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什么是区域热控系统

发表时间:2019-03-05 00:00

1、概述区域供热系统

1、在我国北方地区有一个漫长而寒冷的冬季,每年有相当长的采暖期。由于目前的供热方式采用区域供暖方式,存在着效率低、供热不平衡、污染严重、能量浪费等诸多问题,急需一个先进的控制方案来解决上述问题 。在我国,随着国民经济的迅速发展,节能工作日益受到重视,使我国的供热事业,无论在供热规模还是在供 热技术方面,都有很大发展。但与一些工业发达国家相比,在整个供热系统的热能利用效率、供热设备的品种 和质量、供热系统的运行管理和自控水平等方面,仍有不少差距,亟待提高。

针对目前的供热市场现状,济南天晟自动化有限公司和在国际上享有盛名的西门子楼宇科技公司旨在优势互补的基础上紧密合作,以专业的技术支持和优质的售前、售后服务,向用户提供高效、节能的供热解决方案:

用于热网的数据采集和监控系统

用于换热站的完全无人职守的控制系统

系统高效运行。

2、区域能源的发展趋势

热力公司及热用户的市场现状正在发生着急剧的变化。

首先,热力公司的私有化进程改变了所有权及经营方式,在日益激烈的竞争环境中,提高用户的满意度,提高系统运行效率,有效地降低运行费用,应该成为其经营的主导性原则。

其次,国家政策性的调整及环保的要求,对热力公司来说具有深远的影响。成千上万低效率的小锅炉采暖 方式正在被清洁及有利于环保的热电联产所取代;热电联产中产生的余热正在被用来提高房间的采暖及生活热水,这也同时提高了燃料的综合利用效率。

其次、老百姓希望获得更加清洁的环境及舒适的生活。更多的人认识到供热是一种有尝的服务,尤其在即将颁布实施的新供热条例中,供热收费的标准将按实际用热量收费,而不再按建筑面积收费。在这种条件下,热力公司必须要改变原有操作模式:用户将可以自行决定何时使用热能及其数量,供热公司要随时根据用户的 热用量对热源及热网输配系统做出相应的调整。

供热控制及计费系统将满足以下需求:

热用户侧:

每个用户供热、计量及计费的独立性:真正实现“按需供热,按量收费”。

在极限运行工况(低回水温度或高回水温度),控制系统能迅速适应并提高效率。

换热站侧:

在保障提供用户充足供热量的需求前提下,自控系统会实现高效率的无人值守操作;

在自控系统指导下的换热站内“小流量,大温差”运行,有助于整体热网输配系统的平衡,同时提高换热能 力及减少运行费用。

3、区域能源市场的综合解决方案

我公司提供的整体解决方案给用户整个的供热控制系统;同时系统和产品具有高度兼容性,将非常容易地集成在一起。区域供热自控系统的技术要求很明显,建立、发展及运行区域供热网络,在硬件、软件、产品及服务上,需符合供热系统特定的要求。因此,自控系统的规划及界定是非常重要的,它将影响系统的扩展性及供热网络有效的操控性。尤其是在决策投资一个新的自控系统,以下几点要素应被决策者重点考虑:

系统的扩展性:

热网监控及数据采集系统(SCADA)有能力增加或扩充至供热系统的理想规模,换言之,它将能随项目的进展,根据需要增加联接的控制器及操作站数量。

通讯的多样性:

SCADA系统需要有足够的开放功能,这样可以选择不同的通讯方式。通常热力公司在发展的不同时期,将采用多种通讯方式。

系统的标准性:

在结构(如软件平台)和通讯(如TCP/IP)方面采用通用的标准提高了和其他系统的兼容性(数据交换或和系统集成)

系统的开放性:

热源和热网输配系统的自控需要协调统一,步调一致。

系统的先进性:

先进的自控产品和系统的采用,是供热公司的盈利及提高客户满意度的保证。 例如,换热站通常是无人值守,当某些异常出现时,可以用SMS通知最近的服务人员。使之能在最短的时间内到达现场,迅速做出补救。这一切要在很短的时间内完成,让用户感觉不到供热的中断,可靠的供热系统会提高用户的满意度并更愿意支付热费。

系统的长期性:

这一系统将被长期使用和扩展,因而确保其可用性和适用性,对保护投资者的利益至关重要。

系统的可靠性:

自控产品及系统的可靠性和有效性对于供热公司的安全和效率是至关重要的。

系统的专家性:

热源和热网输配系统应该在自控系统的指导下高效运行。通过对热网输配系统热量及流量的控制,或者对于无人使用的建筑减少热量供应,实现整个

2、热网控制系统组网方案

(1)拨号通讯网络:直接采用调制解调器拨号

优点:网络建设简单、维护工作量小、运行费用较低,;

缺点:网络不稳定、实时性差、同时只能有一个站上报数据。

(2)无线通讯网络:无线电台,采用公用无线频段,自建无线发射、接收站

优点:运行费用较低;

缺点:安装工作量较大、网络不太稳定、易受干扰、实时性差。

(3)移动通讯网络:GPRS/CDMA网络

优点:安装简单、不受传输距离限制、抗干扰能力强、易维护;

缺点:运行费用相对较高。

(4)虚拟专用网络、ADSL等各种宽带技术

优点:实时性较好,安装简单,易维护,网络的安全防范性好;

缺点:运行费用相对较高。

(5)数据采集系统完成一次数据(过程参数、设备状态)的获得,如温度、压力、流量、液位的模拟量和设备状态等开关量信号,从现场一次仪表由信号电缆直接到系统控制柜内部端子。一次模拟量参数要经过滤波、放大倍数、采样周期、报警、线性变换、非线性变换、信号转换等预设置;一次开关量状态要经过防抖、报警设置等预设置。自动生成数据曲线,方便趋势查询

系统采用OEMview作为上位机软件,采用可靠稳定的工业控制计算机作为上位机运行平台,下位机采用西门子S7-200系列PLC,有强大可靠的数据运算能力和扩展能力,并具有丰富的I/O扩展模块,更换方便、运行稳定;

系统具有自动和手动两种远程控制和就地手动控制三种控制方式,自动运行时自动控制泵的启动停止,故障时自动切换到备用泵并报警,自动记录各个监测数据并生成报表,方便用户查询,能自动生成数据曲线,方便趋势查询;手动时可以远程手动控制各个泵或阀门的启停和开关;

具有用户权限管理,保证控制安全,防止误操作;

(6)远程抄表

远程抄表系统为分层分布式网络结构,由设备层、无线网络传输层、监控层三层结构构成,设备层主要是用户计量表;无线网络传输层主要由采集用户计量表信息的采集器、路由器、协调器等设备组成;监控层由计算机、服务器和抄表软件等主要设备组成

6.1系统组成

本系统由监测中心、通信平台、现场监测设备、现场计量仪表四部分组成。

监测中心:由中心计算机、GPRS数据传输模块、GPRS抄表软件组成。GPRS抄表软件显示、存储现场每台流量计输出的流量数据。

通信平台:中国移动公司的GPRS-VPN专网。

现场监测设备:GPRS抄表箱。

计量仪表:流量计

6.2中心配置

6.2.1、监测中心设备主要由中心计算机和DATA-6101GPRS数据传输模块(台式)组成。服务器和GPRS模块之间使用串口线连接,服务器上安装操作系统软件、数据库软件、监测软件。

6.2.2、该软件具备主动问询、数据显示、数据存储、数据查询、报警显示、生成曲线报表等多项功能。

6.3通信平台及设备

6.3.1、GPRS数据通信简介

GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称,是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。 GPRS是一种分组交换系统,因此,GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS的优势在于:

Ⅰ、永久在线:只要激活GPRS应用后,将永远保持在线,不存在掉线问题;类似于一种无线专线网络。

Ⅱ、按量计费:虽然可以保持永远在线,但不必担心费用问题;因为只有产生通信流量时才计费。

Ⅲ、快速登录:全新的分组服务,无需以往长时间的拨号建立连接过程。

Ⅳ、高速传输:GPRS最高理论传输速度为171.2kbps,目前使用GPRS可以支持40Kbps左右的传输速率。

6.3.2、系统组网说明

中国移动公司提供GPRS网络平台,建立一个VPN专网,提供一个APN接入点,并为使用的每张SIM数据卡绑定一个固定的IP地址。网络的保密性、可靠性高。

GPRS数据传输模块可以登陆中国移动公司的GPRS-VPN专网,在网络上传输数据。监测中心使用一个GPRS数据传输模块,每个现场监测设备(GPRS抄表箱)中安装一个GPRS数据传输模块,可以实现一个(或多个)监测中心与多个现场监测设备的数据通信。

6.4.系统功能

⑴、数据显示功能:将流量计数据在监测中心的计算机上显示。

⑵、主动召测功能:监测中心可以主动问询每台流量计的数据。

⑶、数据传输功能:通过GPRS网络双向传输数据。

⑷、告警功能:现场被监测的数据可以设限,超限告警,通信中断自动报警。

⑸、数据库功能:数据存入指定的数据库。

⑹、多通道功能:提供GPRS网络和短消息两个通道。

⑺、远程维护功能:GPRS数据传输模块可以远程设参及远程维护。

(7)数据统计

上位机采用IPC 工控机做服务器, 采用双网卡进行通讯, 采集处理后的用户站的数据, 通过服务器接入公司内部局域网共享, 供其他客户端( 各相关经理、科室、站房等) 浏览查询数据。

数据管理系统按照系统设置特点及实际管理要求, 设置系统参数, 并实施数据的规范管理; 同时提供良好的人机界面, 按热电公司的管理要求, 进行数据的各类统计和输出。管理系统所涉及到的工艺流程图、过程控制图、数据浏览表格、数据报警、过程数据趋势图等, 均采用软件组态工具以快速组态方式形成, 符合工业自动化设计的发展趋势。

棒图统计提供任意时间段内的、任意子站的棒图统计, 包括流量、温度、压力、累计流量等。

报表统计提供所有子站、单个子站或用户自定义统计子站的统计报表, 统计时间可以按年、月、日或任意时间段, 统计的内容也可以按用户要求设置, 进行统计、存储和打印输出。

其他管理:

报警管理第一时间提供报警提醒和事件显示, 任意优先级的警都能激发来自计算机的声音报警; 提供报警列表和事件列表,包括故障报警统计、故障的发生时间和恢复时间等; 提供所有子站或单个子站的故障记录查询功能。

(8)现场控制

换热站设备一般包括换热器、循环泵、变频恒压补水系统及水处理设备;锅炉房热水经一网循环把热量送入换热站,站内隔离式换热器将热量传递给二网循环送往用户;换热站自动化控制系统主要监控一网、二网进、出水的温度、压力、流量和循环泵、补水泵的状态、启停控制、转速、故障以及电量等参数;

8.1现场控制- 水水交换

系统组成:2台补水泵,2台循环泵,1个温控阀,4个压力传感器,5个温度传感器,变频2台

补水泵控制:回水压力设定,压力偏差设定,轮换时间设定,液位低保护设定,液位报警设定,故障报警,首先系统根据回水压力设定,进行变频PID自动调节,维持回水压力恒定,保证回水管道压力的稳定,当1台补水泵工作,压力低时,1泵切换到工频运行,2泵变频运行,维持压力稳定,当压力高时,停止1号泵,当压力再低时,2泵工频运行,1号泵变频运行,如此往复,当有故障时,停机;变频故障,需要1台泵工频工作,根据压力偏差设定进行启停控制;当实际回水压力大于设定回水压力3分钟,补水泵进入休眠状态,回水压力<设定压力-压力偏差设定时,休眠状态解除;

循环泵控制:供回水压差设定,轮换时间设定,回水压力低保护设定,回水压力报警设定,故障报警,系统根据供回水压差设定,进行变频PID自动调节,维持供水压力恒定,保证供水管道流量的稳定;当1台循环工作,压力低时,这时,1泵切换到工频运行,2泵变频运行,维持压力稳定,当压力高时,停止1号泵,当压力再低时,2泵工频运行,1号泵变频运行,如此往复,当有故障时,停机,变频故障,这时,需要1台泵工频工作。

阀门控制:供水温度设定,超温报警设定,故障报警,首先系统,根据供水温度设定,系统进行阀门的PID调节,维持供水管道出口的温度恒定。

温度补偿控制:为了节能的需要,根据室外温度的变化进行自动调节温度设定值,达到温度调节的目的。

温度时间段控制:对于企业、商业、机关、学校等公共建筑而言,具有明显的供热特点可以在公休日、节假日及夜晚低温运行。因此公建供热节能是供热部门实施节能降耗的重要环节。

报警控制:补变频报警,回水压力低报警,液位低报警,供水超温报警,超压报警

报表查询:主要是进行回水压力、回水温度、供水压力、供水温度的一,二侧的显示,数据统计,便于日后的查询等

补水泵控制:回水压力设定,压力偏差设定,轮换时间设定,液位低保护设定,液位报警设定,故障报警,首先系统根据回水压力设定,进行变频PID自动调节,维持回水压力恒定,保证回水管道压力的稳定,当1台补水泵工作,压力低时,1泵切换到工频运行,2泵变频运行,维持压力稳定,当压力高时,停止1号泵,当压力再低时,2泵工频运行,1号泵变频运行,如此往复,当有故障时,停机;变频故障,需要1台泵工频工作,根据压力偏差设定进行启停控制;当实际回水压力大于设定回水压力3分钟,补水泵进入休眠状态,回水压力设定压力-压力偏差设定时,休眠状态解除;

循环泵控制:供回水压差设定,轮换时间设定,回水压力低保护设定,回水压力报警设定,故障报警,系统根据供回水压差设定,进行变频PID自动调节,维持供水压力恒定,保证供水管道流量的稳定;当1台循环工作,压力低时,这时,1泵切换到工频运行,2泵变频运行,维持压力稳定,当压力高时,停止1号泵,当压力再低时,2泵工频运行,1号泵变频运行,如此往复,当有故障时,停机,变频故障,这时,需要1台泵工频工作。

凝结泵控制:凝结压力设定,轮换时间设定,液位低保护设定,故障报警,系统根据凝结水压力设定,进行变频PID自动调节,维持凝结水压力恒定,保证管道压力的稳定

当1台凝水泵工作,压力低时,1泵切换到工频运行,2泵变频运行,维持压力稳定,当压力高时,停止1号泵,当压力再低时,2泵工频运行,1号泵变频运行,如此往复,当有故障时,停机,变频故障时,需要1台泵工频工作,根据压力偏差设定进行启停控制

阀门控制:供水温度设定,超温报警设定,故障报警,首先系统,根据供水温度设定,系统进行阀门的PID调节,维持供水管道出口的温度恒定。考虑热源和二次供水温差大,温度控制反应滞后等因素,汽水换热温度控制采用有差串级PID控制方式。

温度补偿控制:为了节能的需要,根据室外温度的变化进行自动调节温度设定值,达到温度调节的目的。

温度时间段控制:对于企业、商业、机关、学校等公共建筑而言,具有明显的供热特点可以在公休日、节假日及夜晚低温运行。因此公建供热节能是供热部门实施节能降耗的重要环节。

报警控制:补变频报警,回水压力低报警,液位低报警,供水超温报警,超压报警

报表查询:主要是进行回水压力、回水温度、供水压力、供水温度的一,二侧的显示,数据统计,便于日后的查询等

8.3现场控制- 混水交换

系统组成:2台混水泵,1个温控阀,4个压力传感器,5个温度传感器,变频1台

混水泵控制:供水压力设定,轮换时间设定,回水压力低保护设定,回水压力报警设定,故障报警,系统根据供回水压差设定,进行变频PID自动调节,维持供水流量恒定,当1台循环工作,压力低时,1泵切换到工频运行,2泵变频运行,维持流量稳定,当压力高时,停止1号泵,当压力再低时,2泵工频运行,1号泵变频运行,如此往复,当有故障时,停机,变频故障,需要1台泵工频工作。

阀门控制:供水温度设定,超温报警设定,故障报警,首先系统,根据供水温度设定,系统进行阀门的PID调节,维持供水管道出口的温度恒定。

温度补偿控制:为了节能的需要,根据室外温度的变化进行自动调节温度设定值,达到温度调节的目的。

温度时间段控制:对于企业、商业、机关、学校等公共建筑而言,具有明显的供热特点可以在公休日、节假日及夜晚低温运行。因此公建供热节能是供热部门实施节能降耗的重要环节。

报警控制:补变频报警,回水压力低报警,液位低报警,供水超温报警,超压报警

报表查询:主要是进行回水压力、回水温度、供水压力、供水温度的一,二侧的显示,数据统计,便于日后的查询等

回水压力控制:通过一次回水电动调节阀或回水增压泵调节。

混水交换方式

1)当供热小区地势比较平缓、起伏不大时,采用将混水泵设置在旁通管上的系统形式,距离循环首站较近的供热小区都可采用这种形式

2)当供热小区地势较高时,采用将混水泵设置在供水干管道上的系统形式当供热小区地势较低时,采用将混水泵设置在回水干管道上的系统形式


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