无人值守换热站设计方案

太原邦意自动化工程有限公司无人值守换热站方案PAGEPAGE4太原邦意无人值守换热站设计方案引言集中供热因具有节约能源和改善城市环境等方面的积极作用，而日益成为城市公用事业的一个重要组成部分，是国家大力推广的节能和环保措施。随着我国的城市集中供热规模也不断扩大，科学的管理热力管网具有非常重大的经济和社会效益。根据用户的具体要求，对于该供热自控系统，既要根据室外温度的变化调节二次侧供水温度，保证终端热用户的室内变化不超出某一范围（18±2℃，最低不低于16℃），这样既保证终端热用户有一个舒适的生活、工作环境，也可以最大限度地节约能源，同时也要实现在换热站的无人值守的情况下中控室可以远程调度每个热力站的参数，保证整个热网的热力平衡，供热系统可以安全可靠地运行。并初步实现热网热量的计量。系统组成本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。（见系统构成示意图）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。系统构成示意图监控中心管理系统安装在中央调度室的工控机上，通过GPRS网络和下位的换热站通讯模块相连，完成换热站运行系统构成示意图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。无人职守换热站的自动控制系统换热站由水-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自动控制，即实现换热站系统的全自动控制。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。换热站数据采集将站内的温度、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/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系统停电控制PLC控制系统柜内安装一台UPS备用电源。当PLC检测到系统突然停电时，关闭一次网电动调节阀、补水电动调节阀。循环泵异常控制循环泵异常停运时，PLC控制系统关闭一次网电动调节阀。同时，维持补水系统自动运行。一次网停水控制当中心接到热力公司停止供水命令后，对于短时停水由中心站控制关闭一次网电动调节阀；对于长时间停汽时，除关闭一次网电动调节阀外，同时关闭循环泵，但不停补水系统，维持管网压力。控制切换无人值守换热站设计运行方式是全自动运行，当控制系统或设备或需要时，其控制方式可切换为手动运行方式。手动调节一次管网电动调节阀和补水箱电动调节阀；手动控制循环泵和补水泵启、停，增、减泵的转速；除污器手动控制。换热站设备组成换热站设备由PLC控制柜、现场仪表、执行机构、二次显示仪表及GPRSDTU等组成。PLC控制器西门子PLC控制器具有高可靠性和高稳定性。该系统由CPU模块、模拟量输入模块、显示模块、+24V电源和控制箱等组成。温度变送器温度变送器分室外温度变送器、工艺管道温度变送器。室外温度变送器：测量范围-50℃至+50℃；感温元件Pt100；电源电压24VDC输出信号4-20mA。工艺管道温度变送器：测量范围0℃至+500℃；感温元件Pt100；电源电压24VDC输出信号4-20mA。压力变送器压力量程1.0MPa（1.6MPa）、精度等级优于0.5级；工作电压24VDC输出信号4-20mA。液位变送器量程2米、精度等级优于0.2级；工作电压24VDC输出信号4-20mA。电动调节阀换热站作为量调（或质调）用的电动调节阀其重要性毋庸置疑，能否达到用户满意的调节效果及节能降耗效果，电动调节阀的选用至关重要。选用电子式电动调节阀，供电电压为220VAC，输入4~20mA，反馈4~20mA。同时电动调节阀应具有以下几个特点：精度高：调节阀电动执行机构可以具有定位精度在1%以上。可靠性高：电动调节阀长期无故障运行是保证供热系统可靠运行的关键。抗压差能力强：不能出现前后压差较大时会出现无法开启或会出现较大的振动。调节性能好：调节阀可调量程比为1∶50以上，方能满足用户的供热需求。泄露量小：泄漏量应满足10-5~10-6。体积小性价比高引进国外先进技术，性能优越，价格适宜，性价比高。f）变频器输入电压：380VAC50Hz/60Hz输出频率0.1~600Hz输出容量：根据具体情况而定控制方式：为无感矢量控制技术/VF控制/输出功率（转矩）控制调速范围：1：100模拟输入：0~5/10V，4~20mA模拟输出：pwm信号经滤波后输出，可设定pwm脉冲输出（10V）另外，应具有保护功能，显示功能，RS-485串口等功能。g）流量热量计流量计选用电磁流量计，测量热量配对铂电阻。流量计要求：测量介质导电率＞20uS/cm，精度1.0级以上，工作温度-25~150℃，220VAC50Hz供电，RS-485接口，4~20Ma输出功能。h）GPRSDTUGPRSDTU用于传输信号的无线通讯模块。四、换热站监控中心管理系统在中央控制室的安装了监控中心远程监控管理系统，该系统主要用于监控和调整各个换热站运行，包括以下几个方面的内容：工艺流程总图显示在画面中通过编程实现模拟显示整个换热站现场进汽供水的全过程，并且在换热器本体上实时显示各工艺段的运行情况，包括该工艺流程图、所有的设备状态、所有的工艺参数以及各控制回路的详细参数等。以便于操作者能及时准确的掌握换热站的具体运行情况，能够对现场设备的故障进行实时诊断。调节回路显示包括所有调节回路，可修改设定值、控制方式、调节参数等。设定值显示、报警记录包括所有调节回路及顺控回路等的设定值、控制方式、调节参数及报警值等。对于如进汽流量、供水压力、回水压力、供水温度、循环泵三相电流、电压等一些重要的模拟量输入参数进行实时报警，当处于监控下的任何一个变量超出预先设定的安全值时，立即进行声光报警，通过报警一览表对话框可以检查报警超出的范围以及错误来源，并对此采取相应的措施。标准功能画面显示包括实时报警显示、历史报警显示、趋势曲线显示、操作记录显示等。报表显示和打印用户可以随心所欲地编制各种各样的报表。历史数据的存储与检索对重要的数据进行在线存储。可以通过历史报表或者历史趋势曲线的方式来检索历史数据。历史趋势在此画面中除了实时显示变量的变化趋势，操作员还可以检查过去的过程数据记录，通过对过去历史趋势的比较进而可以对变量未来的发展趋势做进一步的预测。远程组态在监控计算机上可以对换热站的运行方式进行远程组态，必要时直接远程操作换热站的设备，如停泵、调整调节阀开度等工作。此项功能需要较高的工程师权限，一般工作人员不能使用。系统的安全管理对重要设备的操作、重要参数的修改均会自动记录，包括登录的操作员、对设备进行的操作、时间以及修改前的参数值、修改后的参数等，以利于进行管理及事故分析；另外，系统设置为多用户方式，各类用户均有自己的用户名和密码，对应不同的安全级别，决定了操作员可观察的范围、可使用的功能、可修改的参数等。序号设备名称型号单位数量生产厂家备注1室外温度变送器台1注：就地控制系统含控制柜、内部PLC控制系统、直流电源、UPS(长320；厚95；高160)、通讯模块、继电器、手/自动切换、调节、报警指示等。2涡街流量计台13压力变送器台14铂电阻支15流量计算仪台16温度变送器台27压力变送器台28差压变送器台19旋翼流量传感器套119电力参数采集台220电动调节阀台121电动调节阀台122电磁阀台124电接点压力表台125就地控制系统26小计2728中心站路由器个129JX-2006远程数据采集系统软件套130小计3132合计33安装调试费34税金35总计无人值守换热站设备设备一览表热力站原则系统图一序号名称安装位置规格型号台数1温度变送器一次管网供水管0-150℃12压力变送器一次管网供水管1.6Mpa,0.5级13电磁流量计一次管网供水管1级14温度变送器一次管网回水管0-100℃15压力变送器一次管网回水管1.6Mpa,0.5级16电动调节阀一次管网回水管17电磁阀一次管网供水管除污器18压力变送器一次管网供水管除污器(20Kpa)19温度变送器二次网总供、回水管0-100℃110压力变送器二次网总供、回水管1.0Mpa,0.5级111电接点压力表二次网总回水管YX-150112变频器二次网循环泵313电磁阀二次网回水管114变频器补水泵215冷水表补水管116液位变送器补水水箱2.5米117电磁阀补水箱供水管118压力变送器自来水供水管1.0Mpa,0.5级119冷水表自来水供水管120电力参数采集循环泵ZT-2321电力参数采集补水泵ZT-2222室外温度变送器室外墙壁上SWC123就地控制柜换热站控制室1设备一览表热力站原则系统图二序号名称安装位置规格型号台数1温度变送器一次管网供水管0-150℃12压力变送器一次管网供水管1.6Mpa,0.5级13电磁流量计一次管网供水管1级14温度变送器一次管网回水管0-100℃15压力变送器一次管网回水管1.6Mpa,0.5级16电动调节阀一次管网回水管17电磁阀一次管网供水管除污器18压力变送器一次管网供水管除污器(20Kpa)19温度变送器二次网1、2总供、回水管0-100℃210压力变送器二次网1、2总供、回水管1.0