培训教材资料

包头第二热电厂热力部集中供热热网监控系统系统培训唐山力元科技有限公司集中供热发展史集中供热系统概述热网监控系统原理及功能概述无人职守换热站系统原理功能概述热网监控系统给供热企业带来的效益及价值培训大纲集中供热发展史集中供热的方式始于1877年。当时美国纽约的洛克波特建成了第一个区域性锅炉房向附近14家用户供热。1880年又利用带动发电机的往复式蒸汽机排汽供热。20世纪初，一些国家发展了热电站，实行热电联产,利用蒸汽轮机的抽汽或排汽供热,以后又利用内燃机和燃气轮机的排气供热。第二次世界大战后，苏联、联邦德国以及东欧一些国家的集中供热发展较快。1973年以来，由于能源供应紧张、燃料价格大幅度上涨，为了节约能源，改善环境，有更多国家重视和加快集中供热的发展。苏联生产和生活总热量的70％取自集中供热,丹麦有1/3以上的建筑物用集中供热。中国的城市集中供热，自20世纪50年代以来有较大发展，先后在长春、吉林和北京等城市建立了热电站，向附近工厂和职工宿舍以及城市的民用建筑供应生产和生活用热。集中供热发展史1981年以后，中央提出到2000年工农业总产值翻两番，人民生活提高到小康水平的宏伟战略目标，在能源政策上提出了节约和开发并重方针，在节约能源上采取一系列措施，积极鼓励热电联产集中供热，中央及各级地方政府中设置了节能机构，国务院建立了节能办公会议制度，国家计委在计划安排上专列了“重大节能措施”投资，支持热电厂项目建设。经过约20年的努力，到2001年底，全国共有664个设市城市，其中已有286个城市建集中供热设施，占42.18%，2001年底中国集中供热的供热能力：蒸汽72242吨/时，热水126249兆瓦/时。供热量：蒸汽37655万GJ/年，热水100192万吉焦/年。2001年底全国集中供热面积为146329万/平米。热力管道总长度已达蒸汽9183公里，热水43926公里，东北、华北、西北地区，集中供热面积约占全国集中供热面积的80%，热化率30%，全国集中供热从业人员共22万人，2001年到现在为止，我国的集中供热面积正以亿为单位的供热面积递增!(1)节能：2001年全国6000KW以上供热机组共3184万KW，热电联产节约标煤量达2500万吨，若标煤按250元/吨计算，则年节煤效益为62.5亿元。(2)改善环境：质量分散供热的小锅炉一般是单台容量小，烟囱低，除尘效果差，有的小锅炉甚至无正规的除尘设备。而热电厂的锅炉容量大、热效率高、烟囱高、除尘效率高。一般可在90%以上，最近几年推广使用的循环流化床电站锅炉还可在炉内脱硫更有利于环境保护。(3)缓和当地的电力紧张：以前由于多种原因造成电力工业的发展赶不上国民经济的发展，长时期大范围地形成电力紧张的局面。近年才得到缓和，热电联产的建设有效地缓和了当地电力紧张的被动情况，有的热电厂已形成当地的重要电源点。热电厂都建在热负荷中心，区域热电厂的上网电量也在就近消化，而电力系统的大型电厂则要远距离输电，由热电厂供电减少的线路损失也是可观的经济效益。(4)提高供热质量，发展生产，改善人民生活。分散小锅炉房由于设备条件限制和煤质变化，不易保证供热质量，压力和温度的波动会影响工艺生产。居民采暖的小锅炉，一般为间断供热，供热时间短，温度低，热电厂集中供热为连续运行，稳定可靠供热质量高。(5)为灰渣综合利用创造了有利条件：分散供热时灰渣不好集中利用，热电联产则为灰渣综合利用创造了有利条件。(6)节约宝贵的城建占地集中供热的优越性返回集中供热系统概述一、集中供热系统由三大部分组成：一次网二次网热源热用户热网换热站2.集中供热管网：根据所输送介质不同分为：热水热网和蒸汽热网按照线路上平行敷设管子数的不同分为：单管、双管和多管系统按照热水热网的是否直接耗用其中水量分为：开式系统和闭式系统3.热用户：直接享受热能的居民小区，工厂，商店，及其它公共场合等1.集中供热热源：热电联产的电厂，集中锅炉房，工业与其他余热，地热，核能，太阳能，热泵等集中供热系统概述二、集中供热系统工作原理1.重力循环系统：重力循环系统的工作原理是当系统充满水后，水在锅炉中被加热，温度上升，此时水的密度减小，而水向上流动至散热器内并散热，散热后的水温降低，密度增加，使系统内部压力不平衡，促使水在系统内流动并不断地循环。2.机械循环系统：靠循环水泵为动力，使热水在系统内散热后，返回锅炉内继续加热的循环系统称为机械循环系统。在循环泵的动力作用下，使系统由静态水变为动态水。按系统循环动力的不同可分为:1.低温水供暖系统2.高温水供暖系统按热媒温度的不同可分为：集中供热系统概述一次管网循环：汽轮机采暖抽汽经设在厂内首站的热网系统汽水换热器对热网水进行加热。加热后的热网水从厂内首站汽水换热器水侧经由厂内的热网水泵将加热的供暖热水送入主管网及一次管网、各供暖热力站，高温水在各供暖热力站经板式水水换热器进行换热后的低温水再返回到厂内首站热网汽水换热器水侧进行循环加热，此为密闭循环系统，水质为优质软化水。机械循环热水供暖系统与重力循环系统的主要差别是在系统中设置了循环水泵，靠水泵的机械能，使水在系统中强制循环。在机械循环系统中，设置了循环水泵，增加了系统的经常运行电费和维修工作量；但由于水泵所产生的作用压力很大，因而供暖范围可以扩大。机械循环热水供暖系统不仅可用于单幢建筑物中。也可以用于多幢建筑，甚至发展为区域热水供暖系统。机械循环热水供暖系统成为应用最广泛的一种供暖系统。集中供热系统概述机械循环系统原理二次管网循环：供暖区域二次管网内的低温水经热力站的循环水泵送入板式水-水换热器进行热交换，换热后的高温水至分水器进行热流量再分配到热用户的散热器，从热用户散热器返回的低温水汇集到热力站内的集水器然后再循环水泵重复循环加热，此为密闭循环系统，水质为优质软化水或经加药后的处理水。集中供热热网监控系统系统介绍集中供热热网监控系统，是集自动控制技术、现代计算机技术、通讯技术及测控技术于一体，针对供热系统热源、换热站、管网、终端用户进行监控的信息化管理平台，是集中供热热网实现现代化管理的一个必不可少的组成部分。系统通过对集中供热热网中一次网、二次网、热力站等各种运行数据采集、监测，系统自动运算、分析，然后自动输出调节控制信号，使整个热网系统达到优化运行，安全运行，安稳运行，高效运行，节能运行。系统具有安全可靠、灵活高效、易维护、可扩展等特点，为推动优质供热、安全运行、经济节能、环境保护做出贡献。特点：无人值守、远程监控、工作调度、热网平衡、经济节能。一、热网调度中心：1.服务器、计算机、网络交换机、电话机、打印机等2.系统软件，数据库软件，应用软件等。二、讯网络：1.无线通讯：GPRS/CDMA2.有线通讯：光纤、ADSL三、无人职守换热站控制系统：1.现场控制柜（变频柜）2.供热机组控制器(PLC)3.测控仪表（压力、温度传感器，电调阀，热量表，流量计等）四、热用户室内温度监测1.无线室温采集仪集中供热热网监控系统系统组成热网监控系统示意图热网监控系统软件包括操作系统软件和应用软件两大部分。操作系统软件选用美国Microsoft公司的WindowsServer2008，管理计算机的系统资源，为用户提供使用计算机及其外部设备的接口。应用软件开发，基于热力公司热网的实际要求，并采用模块化（功能模块）结构，开发效率高、维护方便、灵活性强、扩充性强（换热站数量可扩充），使最终用户无需编写语句指令程序，是真正面向用户开发的应用程序。应用软件采用.NET框架，B/S结构，WEB浏览，开发工具采用C#语言，数据库软件采用SQL-server，监控软件基于GIS地理信息平台，适于本工程实际需要的模块化、结构化应用软件，使系统更适应功能的增加和规模的扩充；软件采用成熟的标准汉化系统，人机界面友好，操作方便，显示的画面和打印的文件清晰醒目。一、监控中心监控系统软件介绍1.对整个集中供热系统运行工况的实时监控、数据采集和集中控制功能。监控中心实时从热网及各个换热站采集运行工况参数，为优化、调节热网的平衡供热提供依据，对各换热站的控制变量如改变供热曲线、通过调节二次供水温度调节一次流量、通过调节循环泵变频器调节二次流量等、通过控制补水泵调节补水压力，使热网在保证供热质量的前提下，节能运行。2.监控中心工作站能对本地监控站进行参数组态，包括修改温度控制参数的给定值、控制模式及比例系数和积分系数等控制参数。监控中心根据热网参数对各换热站的设定参数进行重新设定或调节，如循环泵变频器参数设定、补水泵的补水压力给定值、一次调节阀开度上、下限设定等。一、监控中心监控系统软件实现的功能3.监控中心工作站能对本地监控站进行循环泵、补水泵的远程停止。4.实时接收本地监控站传来的各种实时数据及故障报警信息，报警信息级别高于其他采集信息，并在工作站显示器上推出报警界面。5.监控中心能对各站的供热模式及供热曲线进行修改，从而控制各站的用热量，使整个热网平衡运行。6.问控制功能：（即操作员进行参数设置时，必须进行登陆、输入密码并通过身份验证）。7.对采集到的数据进行统计、分析，形成表格、曲线、图形，以便工作人员工作使。一、监控中心监控系统软件实现的功能系统登陆界面一、监控中心监控系统软件操作说明地理信息界面一、监控中心监控系统软件操作说明一、监控中心数据实时显示界面监控系统软件操作说明一、监控中心历史数据查询监控系统软件操作说明一、监控中心热力站数据监控界面监控系统软件操作说明一、监控中心数据报表界面监控系统软件操作说明一、监控中心历史曲线分析界面监控系统软件操作说明一、监控中心实时报警对话框监控系统软件操作说明一、监控中心远程参数设置界面监控系统软件操作说明一、监控中心巡检考勤记录界面监控系统软件操作说明本系统采用中国移动作为网络运营商，为监控中心主干网络提供专线，构建固定IP网络，同时为各换热站自控系统提供GPRS无线数据网络，即APN虚拟专用网络，虚拟专用网络我们可以把它理解成是虚拟出来的企业内部专线。它可以通过特殊的加密的通讯协议在连接在该网络内部的位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专有的无线通讯线路，就好比是架设了一条专线一样，但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路。下面所有的热力站通过GPRS无线通讯模块将所采集数据上传到中国移动GPRS－APN虚拟网。为了保障数据的实时性，在监控中心使用了2M光纤进入，直接从移动数据中心采数据，这样保障了数据的实时性。监控中心与各换热站的数据传输通过GPRS无线虚拟网进行通讯，数据可上传或下载，即数据双向传输。各换热站自控系统通讯模块GPRS-MODEM设有绑定IP,由调度中心的一台工作站兼作通讯服务器在每次换热站姿控系统开机时为其自动设置IP。二、通讯网络通讯网络介绍二、通讯网络通讯网络介绍GPRS是通用分组无线业务(GeneralPacketRadioService)的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的一种新的承载业务，目的是为GSM用户提供分组形式的数据业务。GPRS采用与GSM同样的无线调制标准、同样的频带、同样的突发结构、同样的跳频规则以及同样的TDMA帧结构，这种新的分组数据信道与当前的电路交换的话音业务信道极其相似。因此，现有的基站子系统(BSS)从一开始就可提供全面的GPRS覆盖。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。GPRS理论带宽可达171.2Kb/s，实际应用带宽大约在10~70Kb/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用。GPRS是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP。GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用，数据传输速率高达160Kbp