1、 1大庆庆新节能供热系统建设工程可行性研究报告河北理工大学智能仪器厂2010年 6月 12 日2目 录1、概述12、工艺系统改造建设方案52.1大庆庆新集中供热的热指标确定52.2热源 84.86万平米供热系统的运行方案52.3热源的二级泵系统方案和 8个热力站的分布变频泵系统方案72.4 系统水压图计算82.5热力站多环路系统的计量系统建设方案103、计算机供热监控系统建设方案113.1计算机供热监控系统结构113.2控制策略113.3硬件系统193.4软件系统334、经济效益分析434.1热源节煤效益分析434.2节电效益分析445、概算476、服务及培训487 热网监控系统主要业绩511
2、1、概述大庆庆新热力公司面对“提高供热质量” 、 “节约供热能源” 、 “强化环保工作”和“降低供热成本”的公司发展要求，依据科学发展观原理，经过了反复调研和多次论证,在 2009年，终于全面启动了“大庆庆新热力节能供热系统建设工程”项目。经过一年的运行周期，该工程的实现充分突出了科学技术是第一生产力的作用，把最近几年间在供热界得到成熟发展、并且正在全面推广的多项供热先进技术应用到大庆庆新供热。该项目包括了“分布变频泵低电耗热能传输技术” 、 “二级泵热源-热网流量解耦技术”等供热工艺系统技术进步内容和“计算机供热网监控管理技术” 、 “热网热量平衡管理的理论成果和技术”等热网运行管理技术进步
3、内容、以及“以弯管流量计为基础的流量、热量计量技术”等供热产品技术进步内容等多项重大供热节能先进技术。至供暖周期的结束，项目改造的结果一明显显现，它不但带来了良好的社会效益，更带来了巨大的经济利益，为了进一步实现更优化的的热网管理，更细致的热网调节，庆新热力公司决定将热网平衡理论应用于各个热力站分支系统，建立多环路的热网供热，也就是对各个热力站的分支进行分布式变频改造，这一项目的实施，将更有利于热网的平衡化管理，使热量的供给更加明确，更加有的放矢。（1）分支环路的分布变频泵系统改造工程该项工程内容是把安装在热力站的二次网总循环泵“分解”为安装在热力站各个分支的小循环泵，并且由这些小泵的运行代替
4、二次网泵的集中循环泵运行。该项工程实现了各热力站分支循环水流量之间的解耦运行，把传统的总二次网平衡调节方法改变成为“各热力站分支可以独立操作的互不干扰”调节方法，从而使得二次网平衡的调节工作变得简单易行，为节能的规划供热运行创造了便于操作的条件。特别在前述二级泵技术的基础上，利用分支环路的分布变频泵技术最主要的是方便的实现供热量调节运行，明显的提高了供热质量。尽可能增加热力站的供热环路是本项目的一项重大的工程内容。启动这项工程内容的目的在于“在缩小每个供热环路管辖供热面积的同时实现在热力站内对这些环路的调节管理，提高了热力站对二次网的管控能力，降低了对二次网平衡管理的难度” 。这是一项有关供热
5、系统建设理念的重大技术进步内容建设多环路的大热力站供热系统（每个环路管辖较小的供热面积） 。这项工程改造内容必定有力的改善热力站对二次网供2热平衡的管控效果，为供热的全局平衡管理起到突出的作用。特别在同时建设供热计算机监控系统的情况下，这项缩小数字化管理单元面积的工程内容还起到了扩大数字化管理范围的效果，也必定对大幅度的节能降耗作出重大贡献。（2）建设供热计算机监控管理系统工程大量的应用实践证明：有效应用供热计算机监控管理系统将在实现提高供热质量的同时实现节约热能 25%以上！集中供热在强调了供热目的的前提下还要突出“集中”！面对前述两项技术进步工程的全面实施，热网的平衡管理和量调节运行都应该
6、实行统一的调度管理。因此，建设供热计算机监控管理系统就是建立科学供热的数字化管理平台。利用这个平台随时可以把握供热的全局，改变传统的模糊化供热为明晰的数字化管理，分析和比较各种供热运行方案的效果，并且不断提出新的技术进步内容，把管理出效益的正确理念落实到实实在在的数字化管理上。因此，本供热计算机监控管理系统的建设突出了：确保硬件系统的建设可以长期、可靠的支持供热的科学化管理工作，使其真正成为一个实用的平台；确保系统建设的完整性，使得硬件配置能够满足供热系统一次网的平衡分析和远控要求，能够满足对二次网运行的统计分析，能够支持对于量调节运行的快速控制，以及能够对热源和热网的安全运行进行及时有效控制
7、或报警。系统采用了 ADSLVPN 宽带网作为通讯系统、以 PLC工业控制器为热力站终端控制器的中央计算机集中控制系统结构，采用 PLC工业控制器作为终端控制器是为了适应供热系统控制点分散、且覆盖面大的特点，并且能够在热力站里脱离监控中心独立运行，它强化了系统的可靠性和使用的方便性。另外，在建设供热计算机监控管理系统的过程中往往容易忽略的是一次测量元件的可靠性，特别是流量计。许多供热计算机监控系统最终无奈的蜕化成为温度和压力的采集系统正是由于选用的流量计无法支持这些系统的可靠运行所致。本计算机监控系统采用了已经被多个热力系统使用多年、并且被一再证明是可靠的“弯管流量计” （国家火炬计划项目）作
8、为流量测量一次件，解决了供热管理的“热量测量难题” 。而这个最易出问题的环节在构建计算机监控系统时往往也是难以把握的（事后出了问题也难以追究选型责任） 。 “弯管流量计”3的采用将从基本元件方面建立起本计算机监控系统作为“热量管理系统”的可靠性基础。还有，本设计还特别把不易在供热运行中维护、检修和更换的元器件（又对供热安全影响重大）改为机械元件而不纳入监控系统建设范围也是出于供热系统运行安全和监控系统可靠性的考虑，例如变频泵的出口单向阀（明知它有阻力损失） 、安装在热耦合均压管的掉电关断阀等都是出于确保供热系统的安全运行而设计的。确保安全可以说是本计算机监控系统建设最为重视的内容，面对“无人值
9、守热力站供热管理模式”的大庆庆新供热，确保运行安全比什么都重要，特别是供热系统本身的运行安全！（3）建设科学正确的供热管理计算机软件系统工程建设本供热计算机监控管理系统的中心任务是能够用于支持科学的供热运行，并且具体化为四个方面的核心内容：第一个核心内容是数据处理系统。该系统能够采集和保存用于分析供热情况和有关安全运行的重要运行参数，并且以图表、曲线等形式体现，便于观察和使用。第二个核心内容是建立正确的供热平衡分析系统。这项软件内容是建立供热计算机监控管理系统的核心之核心！对于一个不平衡的供热系统，往往受到不热用户的不断投诉而增加热源供热量，因此根本无法实现科学供热和节能运行。由于本计算机监控
10、系统的分析系统将面对供热运行的质调节和量调节两种运行模式，因此，其热网平衡分析的软件系统采用了 24小时累计热量的平衡分析方法，并且用多幅直观的图形表达了分析结果。这是我们多年参与供热科学化管理的一项重要成果，成功的运用于多个热网的平衡管理。而依据招标书的要求在软件系统中同时给出的依据各种温度分析的结果则仅仅作为参考使用。这是由于利用一次网回水温度、二次网回水温度以及供、回水温差等近似的热量管理方法或称为“流量平衡基础上的温度管理方法”是一种理想化的书本方法，而正是这种貌似合理的方法造成了我国供热界多年处于平衡管理困难的局面。第三个核心内容是关于控制功能的软件系统。在宽带网和高性能 PLC现场
11、控制器以及变频控制器的可靠支持下，本系统的热网平衡控制软件内容给出了“全自动控制”和“手动远控”两种控制模式。运用这两种控制模式既可以满足对热网平衡的远程调节控制、也可以满足供热系统的量调节供热运行控制。 4第四个核心内容是针对安全保护的软件系统。这项内容对于“热力站无人值守”的供热系统尤其重要。这些保护功能包括：热力站停电或二次网循环泵停止运行的保护（自控保护）、二次网定压运行和保护（自控保护） 、一次网停泵保护(机电系统保护)以及对应锅炉房停电的热源循环水系统保护(机电系统保护)等实时保护软件系统的内容。这些软件保护系统的内容也同时表现为中央调度室计算机的显示内容，可以随时提请运行人员作出
12、相应处理。（4）建设以弯管流量计为基础的热力站流量、热量计量体系我国供热界许多供热系统采用“弯管流量计”作为流量计量设备已经有了多年成功运行的经验，本项目采用该流量计作为流量、热量计量的基本流量测量单元，配合 Pt100A级铂电阻测温技术实现高精度和长期运行稳定可靠的热量计量系统，从而形成真正的“用热量管理热网”的可靠计量基础。热量计量系统将装备在热力站一次网，对于二次网将仅装备温度计量和压力计量的内容（一次网也装备了便于观测系统运行安全的压力计量设备） 。热量计量系统针对热力站多环路改造工程内容实施配套装备，把热力站多环路改造工程的成果强化为每个环路都具备完整的流量和热量的数据支持。并且在
13、PLC控制系统和一次网变频器的支持下，中央调度室可以对任何一个供热环路实施流量闭环控制。在完成上述 4项主要工程建设内容的基础上，供热运行将实现热力站无人值守的数字化运行管理，诸如学校放假、办公楼夜间无人、节能建筑的低能耗需要、初末寒期的节能供热和区分白天与夜间的分时段量调节变负荷运行等可以节约能源的供热运行工作也将全部纳人科学化运行管理的内容，庆新集中供热将进入一个科学化供热发展的新阶段。52、工艺系统改造建设方案供热工艺系统的改造建设工作内容是本项目的重大技术进步内容，它包括有多个方面的重大建设工作，分述如下：2.1大庆庆新集中供热的热指标确定大庆庆新集中供热依据多大的热指标供热关系市民的
14、冷暖和供热部门的生存。因此首先确定“大庆庆新集中供热的热指标”具有特别重要的意义。全面比较大庆地区各供热单位对该问题的执行情况可以发现：各单位多数是依据多年供热积累的经验组织供热，而对于国家给出大庆地区热指标的解释则各执各词、难于统一。因此，面对当前地球环境恶化、冬季环境温度逐年升高的大趋势，尽快修订各地热指标对于供热部门如何组织供热、特别是节能供热就变成了一件亟待解决的大事情。根据大庆庆新 2007-2008年采暖季的集中供热运行数据分析2007 年 10月 15日2008年 4月 22日采暖热源厂日耗热情况及天气明细表 ，可以得出在大庆市环境温度下降到 -15 -22期间的平均供热单耗为
15、60.6W/m2。综合对其它环境温度段的供热量统计分析和考虑到大庆庆新供热系统在平衡调控方面存在的实际困难最终确定以下统计供热量经验公式（1）为“大庆科学化供热的起步经验公式” ，并以此公式为依据构建供热工艺系统以及运行参数。Q= qS （1）wnt0式中 Q 热源生产的总热量（W）q 热指标， 目前 q=64 W/m2设计计算温度（大庆取-26）wt 设计室内温度（取 18）n 实测环境温度（在 4级风以上需要加补偿） （）0tS 总供热面积（m 2）2.2热源 84.86万平米供热系统的运行方案大庆庆新集中供热锅炉房热源能力为 3台 40吨链条热水炉，额定功率 87MW，目前供热面6积 8
16、4.86万平米,预计供热面积 93.5万平米。对于上述热网，可以计算出各环境温度的负荷要求，见下表 1。表 1各环境温度对应的热负荷要求 (额定功率 87MW)环境温度 目前供热面积 84.86万平米 预计供热面积 93.5万平米5 17MW 18MW-0 23MW 25MW-5 29MW 32MW-10 35MW 38MW-15 42MW 45MW-20 47MW 52MW-22 50MW 55MW-26 55MW 60MW根据目前大庆庆新供热水平确定的经验公式（1）计算得出的表 1可知：（1）对于目前供热面积及其分布，即便环境平均温度达到-26，热源可以满足供热要求，并且留有足够的余量；（
17、2）当环境温度不低于零下 5情况下，一台 40 吨锅炉即可满足供热面积 84.86 万平米的供热需求；当环境温度低于零下 5，需启动其他热水锅炉，减少锅炉运行台数是保障节能的最大前提。（3）当环境平均温度达到零下 26时（对应气象预报温度为-23-29左右） ，两台40吨锅炉仍然可以满足供热面积 84.86 万平米的供热需求。（4）以上可推知：根据环境温度变化即可以确定锅炉热负荷和启动锅炉台数，保证锅炉始终运行在最佳负荷状态，以最小的能耗满足热网需求，达到节能的目的。由上述分析可以确定热源供热 84.86万平米的系统运行方案为：（1）运行供热量在供热面积的现状分布条件下，热源供热量分别参照表
18、1给出的环境温度对应的供热量供热。（2）调节热网平衡的工作应该依据计算机给出的平衡分析进行利用计算机监控系统的平衡分析系统通过手动远控方案执行平衡分析系统给出的建议流量调节量，直至供热系统平衡（由于采用 24小时累计热量平衡分析方法，约需要两天7时间可以调节达到粗平衡，供热初期不采用自动平衡方案） 。（3）启动“分时段高温差量调节”节电运行方案在供热系统基本平衡的基础上，可尽快转入每天的分时段量调节供热运行。一次网尽可能采用 “分时段高温差量调节”节电运行方案，实现节电运行；但运行流量以不低于额定流量的 50%为宜（量调节的温差确定应该在流量下限的限制条件下确定） 。（4）尽快修订新的“热指标
19、”在本系统建成投用后尽快核定公式（1）的合理性，使其尽快成为热网数字化管理条件下的大庆市科学供热新依据（修改表 1） ，细化节能供热工作。2.3热源的二级泵系统方案和 8个热力站的分布变频泵系统方案采用热源的二级泵系统方案和热力站的分布变频泵系统方案是为了适应热源和热网各自功能不同的需要确定的。该方案实现了热源可以根据负荷的变化“随意”调整运行流量、而热网也可以根据运行的需要“随意”调整其运行流量，二者之间在实现了热量传递功能要求之外可以互不干渉，解开了它们的流量强耦合关系。其原理图如图 2-1所示。3#锅炉2#锅炉热耦合均压管1#锅炉DN600DN600一号站换热器热力站循环泵二号站换热器N
20、 号站换热器热力站循环泵热力站循环泵8图 2-1：热源的二级泵系统方案和热网分布变频泵系统方案组合运行原理图由图 2-1给出的热源二级泵方案可知，设计采用了 1炉 1泵方案，热源循环水的运行动力仅根据锅炉开启的台数和仅仅克服热源内部管网的循环水阻力运行。不运行的锅炉、其循环泵也不运行。在热耦合均压管上安装的阀门是一个掉电关闭阀，是为热源安全运行设计的“该阀门设计为独立工作，受热源电网控制，不接入计算机监控系统” 。2.4 系统水压图计算以 4#站为例， 热用户均压管热力站系统图94051m20mD2051m20m051m20m系统总流量为 1500t/h 时 4#站系统水压图51m20m米51
21、m20mEBA8251m20mC5151m20m系统静压线51m20m米51m20m系统总流量为 1000t/h 时 4#站系统水压图51m20m5151m20mCB E35.551m20m系统静压线51m20mD2051m20m4051m20m051m20mA102.5热力站多环路系统的计量系统建设方案图 2-2给出了一个四环路热力站的计量检测系统设计方案，对于计量系统，该方案强调：要分别对四个环路安装流量计（弯管流量计） ，实现对四个环路的热量计量，二次网的流量可以通过一次网“测量热量”和二次网温差计算确定，作为指导二次网流量调节的参考；对于特殊原因形成的二次网多分支情况，在对二次网正常供
22、、回水温度、压力测量的基础上还应该增加各分支供水管流量及温度的测量。图 2-2：四环路热力站计量检测系统设计装流量计变频控制装流量计 变频控制113、计算机供热监控系统建设方案3.1计算机供热监控系统结构本计算机供热监控系统包括硬件系统和软件系统两大部分构成，硬件系统包括环境温度检测、用户温度检测、监控中心、热力站监控系统、通讯网络和热源监控系统组成；软件系统包括监控中心软件系统和热力站软件两个系统，见图 3-1。图 3-1：计算机供热监控系统结构图3.2控制策略本供热计算机监控系统的控制策略是根据大庆庆新集中供热的供热运行方案编制的。本控制策略强调“集中控制和管理”的原则是根据目前按供热面积
23、管理和收费、供热现状“以平衡供热为目标的集中规划供热”决定的。由于包括热源和热网的全部供热环节都是在同一个指挥体系下的“可规划运行整体” ，因此控制策略可以并且应该落实为坚持“系统性”和“集中性” 。在这个原则下，决不允许任何热力站在不经过调度管理中心授权情况下针对“供热量”进行独立调节！除非在“户用热量表”全面装备热网，供热方式改变为“按需供热” ，改变供热量的决定权易手给热用户，热力站才可以执行“围绕供热量的适应性控制方案” ；届时，热源供热量的计算机供热监控系统结构监控中心软件系统数据采集与报表平衡分析与控制 网络发布与通讯安全报警和显示预报与规划经济分析 系统查询热力站软件系统数据采集
24、安全控制和报警通 讯控制调节硬件系统 软 件 系 统用户温度检测 监控中心 热力站监控系统 通讯网络环境温度检测 热源监控系统入12生产也将改变为“从动式生产方式” 。本计算机监控系统的硬件配置完全可以适用于“按需供热的方式” ，而对应的控制策略软件则需要适时调整。3.2.1 初、末寒期的运行控制策略3.2.1.1. 初、末寒期的供热运行和“宏观热源规划”在供热的初、末寒期全部 84.86 万平米供热采用 1台锅炉供热。计算机监控系统给出对应环境温度的锅炉房热负荷运行的宏观热源规划表（建议）表 3，热源运行根据该表给出的热负荷组织生产。表 3 初、末寒期热源供热的热负荷规划表（宏观规划）环境温
25、度 目前供热面积 84.86万平米 折合锅炉（吨）5 17MW 24-0 23MW 32-5 29MW 40表中对应环境温度的供热量规划是根据大庆庆新热网 2008年实际供热运行情况确定的“经验热指标”供热基本公式（1）计算确定的，在具体运行中还应该随时根据用户的室温统计情况及时修正。多家热力公司的运行经验认为：由供热基本公式（1）给出的供热量在适用于严寒期的使用条件下，在初寒期则通常偏大、末寒期略好些（这是由于同样环境温度的末寒期需要的供热量大于初寒期） 。Q= qS （1）wnt0式中 Q 热源生产的总热量（W）q 热指标，供热初期可取 q=64 W/m2。但该值在初寒期偏大，应该根据用户
26、供热效果尽快修改。 设计计算温度（大庆取-26）wt 设计室内温度（取 18）n 实测环境温度（在 4级风以上需要加补偿） （）0tS 总供热面积（m 2）对应上述供热的“宏观供热量规划”是对应每天的“实时供热量运行规划” 。考虑到锅炉13的变负荷运行包含有“起炉”和“停炉”的具体工况，以及本控制策略明确的“调度室集中控制量调节运行的模式” ，因此，面对每天昼、夜约 10温差的节能运行规划，本控制策略给出了实时供热规划和分时段供热规划两个内容，见下图 3.2 对应环境温度的热源供热量实时规划界面，在实际运行过程中建议执行图中给出的“每天分时段供热运行规划”方案。执行针对昼夜温差的节能供热运行，
27、本控制策略明确为：“执行热源供热量生产跟随环境温度”的量调节热传输方式运行方案（不采用热源供热量生产难以跟随的“热力站跟随环境温度的量调节运行方案” 。 ）具体的量调节运行见 3.2.1.3 节。初、末寒期的科学规划运行会直接影响经济效益成果的大小！图 3.2 对应环境温度的热源供热量实时规划界面3.2.1.2.初、末寒期供热系统的宏观运行参数一次网运行流量执行相对大温差、小流量运行方案；需要综合考虑管网的允许供水温度（上限 130）和热网平衡容许的最小流量限制，具体方案在运行中可依据运行情况再细化调整。根据以往的运行实践总结：最小流量确定为不小于 0.4 kg/h.m2是可行的。一次网最大温
28、差：40-60（该设定温差范围应该随初寒期向严寒期过渡逐渐加大，对14应初寒期的温差取为 40是根据最小流量和最小供热量限制确定的） ；必须明确，本控制策略强调：供热运行执行“供热量-环境温度”对应关系！不执行根据“供水温度-环境温度”建立的所谓“供温曲线”运行方式，根据“供温曲线”供热是一种使用多年的传统供热模式，这种供热方法是一种理想化的“书本科学方法”！一次网流量：一次网的总流量范围为：416t/h 620t/h，这个流量范围对应了初末寒期的需要热量范围（对应 40-60温差范围的供热量范围为：29MW） ；各热力站一次网循环泵运行流量宏观执行 0.405kg/h.m2-0.54 kg/
29、h.m2的流速范围。但“流量平衡不等于热力平衡”！每个热力站运行流量的最终确定应该根据计算机监控系统给出的一次网热平衡分析和建议调节完成（确定各热力站的运行流量还需要确定准确的热力站供热面积） 。见图 3.3和图 3.4。图 3.3 一次网热力平衡的分布分析图15图 3.4 一次网热力平衡分析给出流量调节建议的界面图二次网流量：二次网流量确定的第一原则是用户网的平衡！流量越小平衡调节越困难！初、末寒期的二次网运行流量原则和严寒期相同，执行 3.5kg/h.m2设计运行流量，仅在自力式流量平衡阀的支持下可适当减小，并且在整个供暖季原则不作流量调整。 （除非户用热量表装备了供热系统、并且能够投入运
30、行，各热力站的控制将改变为定压运行方案，流量将由热用户自行调节确定。 ）3.2.1.3. 量调节控制策略本控制策略明确：一次网供热运行可以执行量调节运行。目的在于提高供热质量和降低热传输电耗。执行量调节运行的原则是：1，执行“大温差、小流量运行方案” ，流量下限为 0.405kg/h.m2。温度上限为 130。当运行流量降低到流量下限时，自动调整供、回水温差，调整的原则是满足供热需要的供热量 Q。见下式Q= G *(供水温度-回水温度)G 一次网运行流量，G = g1+ g2+ gi +g39 gi 第 i号热力站的流量16由该原则可以确定：在供热量小于 29MW运行工况下的初、末寒期供热，一
31、次网运行流量执行 416t/h下限运行流量，供热执行质调节运行方案。在该阶段一次网流量是固定不变的、热源流量则随着锅炉启动数量的增加而逐渐加大到 620t/h（对应热源 45温差和一次网 60温差） 。当一次网温差达到 60、供热量范围为 29MW时（热源温差 45） ，供热运行执行量调节运行方案。一次网入口供、回水 60温差不变，运行流量将随着供热量的变化而变化。如下式Q=G*60*4.1868/3600 MW由于各热力站存在着设备、运行参数、供热对象及离开热源距离的不同（热损失不同），各热力站的供、回水温度是不相同的，因此各热力站的流量调节量也可能是不同的。因此各热力站的量调节运行执行以下
32、方案：首先根据计算机热平衡分析系统确定各热力站的平衡用热量 Qi与热源总供热量 Q的比例关系 Ki（在每次热平衡分析和调节完成后 Ki都将得到相应修正） ，Ki= Qi/ Q当总供热量根据供热规划变化为 Qx：Qx= Q+dQ dQ热源的供热量增量则第 i号热力站的供热量 gix 为gix= Ki* Qx计算机监控中心将发送热量调节指令 gix给第 i号热力站，热力站控制器在接到这个新的调节指令后将通过调节流量执行以目标值为 gix的热量闭环控制、直至控制热量达到目标热量（误差 3%）后控制器将退出闭环控制状态（防止连续闭环控制状态产生误操作） ，等待下一次调节指令的下达（热力站控制器设计为以
33、热量闭环控制为基本方式的间歇式控制系统） ，该量调节过程完成。在执行分时段调节方案情况下，每天将重复 4次这个过程。2，量调节运行由计算机监控中心统一下达调节指令、各热力站的运行流量根据供热量17的等比例变化实施控制。决不允许任何一个热力站在不经过监控中心授权情况下自行调节流量和供热量。3，量调节运行必须在一次网热力平衡分析和控制的基础上进行，不平衡的热网不应该启动量调节运行，否则会引发大面积的过冷和过热现象发生、危及供热安全。3.2.1.4.一次网热平衡控制策略一次网热平衡控制策略是本计算机监控管理系统的核心控制策略，它的目标是供热系统的大局平衡（一次网平衡） ，确保供热系统不会出现大面积热
34、力平衡问题，为热源实现科学的节能供热建立可操作的系统基础。本一次网热平衡控制策略的理论依据是“供热系统的周期热量平衡分析理论方法” ，这种方法能够适应于大庆庆新供热既有质调节运行也有量调节运行的系统平衡分析和控制要求。分析和控制的结果如下图 3-5、图 3-6、图 3-7所示图 3-5：偏离平衡值的各热力站平衡热量偏差18图 3-6：热量分布图 3-7：分析建议和控制3.2.2 严寒期的运行控制策略当供暖进入严寒期，大庆庆新集中供热锅炉房热源能力为 40*3吨链条热水炉，额定功率87MW，目前供热面积 84.86 万平米,预计供热面积 93.5万平米。对于上述热网，可以计算出各环境温度的负荷要
35、求，见下表 1。表 1、各环境温度对应的热负荷要求 (额定功率 87MW)19环境温度 目前供热面积 84.86万平米 预计供热面积 93.5万平米5 17MW 18MW-0 23MW 25MW-5 29MW 32MW-10 35MW 38MW-15 42MW 45MW-20 47MW 52MW-22 50MW 55MW-26 55MW 60MW根据目前大庆庆新供热水平确定的经验公式（1）计算得出的表 1可知：对于目前供热面积及其分布,即便环境平均温度达到-26，热源可以满足供热要求，并且留有足够的余量。3.3硬件系统硬件系统包含环境温度检测、用户室温检测、监控中心、热力站监控系统、通讯网络以
36、及热源监控系统接入，分述如下。3.3.1环境温度检测环境温度测量用于确定供热量的规划和预报，因此环境温度测量应该尽可能按照气象部门的标准执行。 本系统采用的标准气象箱要安装在气象部门规定的室外场地，见图 3-2环境温度检测示意图：。本监控系统的环境温度测量采用了 3支 Pt100-A级铂电阻温度传感器配套相应的温度变送器组成。采用 3支温度测量器件冗余配置是为了提高环境温度测量值的连续可靠性，确保为系统供热规划提供可靠的环境温度依据。203.3.2用户室温检测用户室温检测系统将用于对供热效果的抽样统计，抽样原则对应热力站的分布、每个热力站分别抽样 3 个用户作为调查对象、并且根据用户和热力站的
37、距离分为远、中、近选取。因此，对于 8 个热力站可以选择 24 个测温抽样用户。设计用户室温检测系统的目的是为了及时了解用户的实际供暖效果，确立用户室温作为供热计算机监控系统始终关注的焦点，达到及时调整热源供热量满足用户室温标准的科学供热目的。用户室温检测系统设计采用“电话室温检测系统”完成。因此，本供热计算机监控系统的系统结构本质为一套以环境温度为扰动输入、以供热效果为控制目标的闭环控制系统。3.3.3监控中心监控中心是本热网计算机监控系统的核心部分，由于它承担了对所有相关信息的综合分析处理和对全网提出运行建议，并实施控制执行等多项任务。因此，其硬件配置是围绕一台高性能计算机服务器配套通讯设
38、备和显示设备等组成的。其通讯方式采用 ADSL 与热力站的 LZK 热力站 PLC 控制柜通讯，实现数据采集与远程控制功能。图 3-3是监控结构示意图（同时给出了与其它外围设备的连接关系）百叶气象箱离地高度 1.5 米1号温度检测2号温度检测3号温度检测PLC图 3-2： 环境温度检测示意图21图 3-3 监控中心结构示意图室外温度采集局域网通讯网打印机操作员站监控中心操作员站服务器1#换热站 2#换热站 3#换热站 n#换热站其它监控计算机其它监控计算机ADSLADSL ADSLADSL ADSL22设备组成见下表：（设备完全可以利旧）序号 设备名称 规格型号 单位 数量 单价 合计1 服务
39、器 联想服务器 台 12 操作员站(工程师站) 联想商用机 台 23 显示器 联想液晶 19寸 台 24 打印机 HP laserjet P1008 台 15 室外气象箱 3温度冗余 台 16 操作台 台 17 16口交换机 D-Link DES-1016R 台 18 不间断电源 山特 2000VA 1h 台 19 监控中心软件 LZK-2008 套 110 合计3.3.4热力站监控系统热力站监控系统是由 LZK 热力站 PLC 控制柜以及现场各工艺仪表传感器等组成的一个完整系统。热力站系统的核心部件是 LZK 热力站 PLC 控制柜。它的主要作用是实现现场各工艺参数的采集存储和传输，执行上位
40、机的控制命令，完成本地控制以及安全保护和报警功能见图 3.4。图 3-4 LZK 热力站控制柜安装现场23LZK 热力站控制柜主要部件全部采用欧洲先进国家生产的 PLC 系列以及输入输出模块，该控制柜的稳定性和可靠性已经过了多年应用的验证。LZK 热力站控制柜的系统检测和控制点如下：五分支热力站（包括 3#热力站 和 6#热力站）1 一次网供水流量 原有2 二次网一分支供水流量 新增3 二次网二分支供水流量 新增4 二次网三分支供水流量 新增5 二次网四分支供水流量 新增6 二次网五分支供水流量 新增7 一次网回水流量 原有8 一次网供水温度 原有9 二次网供水温度 原有10 二次网一分支回水
41、温度 新增11 二次网二分支回水温度 新增12 二次网三分支回水温度 新增13 二次网四分支回水温度 新增14 二次网五分支回水温度 新增15 一次网回水温度 原有16 室外温度 原有17 一次网供水压力 原有18 二次网供水压力 原有19 二次网回水压力 原有20 一次网回水压力 原有21 一次网变频器频率反馈 原有22 二次网一分支变频器频率反馈 新增23 二次网二分支变频器频率反馈 新增24 二次网三分支变频器频率反馈 新增25 二次网四分支变频器频率反馈 新增26 二次网五分支变频器频率反馈 新增27 一次网变频器电流反馈 原有28 二次网一分支变频器电流反馈 新增29 二次网二分支变
42、频器电流反馈 新增30 二次网三分支变频器电流反馈 新增31 二次网四分支变频器电流反馈 新增32 二次网五分支变频器电流反馈 新增33 一次网循环泵运行状态 原有34 二次网一分支循环泵运行状态 新增35 二次网二分支循环泵运行状态 新增36 二次网三分支循环泵运行状态 新增37 二次网四分支循环泵运行状态 新增2438 二次网五分支循环泵运行状态 新增39 一次网循环泵故障报警 原有40 二次网一分支循环泵故障报警 新增41 二次网二分支循环泵故障报警 新增42 二次网三分支循环泵故障报警 新增43 二次网四分支循环泵故障报警 新增44 二次网五分支循环泵故障报警 新增45 一次网循环泵远
43、程就地 原有46 二次网一分支循环泵远程就地 新增47 二次网二分支循环泵远程就地 新增48 二次网三分支循环泵远程就地 新增49 二次网四分支循环泵远程就地 新增50 二次网五分支循环泵远程就地 新增51 一次网循环泵频率给定 原有52 二次网一分支循环泵频率给定 新增53 二次网二分支循环泵频率给定 新增54 二次网三分支循环泵频率给定 新增55 二次网四分支循环泵频率给定 新增56 二次网五分支循环泵频率给定 新增57 一次网循环泵启停 原有58 二次网一分支循环泵启停 新增59 二次网二分支循环泵启停 新增60 二次网三分支循环泵启停 新增61 二次网四分支循环泵启停 新增62 二次网
44、五分支循环泵启停 新增标配单站类型和 I/O测点统计AI DI AO DO实际点数 32 18 6 6主机架 32 32 8 16副机架 16 0 8 0控制器点数 48 32 16 16剩余 16 14 10 10I/O 点数余量比例 33% 44% 63% 63%25热力站新增仪表配置见下表:序号 设备名称 规格型号 单位 数量 单价 合计1 热力站无人值守控制柜 LZK/16-8-24-24 台 2ZWL-DN100 台 2ZWL-DN150 台 4ZWL-DN200 台 32 弯管流量计ZWL-DN250 台 13 温度组件 WBI 套 1013 热力站软件 LZK-2008 套 21
45、4 合计 六分支热力站（包括 4#热力站 和 5#热力站和 8#热力站）1 一次网供水流量 原有2 二次网一分支供水流量 新增3 二次网二分支供水流量 新增4 二次网三分支供水流量 新增5 二次网四分支供水流量 新增6 二次网五分支供水流量 新增7 二次网六分支供水流量 新增8 一次网回水流量 原有9 一次网供水温度 原有10 二次网供水温度 原有11 二次网一分支回水温度 新增12 二次网二分支回水温度 新增13 二次网三分支回水温度 新增14 二次网四分支回水温度 新增15 二次网五分支回水温度 新增16 二次网六分支回水温度 新增17 一次网回水温度 原有18 室外温度 原有19 一次网
46、供水压力 原有20 二次网供水压力 原有21 二次网回水压力 原有22 一次网回水压力 原有23 一次网变频器频率反馈 原有24 二次网一分支变频器频率反馈 新增25 二次网二分支变频器频率反馈 新增26 二次网三分支变频器频率反馈 新增27 二次网四分支变频器频率反馈 新增28 二次网五分支变频器频率反馈 新增29 二次网六分支变频器频率反馈 新增30 一次网变频器电流反馈 原有31 二次网一分支变频器电流反馈 新增2632 二次网二分支变频器电流反馈 新增33 二次网三分支变频器电流反馈 新增34 二次网四分支变频器电流反馈 新增35 二次网五分支变频器电流反馈 新增36 二次网六分支变频
47、器电流反馈 新增37 一次网循环泵运行状态 原有38 二次网一分支循环泵运行状态 新增39 二次网二分支循环泵运行状态 新增40 二次网三分支循环泵运行状态 新增41 二次网四分支循环泵运行状态 新增42 二次网五分支循环泵运行状态 新增43 二次网六分支循环泵运行状态 新增44 一次网循环泵故障报警 原有45 二次网一分支循环泵故障报警 新增46 二次网二分支循环泵故障报警 新增47 二次网三分支循环泵故障报警 新增48 二次网四分支循环泵故障报警 新增49 二次网五分支循环泵故障报警 新增50 二次网六分支循环泵故障报警 新增51 一次网循环泵远程就地 原有52 二次网一分支循环泵远程就地
48、 新增53 二次网二分支循环泵远程就地 新增54 二次网三分支循环泵远程就地 新增55 二次网四分支循环泵远程就地 新增56 二次网五分支循环泵远程就地 新增57 二次网六分支循环泵远程就地 新增58 一次网循环泵频率给定 原有59 二次网一分支循环泵频率给定 新增60 二次网二分支循环泵频率给定 新增61 二次网三分支循环泵频率给定 新增62 二次网四分支循环泵频率给定 新增63 二次网五分支循环泵频率给定 新增64 二次网六分支循环泵频率给定 新增65 一次网循环泵启停 原有66 二次网一分支循环泵启停 新增67 二次网二分支循环泵启停 新增68 二次网三分支循环泵启停 新增69 二次网四分支循环泵启停 新增70 二次网五分支循环泵启停 新增71 二次网六分支循环泵启停 新增27标配单站类型和 I/O测点统计AI DI AO DO实际点数 36 21 7 7主机架 32 32 8 16副机架 16 0 8 0控制器点数 48 32 16 16剩余 12 11
