XX集中供热换热站及热网监控系统解决方案

1、换热站及热网监控系统 2018.05.17集中供热集中供热工作是一项崇高、艰苦的事业！既关乎万家冷暖、又关系国计民生！既需要满腔热情、又需要专业知识！换热站概述换热站自控运行和调节集中监控中心建设热网调节 主要内容换热站作用（交换、分配、监控、调节）换热站发展过程换热站形式（直供、混水、间供、汽水、水水）换热站主要设备（换热设备、泵、仪表、控制阀门、计量设备、电控柜、热工柜）换热站安装（换热器、泵、混水、仪表控制柜、线路）第一部分-换热站概述换热站是指连接于一次网与二次网，并装有与用户连接的相关设备、仪表和控制设备的机房。它用于调整和保持热媒参数(压力、温度和流量),使供热和用热达到安全经济运

2、行,是热量交换、热量分配以及系统监控、调节的枢纽。换热站的作用是将供热管网输送的热媒加以调节、转换,根据用户的需要分配给各个热用户。换热站的主要设备有:换热器、水泵、控制柜、储水箱、过滤器、补水箱、调节阀门、热媒参数调节和检测仪表、水处理设备等。1、换热站功能我国50年代建设了第一批区域性热电厂。但全国大部分地区以小型供热锅炉分散供暖为主。最初锅炉蒸汽供热、厂内福利供热；90年以前，中、小城市以蒸汽管网供热为主，二级站以汽水换热站为主；90年代以后小型热电联产和大型区域锅炉等集中供热方式已经成为各城市的主要发展方向 ，高温水供热开始增多，二级站水水换热开始发展，2000年后，大型发电机组热电联

3、产进入高速发展期。各地开展汽改水改造，新上管网也以高温水为主流；2、换热站发展-集中供热发展随着生活水平以及生活质量的不断提高，开始对供热效果的要求也随之变得越来越高，具体发展过程要求体现在以下三个方面1、实现稳定供热。不管室外温度怎样变化，室内温度应该一直把温差控制在某个范围（例如2）以内。 2、实现均衡供热。不管是靠近还是离热源较远的用户，全都能够实现室内温度的一致，尤其是当室外温度低而热源又不够充足的情况时，用户的室内温度也应该保证是一致的3、实现按需供热。确保当室外温度或是供热负荷出现变化的情况时，系统的总供热量与总的需热量实现供需平衡，保障供热质量的同时达到成本得到降低以及能源得到节

4、约的目的。 安全运行 稳定供热 平衡 舒适 节能高效2、换热站发展-供热效果要求发展人工看站，现场仪表、电接点压力表、手动调节；人工看站，远传压力表、仪表PID定压、控温、传感器，温控阀，变频器、半自动调节；人工看站，温度、压力、流量等采集，PLC控制、站内自动控制；小组巡检、远程传输、中心监测；无人值守，视频监控、监控中心功能逐渐完善、数据采集、远传远控，自动调节，气候补偿、分时调节，计量收费控制、负荷预测、全网水力平衡，能耗分析、网页发布、地理信息管理等2、换热站发展-调节方式发展一、民用换热站 民用换热站的服务对象是民用用热单位（民用建筑及公共建筑），现在多属于热水供热换热站。供暖用户的

5、换热站示意图。一、二次网互相隔离，彼此独立，运行调试相对简单，优点节省初投资节省运行费用节省二级站维护工作量缺点一、二级网水力（压力）工况不独立，相互耦合相互影响，造成调节困难系统补水量大，无法保证补水水质时，首站换热器易结垢一个二级管网失水量大时会严重影响整个一级网运行，需要提高监控水平2、循环水泵装在二次供水管上适用于二次回水定压比一次网回水压力高的场合，建筑物为高层的小区。3、循环水泵装在二次回水管上适用在二次回水定压比一次网回水压力低的场合，建筑物较低的小区换热站。1、循环水泵装在旁通管上适用于二次网定压和一次网回水压力相差不大的场合，换热站高程和首站高程一致或相差不大的地区。 三、供

6、热首站供热首站是以热电厂为热源，一般以热电厂汽轮机发电的乏汽或抽汽为热的来源，建在热电厂出口，向整个集中供热一级网络提供高参数热水热媒的集中热力交换站。图7-40所示为蒸汽首站热力系统示意图。换热站的主要设备有:换热器（混水器）；水泵：循环泵、补水泵、管道加压泵；自控系统：动力控制柜、热工监控柜、电动阀、调节阀、计量设备、热媒参数调节和检测仪表；水箱：储水箱、补水箱、管道设备：阀门、管道、过滤器、三通、弯头、软连接等水处理设备等。4、换热站主要设备换热器是换热站内进行热交换的设备，是传递热量的核心设备，其换热能力对整个供热系统的供热效果产生直接影响。选择换热器主要考虑：热负荷（最核心数据）换热

7、器的形式（介质、温度、粘度、温差、压力、流速）换热器的出力设计（形式、换热系数、面积）换热器阻力计算（粘度、流速）4、换热站主要设备-换热器水泵作为换热站内主要的动力设备，其选型是否合理是影响换热站平稳运行和是否节能的关键因素。水泵的选择主要考虑扬程和流量两个参数。循环水泵的流量选择。水泵流量的选择主要与计算的热负荷有关. M=Q/C (t1-t2)， 4kg/m2循环水泵的扬程。在闭式热水系统中，计算循环水泵的扬程仅考虑克服整个系统的阻力损失，即循环水泵的扬程，应不小于设计流量条件下热源、热网和最不利用户环路的压力损失之和。2.5bar补水泵的流量不应小于系统循环流量的2%；补水泵扬程的选择

8、计算与补水点和定压点（压力控制点）的相对位置有关。 P2+1bar 4、换热站主要设备-水泵泵与风机课已经详细讲过，不赘述热力系统本身是一个大的热惯性系统, 做到精确控制非常困难。 气象条件的变化很复杂，随时在变不可准确预测, 滞后问题是供热系统的固有特性，室外气象条件对室内环境产生影响存在一 定的滞后；供热调节又是有条件的,不可能过于频繁地调节；而且介质的传输必然产生一定的滞后；再加上散热器系统的滞后,造成供热调节、环境气象条件的变化及室内温度的效果很难保证一一对应,因此供热系统属于难控对象。供热调节方式主要有三种:分别为单体调节、集中调节、局部调节。在散热设备处进行的调节是单体调节,在热源

9、处进行的调节是集中调节,在换热站处进行的调节是局部调节。第二部分-换热站自控调节换热站供热面积相对较小，系统较为独立，滞后性相对整个管网小很多；换热站的调节方法,很少独立使用质调节、量调节、间歇调节、分阶段改变流量的质调节等几种调节方式,目前大部分是将质调节和量调节配合使用运用在换热站中；当前常用的供热量控制策略（质调节）有：供水温度调节;回水温度调节;供回水平均温度调节;供热量调节Q1=Q2,即供暖热用户的热负荷基本与供暖热用户的所有采暖设备的散热量一致,是供热调节的理论基础,2.1换热站自控调节-调节策略当室外温度在某时 间段为-定值,相对流量也是定值时, 二次网供水温度也是一个定值。二次

10、网供水温度控制策略的最大的优点是控制响应速度快、系统调节能力强。但由于供水温度不能够完全反映热用户的室内供热情况,可能会在控制上产生一定的误差,需耍运行人员有较高的管网调控丄艺水平。此种控制方式仍然是当前工程当中最常采用的控制策略。供水温度策略供水温度策略调节的依据为公式（来源参考供热工程）在一段时间内的室外温度和回水温度在理论上也有唯一的对应关系,回水温度也可以反映出某一个支路的供热品质的好坏；理论分析的过程和供水温度相类似,也可以绘制出类似的对应曲线。优点:回水温度是最直接的控制手段,也是所需要的结果,一般在二级网水力工况不失衡的情况下,当网路的回水温度满足控制指标时,基本可以保证供热品质

11、了。所以说回水温度的控制好坏也是控制效果的最终体现。缺点:当供热半径较长时,回水温度的响应时间会很长,具有严重的滞后性,控制算法复杂,难以掌握,控制效果有时不太理想; 另外当支路较多时,或支路的负荷类型不同时,用回水温度作为控制指标也难以作到很科学。回水温度策略调节的依据为公式根据能量守衡定理及稳态下的热量平衡方程可以得到:散热器向房间的传热量应与其向室外的传热量相同优点:不管是质调节还是量调节,对控制指标影响不大。二级网流量的变化不会影响到供、回水平均温度的设定值,对管网运行人员的工艺水平相对要求就可以降低缺点:此种控制策略在使用时, 供热范围内的建筑物的综合传热系数与散热器的传热系数变化较

12、大, 导致供回水平均温度目标值难以确定（不同站，不同室外温度均不同）,如果供热半径过长的话,供回水平均温度的调节周期也太长,容易超调或者滞后。供、回水平均温度策略调节的依据为公式如果能够准确掌握各个换热站的热量的精确数据,再通过结合长期的运行数据,依托调度人员的丰富经验。再加之监控中心集成的天气预报系统的相关功能。就可以近似地模拟出室外温度变化与换热站供热量的关系曲线。由于各换热热站所供的负荷面积轻易不会发生改变,并且各建筑物的负荷主要由室外环境温度所决定。由外部气象环境的变化所引起的各个换热站的热负荷的变化是同步的,要么同时需求增大,要么需求同 降低,但是各个换热站之间的热负荷的比值是基本不

13、变的，可以使各个换热站的调节动作的频率较低,这更有得于系统的长期稳定运行。优点:一是根据室外温度的变化及时的调整供热量,使其刚好满足用户的室内温度需求,这样将节约大量的热能，二是可以直观的进行统计分析,直接对换热站的运行情况实施考核。可以近似做到按需求供热, 是最合理、最实际,也是最经济的控制策略。缺点:供热量的指标和建筑类型有直接的关系,不能所有建筑物一概而论; 供热面积的核算误差和热量测量误差,造成单位供热量测算不准;从自控角度讲,调整供热量的话,会造成流量、压力、温度同时变化,可能影响到热力工况及水力工况,难以掌握。供热量策略调节的依据为公式供热量是流量G和热焓H的函数冬季采暖期间,供热

14、系统只有不到 5%的最冷天气是满负荷运行的,而 60%的时间其流量只有 30%-60%。如果采暖系统为计量供热系统,热用户调节流量波动范围更大,因此必须对循环热媒水流量进行调节。实际操作时,常常利用阀门进行流量调节,这种方法增加了系统的阻力,造成了较大的能源浪费;系统运用循环泵变频调速后,阀门开度达到最大,系统的阻力较小，节能效果明显提高。水泵通过变频器进行调速控制就可以节约大量的电能,当水泵转速达到原来的80%时,所耗电能为原来的51%;当水泵转速达到原来的70%时,耗电量仅为原来的42%。2.1换热站自控调节-调节策略水泵比例定律 水泵流量、扬程和功率与转速的关系循环泵控制策略:二次供回水

15、循环压差控制法：设定供回水压差；二次供回水温差的分阶段等温差控制法：随外温度变化,要使热用户室内的温度保持恒定,用二次供回水的温差来控制循环泵变频器的转速；增泵减泵：控制循环泵运行时,根据供热管网的管阻,为变频器设定上限频率和下限频率，变频器升高频率一直到上限频率用来增泵，反之减泵2.1换热站自控调节-调节策略系统定压方式，主要有以下几种方式。 （1）采用高架水箱定压； （2）采用气体定压； （3）采用补给水泵定压；供热管网失水的原因包括以下几点:管网老化,养护不当,为管网大量失水埋下隐患。热网各种附件如阀门、排污设备等处失水。管网破损或者维修导致的失水。人为私自放水；补水泵控制策略:采用2台

16、补水泵并联,控制系统跟踪压力变化调整投入运行的补水泵台数压力控制法：设定二次回水压力，PID变频跟踪；一直运行，扬程小时易过热；压差控制法：设定二次回水压力和压力波动上下限，间歇运行，上限停下限启；2.1换热站自控调节-调节策略仪表及自控专业的设计范围包括: 换热站自控系统，热网监控调度系统设备主要包含：动力控制柜、热工监控柜、电动阀、调节阀、计量设备、热媒参数调节和检测仪表；动力柜：变频器、循环泵单元、补水泵单元、故障保护、控制回路、按钮旋钮、仪表、输入输出端子等热工柜：PLC，触摸屏、控制程序、网络设备、抗干扰隔离、输入输出端子等阀门：流量调节阀、电动蝶阀、电动闸阀、流量或压差平衡阀；计量

17、设备：热量表、流量计、远传电表、远传水表等仪表：压力、差压传感器（变送器），温度传感器（变送器），液位计等视频监控设备：摄像头、硬盘录像机、硬盘2.2换热站自控调节-自控系统设备TE02d一次供水一次回水水箱ACX32、S7-200PT11aPT11bPT12TE02bTT21PT21TT00PT22bPT22aTT22LT01QI12aFT02c热量表FT01流量表二次供水二次回水GY01GY04变频器变频器GY02aGY02b变频器GY03压力TE02d一次供水一次回水ACX32、S7-200PT11aPT11bPT12TE02bTT21PT21TT00PT22bPT22aTT22QI12

18、aFT02c热量表二次供水二次回水GY01变频器变频器GY02aGY02b压力2.2换热站自控调节-自控系统设备热工仪表、控制柜换热站控制器RTU是Remote Terminal Unit的缩写,工业控制中简称RTU。由PLC、现场仪表、通讯接口和HMI组成。具有高性能、质量可靠、支持无线及有线通讯等特点。是一个开放的系统,支持多种通讯协议。其插拔式结构、灵活的I/O配置、统一的模件使其后期维护方便,并且能在恶劣的工业环境中当中稳定运行。对于大、中型热网系统,可以采用西门子S7-300、 S7-1500 、AB AC-800、ABBAC-500等系列PLC,小型系统可以采用施耐德Twido、西

19、门子S7-200、saphir、climitix、S7-1200等系列PLC；2.2换热站自控调节-自控系统设备机组变频控制柜应设置设备状态自检测及电机短路保护和接地故障保护功能,并应根据具体情况分别装设对电机的过载保护、缺相与短路保护、低电压保护、负载超温保护、三相电流不平衡保护等功能,(详细措施见GB5005593通用用电设备配电设计规范)。在机组变频控制柜上,应有电压表,每台水泵应有电流表、运行指示灯和故障指示灯。机组变频控制柜上每台水泵应具有手/自动切换开关。手/自动切换 关切至手动位置时,水泵处于工频状态,可根据就地柜面上的启停按钮工频直接启停水泵;切至自动位置时,水泵处于变频状态,

20、可根据机组仪表控制箱的RTU发来的启停信号变频启停水泵。机组变频控制柜可以采用ABB ACS510、富士F1S系列或施耐德ATV71、西门子等系列变频器,2.2换热站自控调节-自控系统设备压力：是电厂和热力系统中的重要参数。并且还可以应用在流量和液位测量中。供水压力、回水压力、给水压力、汽包压力、主蒸汽压力、凝汽器真空、各处油压和烟风道压力，蒸汽流量，给水流量，汽包水位等。目前常用的压力计和差压计主要是弹性式的，只有在测量低压（如炉膛压力）和试验时才用液柱式压力计，所以我们主要讨论弹性式压力计。由于压力和差压信号管路长度有限制，敷设不便，所以通常用压力、差压变送器将压力或差压信号变换为电信号，

21、经电缆传送后，用电测仪表来进行显示。2.2换热站自控调节-压力压力的常用单位：Kpa，Mpa，Bar，公斤，大气压，毫米水柱，毫米汞柱等。工程上所用的压力计的指示值是“计示压力”或“表压力”，即压力计的读数是被测绝对压力和当地大气压力之差。2.2换热站自控调节-压力单位换算：at-工程大气压，atm-标准大气压，bar-巴，mmHg-毫米汞柱。2.2换热站自控调节-压力温度是表示物体冷热程度的物理量，也是物体分子运动平均动能大小的标志。用来量度物体温度高低的标尺叫做温度标尺、简称温标。 过去较多地使用摄氏温标和华氏温标，都是根据液体（水银）在玻璃管内受热后体积膨胀这一性质建立起来的。由于这两种

22、温标所定出的温度数值随液体的性质(如水银的纯度)和玻璃管材料的性质不同而不同，因此不能保证各国所用的基本测温单位(摄氏度)的一致性。 2.2换热站自控调节-温度工程中常见的温度计铂电阻 铂电阻的特点是稳定性好、准确度高、性能可靠，铂在氧化性气氛中，甚至高温下物理、化学性质非常稳定，1990国际温标规定在13.8033K961.78温域内以铂电阻作为标准仪器。 铂电阻在还原性气氛中，特别是在高温下很容易被还原性气体污染，必须用保护套管把电阻体与有害气体隔离开来。铂的纯度以R100/R0表示，我国规定铂的分度号为Pt100和Pt10，Pt100用得较多。Pt10铂丝较粗，能可靠用于600以上的测温

23、。3. 镍热电阻特点：电阻温度系数较铂大，约为铂的1.5倍，灵敏度高。缺点：制造工艺复杂，难以获得电阻温度系数相同的镍丝，在50150内，其电阻与温度关系为 Rt=100+0.5485t+0.66510-3t2+2.80510-9t4西门子有一套Ni1000的热电阻标准。国产热电阻的引出线有两线制、三线制和四线制三种。 两线制：在热电阻体的电阻丝两端各连接一根导线，测温时存在因引出线电阻变化而产生的附加误差。 三线制：在热电阻体的电阻丝的一端连接两根引出线，另一端连接一根引出线。测温时由于可消除引出线电阻的影响，测量的准确度要高于两线制热电阻。 四线制：在热电阻体的两端连接两根引出线，称四线制

24、。在测温时，它不仅可以消除引出线电阻的影响，还可以消除连接导线间接触电阻及其电阻变化的影响。四线制多用在标准铂热电阻的引出线。接触测温：测温元件与被测介质直接接触，仪表显示的温度是元件本身的温度，而不是被测介质的温度。用接触测温方法测温仪表所指示的温度是测温元件本身的温度，一般这个温度和被测介质的温度还是有差异的。希望二者的差异越小越好。在测温管向外散热的情况下，误差不可能等于零。管道中流体与管外介质的温差越大，测温误差越大。为减小误差，应该把露出在管道外的测温管用保温材料包起来，这样不仅减小导热误差，而且可以减小露出部分和外部介质的热交换，因此可以减小测温误差。当插到管道内介质部分测温管长度

25、增加，导热误差就减小。当露出管道外测温管长度减小时，测温误差减小。当管内介质对测温管的放热系数增加时，误差减小，因此应该把感受件放在管道流体速度最高的地方，即管道的中心轴线上。要减小误差，应当使得测温管的壁厚和外径尽量减小，也就是应将测温管做成外形细长而壁厚很薄的形状。测温管材料的热导率越小，误差越小。因此测温管常用导热性质不良的材料如陶瓷、不锈钢来制造。管道中流过压力为29.4MPa，温度为386的过热蒸汽，管道内径为100mm，流速为30-50m/s.对5种方案进行比较。1.热电阻温度计2.水银温度计3.水银温度计（测温管的直径和管壁厚度大）4.与2相同，未插到管道中心5.热电阻温度计，无

26、绝热层，露出部分较长误差：12345举例2.2换热站自控调节-流量、热量热量表、流量计包括一网流量计、二网流量计及补水流量计等,为测量水量的主要元件。品牌众多, 其主要技术要求包括:流速范围:流体温度:仪表类型：速度式涡轮、涡街、电磁、超声，差压式孔板、喷嘴、威力巴、阿牛巴、电源:保护等级:IP67耐压等级:1.6MPa输出:脉冲输出或4-20mA精度等级:小于等于0.5%RS485通讯MODBUS协议2.4换热站自控调节-换热站自控系统主要功能模块序号模块名称主要功能和作用1主电源开关及无功功率补偿模块1、换热站总电源配电及开关；2、换热站负载无功功率补偿；3、换热站耗电计量。2水泵动力配电

27、及控制模块1、循环泵、补水泵启停控制；2、循环泵变频调速；3、二次循环压差控制；4、补水泵定压控制。3换热站运行参数及设备状态采集模块1、热网换热站进出口及站内压力、温度、水箱水位、流量等运行参数采集；2、热网设备（电动阀门、水泵、变频器等）运行状态监测；3、运行参数和设备状态通过触摸屏就地显示。4供水温度控制模块1、供水温度恒温控制；2、供水温度气候温度补偿控制；3、供水温度分时段恒温控制。5流量、热量计量模块1、换热站供热负荷计量；2、一次网循环水流量计量；3、二次网循环水流量计量；4、二次网失水量监测。6视频监控模块1、对换热站进行视频监控及录像；2、视频保存、回放；3、视频画面通过网络

28、上传；7热费充值及余额控制模块1、用户预缴热费后，根据用户号和缴费额自动生成充值密码；用户将充值密码通过触摸屏输入，系统显示热费余额；在余额充足时，系统正常运行供热，余额不足时，提醒用户缴费，余额低至最小限制，系统停止供热；2、用户所有缴费记录在收费终端保存。8数据上传通讯模块1、将现场仪表、控制器、摄像头等设备接入网络，上传数据到控制调度中心；2、将调度中心控制指令下传到控制器。序号功能实现方式相关硬件1温度监测一级网供、回水温度温度传感器控制器服务器温度传感器2二级网供、回水温度温度传感器控制器服务器温度传感器3室外温度室外温度传感器控制器服务器温度传感器4供热支路回水温度温度传感器控制器

29、服务器温度传感器5二次供水温度调节（室外温度补偿）室外温度、二次水温度控制器温控阀一次水流量温度传感器温控阀6一级网回水温度限制一级网回水温度控制器温控阀一次水流量温度传感器温控阀7一、二级网回水温差限制二级网回水温度控制器温控阀一次水流量温度传感器温控阀9所有温度、温差超温报警上传温度传感器控制器服务器控制器10压力监测一级网供、回水压力压力传感器控制器服务器压力传感器11二级网供、回水压力压力传感器控制器服务器压力传感器12供热支路供回、水压力压力传感器控制器服务器压力传感器13压差监测一、二级网除污器前后压差监测、报警差压传感器控制器服务器差压传感器16二级网供、回水温差控制二级网回水压

30、力传感器控制器循环水泵变频器循环水泵转速温度传感器17二级网补水定压控制二级网回水压力传感器控制器补水泵变频器补水泵转速补水泵变频器2.4换热站自控调节-换热站自控系统功能模块实现方式18补水泵启、停、故障报警信号上传动力柜辅助触点控制器服务器辅助触点19定时或故障自动切换动力柜辅助触点控制器服务器辅助触点20变频器启、停、故障报警上传变频器控制器服务器端子21循环水泵启、停、故障报警信号上传动力柜辅助触点控制器服务器辅助触点22定时或故障自动切换动力柜辅助触点控制器服务器辅助触点23变频器启、停、故障报警上传变频器控制器服务器端子24补水箱液位监测液位传感器控制器服务器液位传感器25液位控制

31、液位传感器控制器电磁阀液位传感器电磁阀26补水流量计量补水流量计量控制器服务器流量计27调节阀开度上传阀位传感器控制器服务器阀位传感器28停电保护所有温控阀、调节阀、电磁阀切断控制器29来电自启按设定程序顺序启动各电动设备及打开相应阀门控制器30数据传输控制器通讯模块服务器其他管理工作站通讯系统计算机2.4换热站自控调节-换热站自控系统功能模块实现方式说明：监控系统中所含传感器、温控阀的数量会因换热站容量、供热支路的不同而不同；换热站内自控软件主要控制功能 1) 参数测量 主要完成热网现场过程的模拟量（如温度、压力、热量等）、状态量（如泵的状态、温度及水位开关状态等）及脉冲量的测量、并完成相应

32、的物理量的上下限比较、PID运算、逻辑运算等功能。 2) 数据存储 控制器按一定时间间隔采集被测参数。为防止监控中心的故障或停电，控制器应具备一定的数据存储能力，以便监控中心恢复正常后将故障期间的累计数据上传给监控中心，从而保证流量等累计数据不丢失。 3) 通讯功能控制器具有通讯功能，并且采用开放的通讯协议，具有RJ45通讯口，支持TCP/IP协议，能与通讯线路可靠相连 4) 日历、时钟功能PLC设有日历和时钟(年、月、日、分、秒),并可接受监控中心对时命令,使整个系统时间保持一致; 5) 掉电保护功能控制器所有内存都应有后备电池或者能不需要电池而无限期保存资料;2.5换热站自控调节-换热站就

33、地自动控制软件功能 6) 显示操作功能控制器应配备中英文显示液晶触摸屏,带操作单元,安装在仪表箱面板上; 7) 控制调节功能控制器除能在就地进行自动控制和调节外，还能在监控中心的命令下和允许的范围内，对换热站和其它现场设备进行控制和调节。 8) 组态功能RTU的站名、站号、物理量转换公式、限值均可在监控中心和现场进行组态。控制器应使用不依赖于电源的存储器存储组态信息，并将组态信息上传到监控中心。9) 来电自启来电自启（可选择）、自动控制、无人值守。10)温度控制曲线功能热网运行操作人员根据室外温度的变化和供水温度设定值,通过触摸屏等人机界面设定供水温度曲线或平移已有曲线，并可按时段或是某些特殊

34、触发条件,以及人工进行曲线之间的切换。曲线也可以由调度中心的调度人员在上位系统当中设定, 发送到换热站系统当中。2.5换热站自控调节-换热站就地自动控制软件功能11)自动补水功能检测二次网回水压力、通过设定二次网回水压力设定值,来自动调节补水泵控制变频器的输出,从而完成系统的自动补水功能。（定压力、定压差）12循环泵手/自动控制功能 循环泵的控制一般分二种,一种方式是自动二次网供回水压力差控制方式,就是通过设定二次网供回水的压力差值来改变循环水泵控制变频器的输出,压差值设定的越大,循环泵的转速就越高。第二种方式是手动方式,直接手动输入循环水菜控制变频器的输出频率,来控制循环水菜的转速。13)电

35、动调节阀手/自动控制功能控制器应当能够以自动和手动两种控制方式来控制一次网电动调节阀，直接调节一次网的供水流量,间接地控制二次网的供水温度。14) 手动或远端控制可以通过操作面板实现手动控制，或者通过监控系统进行远端控制。2.5换热站自控调节-换热站就地自动控制软件功能15) 热量计量和收费控制能实现远程热量充值、退款、查询等功能。收费管理中心微机通过与二级换热站联网,能够实时记录热用户热量使用和热量余额情况。同时换热站客户端内保留充值缴费记录。站内控制系统能独立完成热量充值，供热计量、扣费、报警、关阀等工作，通讯恢复后数据自动更新。16) 回水温差限制 回水温差限制。提高换热效率，从而有效的

36、解决峰值问题。17) 全网水力平衡调节控制器应能以闭环的方式控制调节阀来调节一次水的流量，以保证二次网所需的供水温度。当管网负荷过大或供热不足时，控制器控制调节阀使之起到流量控制器的作用以保证全网的水力平衡。2.5换热站自控调节-换热站就地自动控制软件功能18)报警控制（联锁保护）以下情况会产生“安全报警”：所有泵均故障二次侧供水压力过高、温度过高液位报警 当二次回水压力过低时,控制器应启动补水泵。控制器应监测补水箱设置的水位传感器信号以防止浮球阀系统故障而水箱失水。 温度保护报警 由于二次网压力较低，当二次网温度过高将引起汽化时控制器应接收到温度开关的报警信号，并将一次供水调节阀关闭以保护换

37、热设施，同时控制器应在现场发出报警信号并向热网控制中心传输报警信号。“安全报警”会自动停止所有设备，并且需要来人确认、检修。以下情况会产生“维护报警”：信号断线二次侧回水压力低任意泵, 变频器报警 压差报警：控制器监测换热器、过滤器的压差开关在换热器及过滤器堵塞时给出报警信号。“维护报警”可以在设备运行时手动消除。2.5换热站自控调节-换热站就地自动控制软件功能1、明确建设目标和控制策略，确定后，保持连续性统一性，多次更改会造成较大麻烦和损失；2、机组形式和控制模式尽量统一：易于控制；节省备品备件；易于维护；易于判断故障；维护和使用人员易于掌握；3、元件、设备选择要尽量一致，便于维护检修和运行

38、人员使用2.7换热站自控调节-新上系统或系统后续建设注意事项4、电气仪表安装工艺规范，传感器安装位置要合理（测量准确）5、保证使用环境满足电气仪表设备的工作环境要求（防干扰）6、尽量使用可靠的宽带网络，要求运营商专门组建VPN局域网（通信快，断网少）7、维护使用人员最好能在整个设计、安装调试过程中全程参与，以便能有机会及早熟悉系统，有利于以后维护和运行2.7换热站自控调节-新上系统或系统后续建设注意事项国内集中控制现状监控思路总体设计方案主要任务功能模块监控系统是一个系统工程第三部分 热网集中监控系统热网管理目前主要有两种形式：一是人工手动控制;优点是前期一次性投资小,只要安装一些现场仪表到现

39、场,然后定期记录、检查和人工操作及可,缺点是非现场人员无法得知现场的实际运行情况,容易造成大的供热损失、相关事故以及人员浪费、热量浪费等二是采用热网数据釆集与监视控制系统。优点是管理人员可以实时监控热网运行状态,实现实时报警、自动分析、自动制表等相关功能；热网数据采集与监视控制系统这一先进的管理方式还没有被广泛釆用,主要有以下几个因素:(1)硬件水平不过关，维修工作量大。大多数热网数据釆集与监视控制系统集成厂商几乎都是非专业电厂自动化系统研制单位,因为项目的非连续性,技术人员在开发设备时,对所需要的技术思路和系统的整体设计都不会做较为深入的研究,系统的硬件设备设计和生产都是处在较低级的水平上；

40、执行机构、传感器质量、计量设备质量、安装规范行等；第三部分 热网集中监控系统-国内集中控制现状(2)软件水平不高，一些功能无法用、不好用。1、无控制策略，三定，定温定压定流量，2、基础数据基本没有；3、系统平台差，winXP以前平台，没有采用面向对象语言开发、数据库处理能力差，采集处理慢；4、功能少，负荷预测、大网平衡、水压图、web发布、报表、报警、历史曲线、数据导出等；(3)远程通讯技术不过关。一些项目开发单位对通讯网络技术并不熟悉,在承接项目时,认为通讯网络方面技术很简单,没有专业的技术人员和技术设备,对现场具体情况难以准确把握,也不测试现场的相通讯条件,因此在通讯系统建立起来后,才发现

41、有些站点通讯不正常,弥补失误又要投入新的人力、物力。网速差，易掉线；第三部分 热网集中监控系统-国内集中控制现状(4) 对技术不重视，不重视提升维护、使用人员的素质要求监控系统包含供热工程、电气技术、一次仪表、二次仪表、PLC、触摸屏、变频器、工业通讯、网络通讯、计算机等诸多设备，对人员专业技术素质要求较高，但大部分热力公司目前的人员配备数量和质量都很不理想；运行人员要求：能够通过大量数据和变化趋势对管网的热力工况和水力工况做出正确判断、提出恰当的处理措施，要求运行人员对换热站热力系统和管网的运行规律要有充分的掌握和理解。维护检修人员要求：能掌握监控系统设备工作原理，根据图纸、信号、报警类型等

42、能大致分析出设备故障原因，可以处理更换零部件、线路松动、参数更改等简单问题。(5）没有持续投资投资方对技术的难度和维护保养的连续性认识不足,自动监控系统包含大量的元器件和软件节点，持续的维护人员投入和维护资金投入是系统可靠运行的保证，如果维护投入很少，时间久了，失效的部件越来越多，到最后就是彻底瘫痪甚至报废。第三部分 热网集中监控系统-国内集中控制现状当前，对于集中供暖的监控系统的监控思路有两种不同的方式：一种是利用中央集中式进行监控，中央负责主要的监控任务，而换热站机组内仅有测试仪表与简单的执行机构，它的主要功能就只是一些仪表参数的上传下达，自身并没有自动控制与调节的决策权；对系统软件的功能

43、要求很高，当系统供热量不充足时，要求能够实现流量的均匀分配，但是其灵活性比较差，局部出现故障很容易影响到整个系统的正常运行；另一种是利用就地控制与中央集中管理进行分工协作的分级式监控。对系统供热量的自动控制与调节的决策权完全交给换热站现场的自动控制系统，中央控制室也就是中心调度室只负责对整个热网运行参数的监视以及对系统总供热量和总循环流量的调控与调度，以及在系统供热量不足时可以对供热指标进行适当的调节。统局部出现故障，不会影响全局的正常运行，目前采用第二种控制策略的较普遍。3.1热网集中监控系统建设-监控思路自控系统一般采用上、下两级系统，上位机系统位于热网监控中心控制室，下位机系统位于各个换

44、热站内，每个站设置一台PLC控制柜，实现对一次网、二次网供、回水压力、温度信号的采集，以及对泵和阀门的控制。上、下两级系统采用VPN网络传输方式进行通讯。监控系统的中心控制室上位机承担着对各换热站的实时监控以及及时调整和调度的任务。远程数据传输部分的主要任务是完成中心控制室部分和换热站就地控制部分所有数据的上传下达，是监控系统实现数据通讯的纽带通讯网络的组建要根据供热工程实施地的实际情况而定,主要从其组建成本、通讯速率、传输的稳定性、日后的可维护性施工难度、以及运行成本等几个方面来考虑。网络方式一般有三种,VPN网络、专网方式、无线方式(GPRS/3G/无线基站)。3.1热网集中监控系统建设-

45、总体设计方案3.1热网集中监控系统建设-总体设计方案中心控制室部分的主要任务是完成对各个换热站就地自动控制系统的集中管理和调度功能，对整个供热系统实现统一控制；换热站就地控制部分的硬件设计需要选择经济合理的就地控制器、温度压力以及流量传感器；软件设计部分要先确定换热站控制系统的调控方式以及调节参数，其次依据当前现有的供热系统的特性，完成换热站就地控制部分的硬件与软件的设计工作。监视换热站运行数据和设备状态调节二级站供水温度控制二级站循环流量（通过供回水压差实现）保证管网补水定压设备故障报警和参数超限报警维持热网水力平衡热网监控系统的主要任务运行数据监测、记录及查询模块（监控总表、分站流程、分项

46、报表、温度压力曲线、报警）控制调节模块（手动设定、PID三定、气候补偿、分时段、控制侧略选择、全网水力平衡）收费控制管理模块（抄表、计费、充值、查询、自、手动开关阀）能耗分析模块藉助于热量计量 表和详细的基础数据（按需供热、热负荷预测、节能措施、异常分析）全网水力平衡模块远程视频监视模块地理信息系统网页Web发布客服中心系统信息管理系统以上功能模块中最重要的是前两个模块，其他模块用户根据实际情况可以选用远程监控系统功能模块热工仪表、控制柜换热站内内景监控中心监控中心监控总表界面监控总表界面站内流程图操作、温控及气候补偿界面收费控制模块地理信息系统模块能耗分析模块能耗分析功能模块能耗分析功能模块

47、网页和手机发布模块远程视频监控模块远程视频监控远程视频监控模块远程视频监控热网远程自动监控系统选择和应用中容易出现的问题建议1、重表面，轻实用项目考察时对系统的功能要求又大又全，过于重视展示性，但对设备和人员的实际情况估计不足，对日后运行实用的功能不够重视，或者过于复杂，导致可用性差，运行人员使用困难。自动监控系统的主要任务为以下几条：监视换热站运行数据和设备状态调节二级站供水温度控制二级站循环流量（通过供回水压差实现）保证管网补水定压设备故障和参数超限报警为维持一级网水力平衡提供数据参考和调节手段数据分析处理，为企业决策提供参考依据热网远程自动监控系统应用中容易出现的问题2、重功能，轻使用，

48、要求具备各种各样的功能，但系统上了以后不习惯依据系统提供的数据指导管网运行，或者人员专业知识欠缺，发挥不出系统的作用；但只要坚持使用，大多数问题都能克服，如果一直不用，时间长了很可能就报废了。热网远程自动监控系统应用中容易出现的问题3、重效果，轻维护希望系统能发挥最大作用，但维护投入很少，时间久了，失效的部件越来越多，到最后彻底瘫痪甚至报废。自动监控系统包含大量的元器件，必要的维护人员投入和维护资金投入是系统可靠运行的保证；将工作量、产值、效益与发电厂主业比，大多数供热单位热网电气仪表维护人员的配备差很多；热网远程自动监控系统应用中容易出现的问题4、轻视维护、使用人员的素质要求维护人员要求：系

49、统包含电气、一次仪表、二次仪表、PLC、变频器、工业通讯、网络通讯、计算机等诸多设备，对人员专业技术素质要求较高，但目前热力公司的人员配备大多很不理想；运行人员要求：能够通过大量数据和变化趋势对管网的热力工况和水力工况做出正确判断、提出恰当的处理措施，要求运行人员对换热站热力系统和管网的运行规律要有充分的掌握和理解。有丰富经验的维护和运行人员才能让系统发挥更大的作用！ 热网远程自动监控系统应用中容易出现的问题5、使用人员不固定，更换频繁，前人调离岗位后，后人短时间内很难熟悉系统，影响使用。热网远程自动监控系统应用中容易出现的问题发展过程有规律（安全运行、平稳供热、平衡舒适、节能高效）人员素质逐

50、渐提升（涉及面广、知识水平不断提升）设备硬件趋于统一（从设计，到安装，到品牌）软件功能逐步改进（指导运行从无到有，各部门磨合，重要性不断提升）发展永无止境监控系统是一个系统工程第四部分 热网远程调节一、供热人员应了解的一些数据二、供热过程中易出现的问题一、供热人员应了解的一些数据板式换热器系统阻力正常范围应在0.50.7公斤（Kg/cm2)； 供热采暖一次网供回水温差以4050最经济（基本满足设计出力），目前行业普遍维持在2035（管网大，负荷低）；二次网温差以2025为宜，目前国内行业运行水平在1015; 采暖单体流量合理范围应在2.53.5 kg/h.m2（ 节能建筑12 kg/h.m2

51、）;流量与温差的关系假设一个建筑面积15平米的房间，每平米热负荷为50w，则总负荷为750w，由Q1=4187G（tg-th）/3.6可以算出： tg () th( ) G (kg/h. m2 ) G (kg/h) 70 30 1.08 16.20 65 35 1.43 21.45 60 40 2.15 32.25 55 45 4.29 64.35 民用建筑室内管道流速不宜大于1.2m/s；150以下的介质，保温好的管网，降温不大于0.5/km；建筑面积采暖热负荷居民（4570W/m2）；公共：100-200W/m2.1（蒸）吨/时的热量可供11.5万平方米的建筑面积（节能建筑23万平方米）每

52、万平米建筑面积循环泵电机功率一般在35kw之间DN80管道内的流速应不大于1m/s, DN100以上管道内的流速应不大于2m/s,管径越小流速应越低。1.5m/s时DN100管道一个90弯头的阻力损失相当于10m直管的沿程阻力损失。二、热网远程运行中容易出现的问题1 系统的补水系统补水的操作步骤：首先，检查水箱内的水位是否正常及水源是否正常。第二，先闭合控制柜内主电源断路器，后闭合分项空气开关。第三，设定控制器的工作参数。第四，检查补水泵以保证补水泵能正常启动。第五，打开补水泵排气装置，连续出水后关闭排气装置。第六，在控制柜面板上启动补水泵，待补水泵运转平衡后徐徐开启补水泵出口阀门，使补水泵出

53、口压力与补水泵扬程一致。2 开启循环泵首先，开启循环水泵前，必须进行检查，以保证循环水泵能正常启动。第二，确认泵钵内有水，检查电机转向。第三，待系统补水稳定后，在控制柜面板上启动循环泵，循环泵运转平稳后再开启出口阀门。此时观察循环泵运行参数应符合规范。如果有过载情况应适当关小循环泵出口阀门，使运行电流保持在额定范围之内。3 开启机组一次网阀门二次网管道运行稳定后，开启机组一次网阀门。通过换热器一次网与二次网介质进行换热。应该先开启机组一次回水阀门，再缓慢开启供水阀门。一次侧介质经过板换后，电动调节阀会自动调节二次侧介质出口温度。此时电动调节阀应动作顺畅。4 机组运行注意事项机组运行应注意：(1

54、)每次开机前应检查控制柜中的电气接线是否安全可靠。(2)开泵前放尽泵腔内的空气。(3)严禁水泵无水运行。(4)系统补水时，应对换热器附近管道排气，防止由于进入空气气压较大，造成换热器泄漏。(5)尽可能做到关闭循环泵出口阀门起泵，起泵后缓慢开启出口阀门。换热站运行设备启动及注意事项1 换热器的堵塞与泄漏在供暖工作中，板式换热器比较常用，占地面积小，换热效能好。在使用的过程中，由于水垢或者杂质等会对其造成堵塞，影响到换热器的正常运行，主要表现形式为前后压损增大，那么在这种情况下，就应该及时的将其拆开清洗，保证换热器的正常运行。造成换热器泄漏的主要原因一般是因为超压导致的，如果发生了泄漏，应该立即停

55、止供热，将换热器拆开，更换内部的垫片，保证换热器的正常运行。运行中常出现的设备故障和问题2 水泵发生的故障2.1 水泵的出水不稳定。出水不稳定的原因可能是在进口处的压力太低，或者是在入口处有杂质将其部分堵塞，或者是在水泵内部有空气。2.2水泵运行但是不出水。主要是原因可能是有杂质将水泵堵塞；在入口处有空气阻止水的运行；电机在运转时方向发生错误；在供暖期间，补水泵有汽蚀现象，在补水泵中进入空气，导致力量运行不畅，应该停止水泵运行，进行排气处理。2.3 轴封损坏泄漏。机械密封需水润滑，水泵空转极易造成轴封损坏泄漏2.4 水泵噪音。水泵出现汽蚀作用：水泵不能自由转动(摩擦阻力)因为水泵轴的位置错误：水泵中出现异物。发生以上情况都会造成泵体有噪音。2.5