無人值守換熱站設計方案

太原邦意自動化工程有限公司無人值守換熱站方案PAGEPAGE4太原邦意無人值守換熱站設計方案引言集中供熱因具有節(jié)約能源和改善城市環(huán)境等方面的積極作用，而日益成為城市公用事業(yè)的一個重要組成部分，是國家大力推廣的節(jié)能和環(huán)保措施。隨著我國的城市集中供熱規(guī)模也不斷擴大，科學的管理熱力管網(wǎng)具有非常重大的經濟和社會效益。根據(jù)用戶的具體要求，對于該供熱自控系統(tǒng)，既要根據(jù)室外溫度的變化調節(jié)二次側供水溫度，保證終端熱用戶的室內變化不超出某一范圍（18±2℃，最低不低于16℃），這樣既保證終端熱用戶有一個舒適的生活、工作環(huán)境，也可以最大限度地節(jié)約能源，同時也要實現(xiàn)在換熱站的無人值守的情況下中控室可以遠程調度每個熱力站的參數(shù)，保證整個熱網(wǎng)的熱力平衡，供熱系統(tǒng)可以安全可靠地運行。并初步實現(xiàn)熱網(wǎng)熱量的計量。系統(tǒng)組成本系統(tǒng)由換熱站的自動控制系統(tǒng)、各個換熱站與監(jiān)控中心之間的通訊系統(tǒng)、監(jiān)控中心管理系統(tǒng)三個部分構成。（見系統(tǒng)構成示意圖）換熱站PLC控制系統(tǒng)可獨立完成本地控制。各個換熱站利用通訊系統(tǒng)將現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳給監(jiān)控中心管理系統(tǒng)，同時接受監(jiān)控管理軟件進行的運行參數(shù)調整。各個換熱站與監(jiān)控中心采用GPRS通訊方式。系統(tǒng)構成示意圖監(jiān)控中心管理系統(tǒng)安裝在中央調度室的工控機上，通過GPRS網(wǎng)絡和下位的換熱站通訊模塊相連，完成換熱站運行系統(tǒng)構成示意圖與管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的數(shù)據(jù)交換，既可以監(jiān)視各換熱站的運行情況，也可以調整換熱站的運行狀態(tài)。無人職守換熱站的自動控制系統(tǒng)換熱站由水-水換熱器組成的換熱系統(tǒng)、循環(huán)水泵組成的循環(huán)水系統(tǒng)、補水泵組成的補水系統(tǒng)來構成。在控制過程中，需要采集大量的物理量，如壓力、溫度、流量等模擬量參數(shù)，通過PLC控制器對這些參數(shù)進行實時采集和處理。換熱站PLC控制系統(tǒng)對一次網(wǎng)的電動調節(jié)閥、二次網(wǎng)的循環(huán)系統(tǒng)、補水系統(tǒng)等控制對象實施自動控制，即實現(xiàn)換熱站系統(tǒng)的全自動控制。無人值守換熱站的自動控制系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)采集、自動控制、參數(shù)存儲、實時通訊、故障報警等功能?？瑟毩⑼瓿杀镜乜刂?，也可受控于監(jiān)控中心。換熱站數(shù)據(jù)采集將站內的溫度、壓力、流量、水箱水位、電動調節(jié)閥狀態(tài)、補水泵的啟停狀態(tài)、循環(huán)泵電流、電壓、報警等參數(shù)采集、顯示并上傳監(jiān)控中心。換熱站監(jiān)控參數(shù)包括：室外溫度一次網(wǎng)的供/回水壓力、溫度一次網(wǎng)的流量、熱量、累積流量、累積熱量一次網(wǎng)除污器差壓二次網(wǎng)供/回水溫度、壓力補水流量、累計流量水箱液位循環(huán)泵電壓、電流、功率、頻率；補水泵電壓、電流、功率、頻率；一次網(wǎng)電動調節(jié)閥閥門開度；二次網(wǎng)回水泄壓電磁閥狀態(tài)；補水電磁閥狀態(tài)；補水流量自來水壓力系統(tǒng)停電控制PLC控制系統(tǒng)柜內安裝一臺UPS備用電源。當PLC檢測到系統(tǒng)突然停電時，關閉一次網(wǎng)電動調節(jié)閥、補水電動調節(jié)閥。循環(huán)泵異常控制循環(huán)泵異常停運時，PLC控制系統(tǒng)關閉一次網(wǎng)電動調節(jié)閥。同時，維持補水系統(tǒng)自動運行。一次網(wǎng)停水控制當中心接到熱力公司停止供水命令后，對于短時停水由中心站控制關閉一次網(wǎng)電動調節(jié)閥；對于長時間停汽時，除關閉一次網(wǎng)電動調節(jié)閥外，同時關閉循環(huán)泵，但不停補水系統(tǒng)，維持管網(wǎng)壓力?？刂魄袚Q無人值守換熱站設計運行方式是全自動運行，當控制系統(tǒng)或設備或需要時，其控制方式可切換為手動運行方式。手動調節(jié)一次管網(wǎng)電動調節(jié)閥和補水箱電動調節(jié)閥；手動控制循環(huán)泵和補水泵啟、停，增、減泵的轉速；除污器手動控制。換熱站設備組成換熱站設備由PLC控制柜、現(xiàn)場儀表、執(zhí)行機構、二次顯示儀表及GPRSDTU等組成。PLC控制器西門子PLC控制器具有高可靠性和高穩(wěn)定性。該系統(tǒng)由CPU模塊、模擬量輸入模塊、顯示模塊、+24V電源和控制箱等組成。溫度變送器溫度變送器分室外溫度變送器、工藝管道溫度變送器。室外溫度變送器：測量范圍-50℃至+50℃；感溫元件Pt100；電源電壓24VDC輸出信號4-20mA。工藝管道溫度變送器：測量范圍0℃至+500℃；感溫元件Pt100；電源電壓24VDC輸出信號4-20mA。壓力變送器壓力量程1.0MPa（1.6MPa）、精度等級優(yōu)于0.5級；工作電壓24VDC輸出信號4-20mA。液位變送器量程2米、精度等級優(yōu)于0.2級；工作電壓24VDC輸出信號4-20mA。電動調節(jié)閥換熱站作為量調（或質調）用的電動調節(jié)閥其重要性毋庸置疑，能否達到用戶滿意的調節(jié)效果及節(jié)能降耗效果，電動調節(jié)閥的選用至關重要。選用電子式電動調節(jié)閥，供電電壓為220VAC，輸入4~20mA，反饋4~20mA。同時電動調節(jié)閥應具有以下幾個特點：精度高：調節(jié)閥電動執(zhí)行機構可以具有定位精度在1%以上。可靠性高：電動調節(jié)閥長期無故障運行是保證供熱系統(tǒng)可靠運行的關鍵?？箟翰钅芰姡翰荒艹霈F(xiàn)前后壓差較大時會出現(xiàn)無法開啟或會出現(xiàn)較大的振動。調節(jié)性能好：調節(jié)閥可調量程比為1∶50以上，方能滿足用戶的供熱需求。泄露量?。盒孤┝繎獫M足10-5~10-6。體積小性價比高引進國外先進技術，性能優(yōu)越，價格適宜，性價比高。f）變頻器輸入電壓：380VAC50Hz/60Hz輸出頻率0.1~600Hz輸出容量：根據(jù)具體情況而定控制方式：為無感矢量控制技術/VF控制/輸出功率（轉矩）控制調速范圍：1：100模擬輸入：0~5/10V，4~20mA模擬輸出：pwm信號經濾波后輸出，可設定pwm脈沖輸出（10V）另外，應具有保護功能，顯示功能，RS-485串口等功能。g）流量熱量計流量計選用電磁流量計，測量熱量配對鉑電阻。流量計要求：測量介質導電率＞20uS/cm，精度1.0級以上，工作溫度-25~150℃，220VAC50Hz供電，RS-485接口，4~20Ma輸出功能。h）GPRSDTUGPRSDTU用于傳輸信號的無線通訊模塊。四、換熱站監(jiān)控中心管理系統(tǒng)在中央控制室的安裝了監(jiān)控中心遠程監(jiān)控管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要用于監(jiān)控和調整各個換熱站運行，包括以下幾個方面的內容：工藝流程總圖顯示在畫面中通過編程實現(xiàn)模擬顯示整個換熱站現(xiàn)場進汽供水的全過程，并且在換熱器本體上實時顯示各工藝段的運行情況，包括該工藝流程圖、所有的設備狀態(tài)、所有的工藝參數(shù)以及各控制回路的詳細參數(shù)等。以便于操作者能及時準確的掌握換熱站的具體運行情況，能夠對現(xiàn)場設備的故障進行實時診斷。調節(jié)回路顯示包括所有調節(jié)回路，可修改設定值、控制方式、調節(jié)參數(shù)等。設定值顯示、報警記錄包括所有調節(jié)回路及順控回路等的設定值、控制方式、調節(jié)參數(shù)及報警值等。對于如進汽流量、供水壓力、回水壓力、供水溫度、循環(huán)泵三相電流、電壓等一些重要的模擬量輸入?yún)?shù)進行實時報警，當處于監(jiān)控下的任何一個變量超出預先設定的安全值時，立即進行聲光報警，通過報警一覽表對話框可以檢查報警超出的范圍以及錯誤來源，并對此采取相應的措施。標準功能畫面顯示包括實時報警顯示、歷史報警顯示、趨勢曲線顯示、操作記錄顯示等。報表顯示和打印用戶可以隨心所欲地編制各種各樣的報表。歷史數(shù)據(jù)的存儲與檢索對重要的數(shù)據(jù)進行在線存儲?？梢酝ㄟ^歷史報表或者歷史趨勢曲線的方式來檢索歷史數(shù)據(jù)。歷史趨勢在此畫面中除了實時顯示變量的變化趨勢，操作員還可以檢查過去的過程數(shù)據(jù)記錄，通過對過去歷史趨勢的比較進而可以對變量未來的發(fā)展趨勢做進一步的預測。遠程組態(tài)在監(jiān)控計算機上可以對換熱站的運行方式進行遠程組態(tài)，必要時直接遠程操作換熱站的設備，如停泵、調整調節(jié)閥開度等工作。此項功能需要較高的工程師權限，一般工作人員不能使用。系統(tǒng)的安全管理對重要設備的操作、重要參數(shù)的修改均會自動記錄，包括登錄的操作員、對設備進行的操作、時間以及修改前的參數(shù)值、修改后的參數(shù)等，以利于進行管理及事故分析；另外，系統(tǒng)設置為多用戶方式，各類用戶均有自己的用戶名和密碼，對應不同的安全級別，決定了操作員可觀察的范圍、可使用的功能、可修改的參數(shù)等。序號設備名稱型號單位數(shù)量生產廠家備注1室外溫度變送器臺1注：就地控制系統(tǒng)含控制柜、內部PLC控制系統(tǒng)、直流電源、UPS(長320；厚95；高160)、通訊模塊、繼電器、手/自動切換、調節(jié)、報警指示等。2渦街流量計臺13壓力變送器臺14鉑電阻支15流量計算儀臺16溫度變送器臺27壓力變送器臺28差壓變送器臺19旋翼流量傳感器套119電力參數(shù)采集臺220電動調節(jié)閥臺121電動調節(jié)閥臺122電磁閥臺124電接點壓力表臺125就地控制系統(tǒng)26小計2728中心站路由器個129JX-2006遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件套130小計3132合計33安裝調試費34稅金35總計無人值守換熱站設備設備一覽表熱力站原則系統(tǒng)圖一序號名稱安裝位置規(guī)格型號臺數(shù)1溫度變送器一次管網(wǎng)供水管0-150℃12壓力變送器一次管網(wǎng)供水管1.6Mpa,0.5級13電磁流量計一次管網(wǎng)供水管1級14溫度變送器一次管網(wǎng)回水管0-100℃15壓力變送器一次管網(wǎng)回水管1.6Mpa,0.5級16電動調節(jié)閥一次管網(wǎng)回水管17電磁閥一次管網(wǎng)供水管除污器18壓力變送器一次管網(wǎng)供水管除污器(20Kpa)19溫度變送器二次網(wǎng)總供、回水管0-100℃110壓力變送器二次網(wǎng)總供、回水管1.0Mpa,0.5級111電接點壓力表二次網(wǎng)總回水管YX-150112變頻器二次網(wǎng)循環(huán)泵313電磁閥二次網(wǎng)回水管114變頻器補水泵215冷水表補水管116液位變送器補水水箱2.5米117電磁閥補水箱供水管118壓力變送器自來水供水管1.0Mpa,0.5級119冷水表自來水供水管120電力參數(shù)采集循環(huán)泵ZT-2321電力參數(shù)采集補水泵ZT-2222室外溫度變送器室外墻壁上SWC123就地控制柜換熱站控制室1設備一覽表熱力站原則系統(tǒng)圖二序號名稱安裝位置規(guī)格型號臺數(shù)1溫度變送器一次管網(wǎng)供水管0-150℃12壓力變送器一次管網(wǎng)供水管1.6Mpa,0.5級13電磁流量計一次管網(wǎng)供水管1級14溫度變送器一次管網(wǎng)回水管0-100℃15壓力變送器一次管網(wǎng)回水管1.6Mpa,0.5級16電動調節(jié)閥一次管網(wǎng)回水管17電磁閥一次管網(wǎng)供水管除污器18壓力變送器一次管網(wǎng)供水管除污器(20Kpa)19溫度變送器二次網(wǎng)1、2總供、回水管0-100℃210壓力變送器二次網(wǎng)1、2總供、回水管1.0