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1、设计方案,- 换热站无人值守自动控制系统,烟台奥特电气控制系统有限公司,换热站的概述,热力站按供热形式分直供站和间供站，前者是电厂直接供用户，温度高，控制难，浪费热能。是最初电厂余热福利供热的产物。后来开始收费，才有热力公司。随着商品经济发展，热商品化，热力公司开始提高供热质量，才有换热站，这属于集中供热。还有锅炉供热，省掉电厂环节，但是效率低，污染大已近淘汰。集中供热是发展方向，换热站为主。 换热站原理：电厂为一次线，小区为二次线，热源（电厂）、热网（一二次线管网）、热用户（居民楼和单位）连接处为热力站。 设备有：板式换热器，循环泵，一二次线除污器，补水泵，水箱，计量表，控制阀门等。 换热站
2、就是换热的地方把有热电厂产生的高温水传输到各个居民小区里将高温水的热量传送到小区管网中个人理解就像一个变压器一样把高温水转换成六十度的水再供暖。,供热站运行系统的能源消耗分析,供热站的生产运行系统是一个由热源、管网、用户组成的复杂系统。在热的生产、运输、分配、使用的各个生产环节，会因为生产规模、系统缺陷、设施老化、运行不当、管理疏漏等问题，直接造成运行过程中的能耗浪费，增加供热能源成本。因此主动通过有效的技术措施和管理手段使各环节的能源消耗水平得到合理控制，努力消除生产过程中可以避免的能源浪费，不断改进、完善、优化供热运行系统，挖掘节能潜力才能真正做到节能降耗的目的。,运行时各环节造成能源损失
3、的因素分析,设备影响,输送管道影响,运行方式影响,用热终端控制系统影响,生产环节的节能控制,供热系统消耗能量的估计（一）,热系统从热制备转换输送用热环节的能量进入和输出必须相等，即： 输入能量=可用能量+能量损失 能源利用率=可用能量/输入能量 若设采暖散热器耗热量为N0，二级网管路热损失为E1，泄漏热损失E2。热力站内热损失E3，二级网管路热损失为E4，泄漏热损失E5，锅炉房(首站)内热损失E6。输入能量是燃料热N3，能量损失包括化不完全燃烧损失E7、固体不完全燃烧损失E7、飞灰热损失E8、灰渣热损失E9，排烟热损失E10、(热电厂还应增加一项：供热分担的厂内热损失E11)，输出则是二级网子
4、系统的输入能量N2。 则：一级网子系统的输入热量 N1=N0+E1+E2+E3 一级网子系统热能利用率 B1=100N0/N1(%) 二级网子系统的输入热量 N2=N1+E4+E5+E6 二级网子系统的热能利用率 B2=100N1/N2(%) 热源子系统的输入热量 N3=N2+E7+E8+E9+E10(6E11) 热源子系统热能利用率 B3=100N2/N3 即锅炉热效率(热电厂热效率)(%) 供热系统热能利用率 B=B1B2B3(%),供热系统消耗能量的估计（二）,(1) 水泵耗电量 s=(h0(GH)/(267.3)/N0 式中， G 水泵运行流量m/h；H 水泵运行扬程m； 水泵运行效率
5、； N0 系统供热量；h 有效小时数。 (2) 风机耗电量可用同一个计算公式。此时 式中，G 风机运行风量；H 风机运行风压； 风机运行效率(对皮带传动应包括机械传动效率)； N0 系统供热量。,供热系统消耗能量的估计（三）,(1) 水资源损失量可认为等于系统补水量BS。若系统运行循环水量为G，则 系统补水率P=100BS/G(%) (2) 系统泄漏热损失由下式计算： 单位供热量的泄漏热损失BR=PGC(t1-t0)/N0 式中 水的密度，C 水的比热，t1 供水温度，t0 水源温度。,换热站自动控制系统功能,通讯,报警,显示,采集,控制,技术要求,采用国际领先的工业自动化控制技术和数据存储管
6、理技术，效益高，投资少，所有设备及设备安装须达到国家相应规定的标准，具有科学、先进、便于维修和管理的特点，可以保证在未来510年不落后于最新技术的发展。,系统注重稳定性和可靠性，图形界面友好，无故障运行时间长。,减少一次性的投资，并确保系统具有很高的可靠性和极低的故障率，将功能变更、运行与维护费用减至最低限度。,严密的技术防范措施保障系统安全。在确保供热系统运行安全、可靠的前提与基础上，可以实现其经济性，节约能源。,系统对使用环境（温度-2550，相对湿度5%95%）具有良好的适应性，并确保具有极低的故障率。,包含硬件的可扩展性和软件的可扩展性两个方面，升级扩充只需要增加模块，保护投资成本。,
7、实现分级管理，授权服务的原则，设置程序管理员，对于不同的级别权限使用进行合理的管理。,设计原则,易管理,系统组成,LOREM IPSUM,云服务系统,Internet,系统构成示意图,换热站设备组成（一）,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/输出模块、+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4-2
8、0mA。,压力变送器,压力量程1.0 MPa（1.6 MPa）、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。,换热站设备组成（二）,变频器,输入电压：380VAC 50Hz/60Hz 输出频率0.1600 Hz 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：05/10V，420mA 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。,流量热量计,
9、流量计选用电磁流量计，若需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-25150，220VAC50 Hz供电，RS-485接口，420 Ma输出功能。,GPRS DTU,GPRS DTU用于传输信号的无线通讯模块,温度,压力,报警,流量,电压,频率,超限报警,电流,累计流量,运行状态,瞬时 热量,累计热量,阀门开关,差压,液位,功率,换热站数据采集,系统异常,控制系统（一）,01,二次供水温度调节控制回路,根据本地的气候条件以及供热对象的特性，给出一条室外温度与二次供水、回水平均温度之间的对应曲线。控制器通过这条曲线根据室外温度传感器测量的室外温
10、度，通过控制换热器一次供水管网出口电动调节阀，实现换热器二次侧热水出口温度的自动控制。满足用户室温要求。,02,除污器控制,根据除污器前后压力差，自动调节控制除污阀门，保证正常工作,03,补水水箱控制,补水水箱底部侧面安装一台液位变送器，用于测量水箱水位。水箱进水管道上安装一台电磁阀，用于水箱补水。当水箱水位低于设定值时开启电磁阀，当水箱水位高于设定值时关闭电磁阀。 当水箱水位超高时向监控站报警。当水箱水位超低时向监控站报警。,可设计为循环泵+调节阀控制二次侧进出口压差的设计方案（但不利于节能的目的），因此最好采用变频控制方案。 变频循环泵控制二次网可实现： (1)在自动状态下，根据实际供热情
11、况是实现循环泵的开动台数； (2)变频循环泵变频调速使二次侧进出口压差处于恒定； (3)若二次侧回水压力低于预设的回水压力下限值，循环泵自动减速运行；若二次侧回水压力高于预设的回水压力上限值，循环泵将自动提速运行； (4)控制回路在手动状态下，操作员可以通过控制柜上的按钮进行启/停、加/减速控制。,循环泵控制,04,控制系统（二）,通过二次管网回水压力控制变频补水泵的开启、调节和停止。实现二次回水压力的定压自动控制。 (1)控制系统在自动状态下，变频补水泵要使二次侧回水压力处于恒定； (2)当二次侧回水压力低于回水压力下限值时，补水泵自动启动，当二次侧回水压力高于回水压力上限值时，补水泵停止（
12、补水箱水位条件要满足）； (3)控制回路在手动状态下，操作员可以通过控制柜上的按钮进行启/停、加/减速控制。,补水调节控制回路,05,控制系统（三）,控制系统（四）,06,自来水停水控制,当自来水停水时，系统停运。其控制方式为首先回水压力低时，起动补水泵，当水箱水位超低时，同时自来水无压力，即判断为自来水停水。此时，停补水泵。当回水压力过低时，停一次网电动调节阀、随后停循环泵。,07,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。,08,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
13、补水系统自动运行。,控制系统（五）,09,一次网停水控制,当中心接到电厂停止供水命令后，对于短时停水由监控站控制关闭一次网电动调节阀；对于长时间停水时，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。,10,控制切换,无人值守换热站设计运行方式是全自动运行（是否采用全自动？），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。 （1）手动调节一次管网电动调节阀和补水箱电动调节阀； （2）手动控制循环泵和补水泵启、停，增、减泵的转速； （3）除污器手动控制。,换热站监控中心管理平台（一）,换热站监控中心管理平台（二）,换热站监控中心管理平台（三）,换热站主要工艺设备,热控主要设备及材料,各项供热能源年度消耗量调查表,THANKS,烟台奥特电气控制系统有限公司,
