公建站計量管理及遠(yuǎn)程控制

-.z公建站計量管理及遠(yuǎn)程控制**市熱電公司公建站計量管理及遠(yuǎn)程控制**市熱電公司一、工程背景我公司供熱面積1200余萬平方米，現(xiàn)有水水熱力站643個，其中公建站〔由公建單位自行管理，為公建單位供熱的熱力站〕433個，自管站〔由我公司管理，為居民供熱的熱力站〕210個。近幾年隨著科技不斷進(jìn)步，我公司自管熱力站均已實現(xiàn)自動控制，具備實時氣候補(bǔ)償功能，并將熱力站數(shù)據(jù)實時傳送至中心調(diào)度室，通過提高自管站的自動化水平，不僅節(jié)約了大量人力物力，而且到達(dá)了節(jié)能降耗的目的。隨著公司供熱規(guī)模逐步擴(kuò)大，我公司公建用戶已經(jīng)到達(dá)800余個，由于我公司公建單位數(shù)目眾多、性質(zhì)多種多樣，造成運行管理及用熱調(diào)節(jié)存在很大的難度。而公建站的運行調(diào)整及二次系統(tǒng)的維護(hù)由公建單位自行負(fù)責(zé)。由于這些公建單位供熱專業(yè)知識的缺乏，大都通過加大一次流量、提高二次供水溫度的方式解決二次網(wǎng)的水力失調(diào)及戶內(nèi)系統(tǒng)的其它缺陷。而各單位在運行中根本不考慮整個管網(wǎng)的水力平衡，造成了管網(wǎng)末端流量缺乏、回水溫度偏高等諸多問題，在這種運行工況下，進(jìn)展整個管網(wǎng)的水力工況調(diào)整十分困難。我公司為了規(guī)*公建單位用熱，除了知道公建單位進(jìn)展換熱機(jī)組及供熱系統(tǒng)檢修之外，我們還對公建用戶實行實時的用熱需求調(diào)節(jié)，在遠(yuǎn)程自動監(jiān)測及自動流量調(diào)節(jié)的根底上引進(jìn)了公建單位用熱精細(xì)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)。二、工程方案及實施歷程創(chuàng)新方案制定：兩級調(diào)度、按需分配1.兩級調(diào)度管理為實現(xiàn)一次管網(wǎng)的精細(xì)化調(diào)節(jié)，我公司自2009年開場專門設(shè)計實現(xiàn)了兩級生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，一方面通過一級調(diào)度系統(tǒng)，根據(jù)每日17時**氣象局發(fā)送的當(dāng)天夜間至次日的天氣預(yù)報情況，制定出該未來24小時大網(wǎng)供水溫度曲線，以質(zhì)調(diào)節(jié)方式進(jìn)展管網(wǎng)粗調(diào)節(jié)，初步實現(xiàn)合理制定和規(guī)劃熱源及管網(wǎng)參數(shù)。例如*日平均室外溫度為4℃至5℃左右，根據(jù)該管網(wǎng)設(shè)計供熱溫度調(diào)節(jié)曲線，就可以規(guī)劃處次日供水溫度曲線，并發(fā)送至熱源廠，熱源廠按照此曲線進(jìn)展運行調(diào)整。設(shè)計供熱溫度調(diào)節(jié)曲線*日主管網(wǎng)供水溫度曲線另一方面按照供熱區(qū)域的不同，以供熱管理處為單位設(shè)置多個二級調(diào)度系統(tǒng)，利用在熱力站加裝的遠(yuǎn)程自動控制裝置，對各熱力站一次流量、溫度等參數(shù)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測；并根據(jù)用戶實時工況、用戶用熱負(fù)荷及室外溫度、房屋圍護(hù)構(gòu)造、供熱半徑、用戶特點等多方面因素，為各個熱力站分別制定溫度曲線，遠(yuǎn)程調(diào)整熱力站執(zhí)行器開度，為用戶分配準(zhǔn)確所需的熱量，實現(xiàn)一次管網(wǎng)的精細(xì)化調(diào)整。該系統(tǒng)包括各熱力站控制前端、GPRS〔GeneralPacketRadioService〕通訊模塊、中心控制室采集控制軟件等，這些設(shè)備通過基于移動無線通訊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)出的APN網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的上傳及控制指令的下發(fā)，從而實現(xiàn)二級調(diào)度系統(tǒng)的運行。同時二級調(diào)度系統(tǒng)的運行參數(shù)通過二級調(diào)度中心與公司一級調(diào)度中心之間架構(gòu)的VPN網(wǎng)絡(luò)〔VirtualPrivateNetwork〕實現(xiàn)控制數(shù)據(jù)傳輸，所有熱站數(shù)據(jù)通過該網(wǎng)絡(luò)上傳給公司數(shù)據(jù)中心，再由中心后臺強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲及分析軟件來統(tǒng)計分析各供熱主干、支干乃至終端的供熱特點、熱耗及供熱效果，為更好地分配熱源提供有力依據(jù)，做到有的放矢地實現(xiàn)供熱運行調(diào)節(jié)。兩級生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)控制流程圖通過此套設(shè)備的實施投運，在一級調(diào)度系統(tǒng)的合理指導(dǎo)下，進(jìn)展較粗略的質(zhì)調(diào)節(jié)，為未來24小時的供熱運行制定合理的基調(diào)，使各干線、支線、支干線用戶維持在相對合理的溫度點工作。然后通過二級調(diào)度系統(tǒng)的準(zhǔn)確控制，在各熱力站對熱源進(jìn)展合理的自動調(diào)配，使得各站供水溫度準(zhǔn)確地滿足該日供水溫度曲線，使得供熱運行調(diào)整更加精細(xì)化。通過兩級調(diào)度系統(tǒng)的配合使用，不僅實現(xiàn)了供熱質(zhì)量的提升，水力工況平衡，同時供熱能耗也得到有效的控制，防止后端不熱，前端過熱情況的發(fā)生。2.按需分配熱量我公司為了規(guī)*公建單位用熱，除了知道公建單位進(jìn)展換熱機(jī)組及供熱系統(tǒng)檢修之外，我們還對公建用戶實行實時的用熱需求調(diào)節(jié)，在遠(yuǎn)程自動監(jiān)測及自動流量調(diào)節(jié)的根底上引進(jìn)了公建單位用熱精細(xì)化調(diào)節(jié)系統(tǒng)。根據(jù)不同用戶用熱性質(zhì)、圍護(hù)構(gòu)造及實時室外溫度等因素確定用戶的不同實時熱量需求。下列圖為根據(jù)不同用戶的特點編制出的各種供熱溫度趨勢示意：各種用戶的供熱溫度趨勢示意圖在用熱調(diào)節(jié)上，供熱期間相關(guān)人員共同研究本采暖季的供熱調(diào)整方案，采用分時段配合二次修正進(jìn)展調(diào)節(jié)供水溫度，同時詳細(xì)的記錄了每天的設(shè)定曲線值和天氣變化情況，同時由專人負(fù)責(zé)通過**氣象臺公布的天氣預(yù)報，每小時記錄一次室外溫度，根據(jù)對天氣情況分析，我們把一天分成四個時間段，分別定義為起床時段、上班時段、下班時段和睡眠時段，并提前根據(jù)公建戶不同實時熱量需求設(shè)置各時段的供熱參數(shù)，實現(xiàn)公建用戶的實時按需精細(xì)化智能調(diào)節(jié)。通過對公建用戶用熱特點、性質(zhì)及供熱面積等及進(jìn)展分析，將各公建用戶所需熱量及流量進(jìn)展計算，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定不同用戶不同時刻的用熱需求，使管網(wǎng)按照相關(guān)需求智能化、自動化供熱，以滿足公建用戶的需求，實現(xiàn)節(jié)能降耗。具體實施方法是在公建熱力站搭建遠(yuǎn)程自動測控平臺，根據(jù)實時監(jiān)測到的公建站運行工況，通過GPRS通訊方式對其進(jìn)展遠(yuǎn)程實時控制。前端熱力站需具備如下設(shè)備：一次流量及供、回溫度采集設(shè)備，流量調(diào)節(jié)設(shè)備，前端控制器〔集成了信號采集功能、熱量積算功能，控制功能及遠(yuǎn)程通訊功能〕；遠(yuǎn)端控制中心應(yīng)具備遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，預(yù)裝了控制軟件的上位機(jī)，以及相關(guān)的通信、網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)庫支持等。系統(tǒng)如下列圖所示：前端控制器采集現(xiàn)場的溫度、流量等相關(guān)參數(shù)，同時將這些參數(shù)通過GPRS方式發(fā)送至遠(yuǎn)端控制中心，控制中心根據(jù)當(dāng)時的時段、室外環(huán)境、用戶單位性質(zhì)等根底信息，預(yù)先進(jìn)展周密的熱力計算，得到可滿足當(dāng)時該單位供熱負(fù)荷需求的典型流量值，并將該值通過GPRS方式回發(fā)至前端控制器，控制器依據(jù)此值對流量控制閥進(jìn)展PID調(diào)節(jié)，控制一次流量，使實時的流量維持在該典型流量附近，以滿足當(dāng)時的供熱負(fù)荷需求。另外，為了防止現(xiàn)場人為干預(yù)控制，要求現(xiàn)場流量控制閥無手動操作功能或手動操作具備鎖閉功能，并且要求前端控制器無顯示屏等現(xiàn)場人機(jī)接口設(shè)備，只有利用專業(yè)手操器才能進(jìn)展現(xiàn)場控制，此種對公建站進(jìn)展遠(yuǎn)程控制的方法，根本上杜絕公建站運行人員對流量控制的干預(yù)，到達(dá)對公建站統(tǒng)一管理的目的?？刂屏鞒倘缦铝袌D所示：控制流程圖同時，由于前端測控單元集成了熱量積算功能，可將根據(jù)現(xiàn)場參數(shù)計算的瞬時熱量，累計熱量等能耗參數(shù)隨現(xiàn)場溫度、壓力、一次流量等參數(shù)，通過GPRS一并上傳至遠(yuǎn)程控制中心，并存儲至遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫，以便分析人員隨時從數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)出所需數(shù)據(jù)，為能耗統(tǒng)計和分析提供有力依據(jù)，更有效地對管網(wǎng)熱源合理地進(jìn)展分配利用。工程實施歷程本工程的籌劃和實施歷經(jīng)了四個采暖季的實踐。從08-09采暖季的試驗成功；到09-10采暖季的設(shè)備改良，工程實施；再到10-11采暖季的系統(tǒng)優(yōu)化，工程推廣；以及上一個采暖季的全面鋪開，最終得以顯現(xiàn)成效。工程試驗公建站遠(yuǎn)控方案制定后，08-09采暖季，我們選擇典型用戶作為試點對該工程進(jìn)展試驗，用戶類型包括學(xué)校、機(jī)關(guān)單位、醫(yī)院、酒店等，試驗過程中，我們合理貫徹事先制定好的控制思想，切實落實控制方法，密切跟蹤控制效果。通過試驗，我們收獲了預(yù)想的效果，因而更加堅決了我們對公建站遠(yuǎn)程控制工程的信心。工程實施基于上一采暖季的成功試驗，09-10采暖季，我們將該工程進(jìn)展全面實施，應(yīng)用于更多的公建用戶。在這過程中，我們又遇到了新的困難，原有調(diào)節(jié)閥使用工況不完全適應(yīng)公司所有管網(wǎng)的實際工況，出現(xiàn)了控制不精準(zhǔn)、不到位，甚至失控現(xiàn)象也偶有發(fā)生。面對這種狀況，我們積極鉆研，努力尋求解決方法，最后我們對調(diào)節(jié)閥的動作機(jī)構(gòu)進(jìn)展了細(xì)微的改動，增大了閥門驅(qū)動力，提高了閥門的適應(yīng)性。這樣，問題迎刃而解。09-10采暖季通過我們的努力，該工程當(dāng)年為公司節(jié)約購熱本錢百余萬元。工程推廣09-10采暖季工程成功實施后，10-11采暖季我們將該工程推廣至更多的公建站，更大的供熱區(qū)域，同時我們對二級調(diào)度系統(tǒng)軟件進(jìn)展了全面升級，提高了控制更加精準(zhǔn)性、實時性。在該采暖季，配合公司自管站數(shù)據(jù)上傳工程的一并實施，加之公建站遠(yuǎn)程控制工程的全面推廣，公司降低購熱本錢千余萬元。全面鋪開借助前三個采暖季公建站遠(yuǎn)程控制工程的成功實施經(jīng)歷，我們2011-2012采暖季我們力爭實現(xiàn)遠(yuǎn)控工程全網(wǎng)覆蓋，使公司熱力站控制更加全面化、精細(xì)化。三、工程效益〔一〕以下為選取的不同用熱性質(zhì)的節(jié)能效果：1.*機(jī)關(guān)單位：一采暖季可節(jié)省熱量：2890GJ。改造前運行參數(shù)〔當(dāng)日室外平均溫度-4.85℃〕：時間一次供溫℃一次回溫℃一次流量T/h二次供溫℃二次回溫℃供熱面積㎡熱耗w/㎡.h20101-110:0084.9362.853.5572.5861.031531789.98改造后運行參數(shù)〔當(dāng)日室外平均溫度-4.9℃〕：時間一次供溫℃一次回溫℃一次流量T/h二次供溫℃二次回溫℃供熱面積㎡熱耗w/㎡.h20111-1810:5583.8251.8724.6458.8550.791531759.7820111-180:5285.9548.3714.153.5147.991531740.232.*辦公樓：一采暖季可節(jié)省熱量：2960GJ改造前運行參數(shù)〔當(dāng)日室外平均溫度-4.85℃〕：時間一次供溫℃一次回溫℃一次流量T/h二次供溫℃二次回溫℃供熱面積㎡熱耗w/㎡.h20101-110:0082.8564.7337.3765.2359.24900087.5改造后運行參數(shù)〔當(dāng)日室外平均溫度-4.9℃〕：時間一次供溫℃一次回溫℃一次流量T/h二次供溫℃二次回溫℃供熱面積㎡熱耗w/㎡.h20111-189:4584.0350.396.2951.0547.16900027.3420111-185:1484.5146.514.6447.5244.33900022.783.*商場：一采暖季可節(jié)省熱量：2460GJ改造前運行參數(shù)〔當(dāng)日室外平均溫度-4.85℃〕：時間一次供溫℃一次回溫℃一次流量T/h二次供溫℃二次回溫℃供熱面積㎡熱耗w/㎡.h20101-110:0075.9252.0235.1861.1851.773580027.31改造后運行參數(shù)〔當(dāng)日室外平均溫度-4.9℃〕：時間一次供溫℃一次回溫℃一次流量T/h二次供溫℃二次回溫℃供熱面積㎡熱耗w/㎡.h20111-1815:5883.9545.7512.8252.3345.633580015.9120111-180:0185.2242.747.6347.3642.693580010.53〔二〕*管理處工程實施前后效果比照工程實施前工程實施后耗熱量〔萬吉焦〕80.4974.07供熱面積〔萬平方米〕201205單位熱耗〔瓦/平方米〕35.330.45度日數(shù)熱耗1.971.88主管網(wǎng)小時循環(huán)水量〔噸〕25002300近三個采暖季公司購熱本錢比照2008-2009采暖季2009-2010采暖季2010-2011采暖季購熱本錢〔萬元〕124041174511480從數(shù)據(jù)情況不難看出，隨著公司公建站遠(yuǎn)控工程的深入開展，加之其他各節(jié)能技改工程的配合實施，不管是以站為