本。

2、总体要求

利用先进的工业自控技术、计算机技术、通讯技术创建换热站远程监控管理系统，对系统实施更科学、更规的监控管理，提高中心调度的监控能力。

2.1系统设计原则

根据当前供热的现状及应用需求，供热集中控制监控系统设计原则是以先进性与实用性相结合、产品生命周期长、管理维护方便、系统集成度高和保护投资者利益为主要技术特色，以适应当前应用和后续发展的需要。设计指导思想以“实用、可靠、先进、经济”为基本原则。

易操作

良好、直观的人机界面，充分考虑操作人员的操作习惯，操作人员不需要经过特别专业训练就能够进行使用，工作效率高。

易管理

实现分级管理，授权服务的原则，设置程序管理员，对于不同的级别权限使用进行合理的管理。

易维护

平台的一致性强，便于维护，并具备自诊断功能，支持多种通讯方式：RS232、RS485、TCP/IP网络及GPRS无线通讯等。

保证质量

远程操作与自动控制能及时调节各种参数，并反馈迅速，保证所调温度在用户适宜的温度围。系统在调节过程中应流畅，不能无故出现卡涩、停顿等故障。节约投资

另外在如何保证工程质量的同时，减少投资是每一个工程项目都要面对的问题。要求在保证工程质量、满足供暖要求的前提下，尽量节约改造资金。

三、系统组成及要求

系统由换热站的自动控制系统、各个换热站与监控中心之间的通讯系统、监控中心管理系统三个部分构成。（以下图为例）

系统构成示意图

换热站PLC控制系统可独立完成本地控制。各个换热站利用通讯系统将现场监测数据、运行状态数据传给监控中心管理系统，同时接受监控管理软件进行的运行参数调整。各个换热站与监控中心采用GPRS通讯方式(或专用光纤)。

监控中心管理系统安装在中央调度室的工控机上，通过网络和下位的换热站通讯模块相连，完成换热站运行与管理系统数据之间的数据交换，既可以监视各换热站的运行情况，也可以调整换热站的运行状态。

四、无人值守换热站的自动控制系统

换热站由汽-水换热器组成的换热系统、循环水泵组成的循环水系统、补水泵组成的补水系统来构成。在控制过程中，需要采集大量的物理量，如压力、温度、流量等模拟量参数，通过PLC控制器对这些参数进行实时采集和处理。换热站PLC控制系统对一次网的电动调节阀、二次网的循环系统、补水系统等控制对象实施控制，实现换热站系统的自动控制（是否采用全自动控制？）。

无人值守换热站的自动控制系统主要完成数据采集、自动控制、参数存储、实时通讯、故障报警等功能。可独立完成本地控制，也可受控于监控中心。

1、换热站数据采集

将站的温度、压力、流量、水箱水位、电动调节阀状态、补水泵的启停状态、循环泵电流、电压、报警等参数采集、显示并上传监控中心。

换热站监控参数包括：

●室外温度

●一次网的供（蒸汽）/回水压力、温度

●一次网的流量、热量、累积流量、累积热量

●一次网除污器差压

●二次网供/回水温度、压力

●补水流量、累计流量

●水箱液位

●循环泵电压、电流、功率、频率；

●补水泵电压、电流、功率、频率；

●一次网电动调节阀阀门开度；

●二次网回水泄压电磁阀状态；

●补水电磁阀状态；

●补水流量

●自来水压力

●自来水流量

●循环水泵和补水泵的启停及运行状态等；

●运行参数的越限报警；

a二次侧供水压力过高

b二次侧供水温度过高

c二次侧回水压力过低

d二次侧回水压力过高

e水箱水位超高、超低

f循环泵电流高报警

g循环泵缺相报警

h停电报警

i 自来水停水报警

2、换热站系统控制

换热站的调节系统采用PID调节控制，通过设定运行参数，控制一次网电动调节阀的开度，实现调节过程，保证用户室温度达到规定；完成循环水泵进行自动控制，补水泵进行自动控制；水箱水位自动控制；系统停电控制；停水控制。对其故障实现实时报警和连锁启停切换控制。

具体调节控制单元如下：

●换热器二次供水温度调节控制回路

根据本地的气候条件以及供热对象的特性，给出一条室外温度与二次供水、回平均温度之间的对应曲线。控制器通过这条曲线根据室外温度传感器测量的室外温度，通过控制换热器一次供汽管网出口电动调节阀，实现换热器二次侧热水出口温度的自动控制。满足用户室温要求。

●除污器控制

根据除污器前后压力差，自动调节控制除污阀门，保证正常工作。

●循环泵控制

可设计为循环泵+调节阀控制二次侧进出口压差的设计方案（但不利于节能的目的），因此最好采用变频控制方案。

变频循环泵控制二次网可实现：

(1)在自动状态下，根据实际供热情况是实现循环泵的开动台数；

(2)变频循环泵变频调速使二次侧进出口压差处于恒定；

(3)若二次侧回水压力低于预设的回水压力下限值，循环泵自动减速运行；

若二次侧回水压力高于预设的回水压力上限值，循环泵将自动提速运行；

(4)控制回路在手动状态下，操作员可以通过控制柜上的按钮进行启/停、加

/减速控制。

●补水调节控制回路

通过二次管网回水压力控制变频补水泵的开启、调节和停止。实现二次回水压力的定压自动控制。

(1)控制系统在自动状态下，变频补水泵要使二次侧回水压力处于恒定；

(2)当二次侧回水压力低于回水压力下限值时，补水泵自动启动，当二次侧