无人值守换热站自动化的标准化设计

设计开发无人值守换热站自动化的标准化设计王星光蔡成都(中国石油集团工程设计责任有限公司新疆设计院仪信所新疆克拉玛依834000)摘要：如今，对无人值守换热站进行标准化设计，提高供热效率，实现高水平自动化势在必行。本文以克拉玛依锅炉房换热站改造项目为背景，对无人值守换热站的自动化需求进行了分析，进而做了标准化设计。文中介绍了无人值守换热站工艺流程的标准化、测控参数的标准化、测控系统的标准化、仪表选型的标准化以及二次水温度、循环水泵、补水泵的调节控制策略的标准化。关键词：无人值守换热站标准化中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1007-9416(2015)05-0135-011前言随着城市集中供热事业的蓬勃发展，城市集中供热成为节能环保的重要途径。由于供热系统管理运行落后于供热规模的发展，大部分换热站仍处于手工操作阶段，从而影响了集中供热优越性的充分发挥。这主要反映在：缺少全面的参数测量手段，无法对运行工况进行系统的分析判断，系统工况失调难以消除，造成用户冷热不均；供热参数未能在最佳工况下运行，供热量与需热量不匹配，造成能源浪费，故障发生时，不能及时诊断报警，影响可靠运行，数据不全，难以量化管理。造成的结果是：(1)低负荷、低效率。(2)缺乏自动控制设施。(3)缺乏有效的计量手段。因此，针对以上问题，对换热站进行标准化设计，使换热站安全、经济、稳定、自动运行，以提高供热系统的供热能力和供热效率，实现按需供热。2标准化的设计范圈无人值守换热站是集中供热的中心环节，它能否正常高效运行直接关系到热用户供热质量的好坏【1】。而标准化设计范围则直接影响其能否高效运行，因此做好标准化设计范围至关重要。标准化的设计范围包括工艺流程标准化、测控内容标准化、仪表选型标准化、控制系统标准化、数据通信标准化和控制功能标准化等I2]，目的是形成仪表自动化专业的技术要求，形成设计文件，达到系列化、通用化，便于具体工程使用。3标准化的技术特点3．1工艺流程的标准化标准化的工艺流程包括换热器一台、热网循环水泵二台一用一备、补水泵二台一用一备、电气控制柜一台，电动调节阀一台及配套的其他阀门和相应的连接工艺管道管件。电气控制柜内安装热网循环水泵、补水泵变频器各一台，均采用一拖二或相互切换运行方式。3．2测控内容的标准化测控内容的标准化是实现无人值守换热站标准化的关键。测控参数的选择直接影响到换热站的调节控制方法，结合工程实际，给出了如表1所示的测控参数。3．3仪表选型标准化换热站各类检测、控制仪表防护等级要求：安装于室外的，不低于IP65；安装于室内的，不低于IP54。现场环境要求：室外一4o～70~C，表1换热站测控内容测控内容信号类型测控内容信号类型一次供、回水温度RTD补水流量AI一次供、回水压力AI循环水泵启、停控制D0一次回水热量RS485循环水泵变频控制及反馈AI、AO一次回水流量调节AI、AO循环水泵运行状态DI二次供、回水温度RTD补水泵启、停控制D0二次供、回水压力AI补水泵变频控制及反馈AI、AO二次供水热量RS485补水泵运行状态DI室外温度RTD循环水泵电流电压检测AI软化水箱液位AI软化水装置联锁控制D0室内0～50℃。具体设计如下：(1)铂电阻精度高，适用于中性和氧化性的介质，稳定性好，性价比高，而且适用工况也满足要求。因此对于温度的测量选用热电阻，分度号为Pt1O0。(2)智能压力变送器是由传感器技术与微电子技术结合形成的智能变送器，输出标准的4～20mA电流信号。具备精度高，稳定性能好，组态方便等特点。(3)电磁流量计没有可动部件，也没有阻流件，也不会引起压力损失，而且量程范围宽等特点，因此采用电磁流量计测量一次回水的流量。(4)超声波流量计具备测温范围广，准确度高，显示内容多，包括供热量、热损耗、入口温度、出口温度、瞬时流量、累计流量、累计热量等。所以采用超声波热量计计量一次回水和二次供水的热量。(5飚翻板液位计可用于各种塔、罐设备的介质液位检测，适用于高温、高压、耐腐蚀的场合。采用磁翻板液位计测软化水箱的液位。(6)一次回水流量的控制采用直通单座电动调节阀。3．4控制系统标准化采用先进技术实现节能降耗的同时，从企业经营效益及科学有效管理角度出发，针对新建换热站或已建换热站的改造项目，均遵循“无人值守”理念，采用自动化监控技术，确保集中供热系统实现“分散控制、集中监视、统一调度”模式。3-4．1控制系统结构标准化整个无人值守监控系统由集中供热调度中心、锅炉房控制系统、换热站控制系统、通讯网络和与场站监测控制有关的仪表等部分组成。根据换热站工艺流程，确定测控系统由现场层、控制层和管理层三部分组成【31。其中，现场层由各种检测、控制仪表组成，控制层由控制站+操作站组成，使用RTU+触摸屏组成的站控系统来实现；管理层软件可实现