Managementul sistemului de alimentare cu căldură. Sisteme automate de control al alimentării cu căldură

Ca parte a furnizării de echipamente de tablou electric, au fost furnizate dulapuri electrice și dulapuri de comandă pentru două clădiri (ITP). Pentru primirea și distribuirea energiei electrice la punctele de încălzire se folosesc dispozitive de intrare și distribuție, formate din cinci panouri fiecare (10 panouri în total). În panourile de intrare sunt instalate comutatoare, supresoare de supratensiune, ampermetre și voltmetre. Panourile ATS din ITP1 și ITP2 sunt implementate pe baza unităților de comutare de transfer automat. Panourile de distributie ASU contin dispozitive de protectie si comutare (contactoare, soft starter, butoane si lampi) ale echipamentelor tehnologice ale punctelor de incalzire. Toate întreruptoarele sunt echipate cu contacte de stare care indică oprirea de urgență. Aceste informații sunt transmise controlerelor instalate în dulapurile de automatizare.

Pentru monitorizarea și controlul echipamentului se folosesc controlere OWEN PLC110. La acestea sunt conectate modulele de intrare/ieșire OWEN MV110-224.16DN, MV110-224.8A, MU110-224.6U, precum și panourile tactile ale operatorului.

Lichidul de răcire este introdus direct în camera ITS. Alimentarea cu apă pentru alimentarea cu apă caldă, încălzirea și alimentarea cu căldură a încălzitoarelor de aer ale sistemelor de ventilație a aerului se realizează cu corecție în funcție de temperatura aerului exterior.

Afişa parametrii tehnologici, accidentele, starea echipamentelor și controlul dispecerării ITP se efectuează de la postul de lucru al dispecerilor din centrul de control central integrat al clădirii. Serverul de expediere stochează o arhivă a parametrilor de proces, a accidentelor și a stării echipamentelor ITP.

Automatizarea punctelor de încălzire asigură:

• menținerea temperaturii lichidului de răcire furnizat sistemelor de încălzire și ventilație în conformitate cu graficul de temperatură;
• menținerea temperaturii apei în sistemul ACM atunci când este furnizată consumatorilor;
• programare diverse conditii de temperatura pe ore ale zilei, zile ale săptămânii și sărbători;
• monitorizarea respectării valorilor parametrilor determinate de algoritmul tehnologic, susținând limitele parametrilor tehnologici și de urgență;
• controlul temperaturii lichidului de răcire returnat la rețeaua de încălzire a sistemului de alimentare cu încălzire conform unui program de temperatură dat;
• măsurarea temperaturii aerului exterior;
• menținerea unei anumite diferențe de presiune între conductele de alimentare și retur ale sistemelor de ventilație și încălzire;
• controlul pompelor de circulație conform unui algoritm dat:
  • pornit/oprit;
  • controlul echipamentelor de pompare cu convertizoare de frecvență folosind semnale de la un PLC instalat în dulapuri de automatizare;
  • comutare periodică principală/de rezervă pentru a asigura ore de funcționare egale;
  • comutare automată de urgență la o pompă de rezervă bazată pe controlul unui senzor de presiune diferențială;
  • menținerea automată a unei anumite căderi de presiune în sistemele de consum de căldură.
• controlul supapelor de reglare a lichidului de răcire în circuitele primare ale consumatorilor;
• controlul pompelor și supapelor pentru alimentarea circuitelor de încălzire și ventilație;
• stabilirea valorilor parametrilor tehnologici și de urgență prin sistemul de dispecerat;
• controlul pompelor de drenaj;
• monitorizarea stării intrărilor electrice pe fază;
• sincronizarea timpului controlerului cu timp uniform sisteme de expediere (SOEV);
• pornirea echipamentului după restabilirea alimentării cu energie în conformitate cu un algoritm dat;
• trimiterea de mesaje de urgență către sistemul de dispecerat.

Schimbul de informații între controlerele de automatizare și nivelul superior (stație de lucru cu software specializat de dispecerizare MasterSCADA) se realizează prin protocolul Modbus/TCP.

Articolul 18. Distribuția încărcăturii termice și gestionarea sistemelor de alimentare cu căldură

1. Repartizarea sarcinii termice a consumatorilor de energie termică din sistemul de alimentare cu căldură între cei care furnizează energie termică în acest sistem de alimentare cu căldură se realizează de către organismul autorizat în conformitate cu prezentul Lege federala pentru aprobarea schemei de alimentare cu energie termică, prin efectuarea de modificări anuale la schema de alimentare cu energie termică.

2. Pentru a distribui sarcina termică a consumatorilor de energie termică, totul organizații de furnizare a căldurii care dețin surse de energie termică într-un anumit sistem de alimentare cu căldură trebuie să prezinte organismului autorizat în conformitate cu prezenta lege federală să aprobe schema de alimentare cu căldură, o cerere care conține informații:

1) asupra cantității de energie termică pe care organizația de furnizare a căldurii se angajează să o furnizeze consumatorilor și organizațiilor de furnizare a căldurii într-un sistem de alimentare cu căldură dat;

2) asupra volumului de capacitate a surselor de energie termică pe care organizația de furnizare a căldurii se obligă să le mențină;

3) privind tarifele curente în domeniul furnizării de energie termică și prognoza costurilor variabile specifice pentru producția de energie termică, lichid de răcire și întreținere a energiei electrice.

3. Schema de alimentare cu energie termică trebuie să definească condițiile în care este posibilă furnizarea de energie termică consumatorilor din diverse surse de energie termică, menținând în același timp fiabilitatea furnizării de căldură. Dacă există astfel de condiții, repartizarea încărcăturii termice între sursele de energie termică se realizează pe bază de concurență în conformitate cu criteriul costurilor minime specifice variabile pentru producerea energiei termice prin surse de energie termică, determinate în modul stabilit prin tarifare. cadru în domeniul furnizării de căldură, aprobat de Guvern Federația Rusă, pe baza aplicațiilor din partea organizațiilor deținătoare de surse de energie termică, și a standardelor luate în considerare la reglementarea tarifelor în domeniul furnizării de energie termică pentru perioada de reglementare corespunzătoare.

4. În cazul în care organizația de furnizare a căldurii nu este de acord cu distribuția sarcinii de căldură efectuată în schema de alimentare cu căldură, are dreptul de a contesta decizia cu privire la această distribuție luată de organismul autorizat în conformitate cu prezenta lege federală să aprobe schema de furnizare a căldurii către organul executiv federal autorizat de Guvernul Federației Ruse.

5. Organizațiile de furnizare a căldurii și organizațiile de rețele de încălzire care funcționează în același sistem de alimentare cu căldură sunt obligate anual, înainte de începerea sezonului de încălzire, să încheie un acord între ele privind gestionarea sistemului de alimentare cu căldură în conformitate cu regulile de organizare a căldurii furnizare aprobată de Guvernul Federației Ruse.

6. Obiectul acordului specificat în partea 5 a acestui articol este procedura de acțiuni reciproce pentru a asigura funcționarea sistemului de alimentare cu căldură în conformitate cu cerințele prezentei legi federale. Termeni obligatorii din contractul menționat sunt:

1) determinarea subordonării serviciilor de dispecerizare a organizațiilor de furnizare de căldură și a organizațiilor de rețea de încălzire, procedura de interacțiune a acestora;

3) procedura de asigurare a accesului părților la acord sau, de comun acord al părților la acord, o altă organizație de încălzire a rețelelor pentru realizarea rețelelor de căldură și reglementarea funcționării sistemului de alimentare cu energie termică;

4) procedura de interacțiune între organizațiile de furnizare a căldurii și organizațiile de rețea de încălzire în situații de urgență și urgențe.

7. În cazul în care organizațiile de furnizare a energiei termice și organizațiile de rețele de încălzire nu au încheiat acordul specificat în prezentul articol, procedura de gestionare a sistemului de alimentare cu energie termică este determinată de acordul încheiat pentru perioada anterioară de încălzire, iar dacă un astfel de acord nu a fost încheiat anterior, procedura specificată este stabilită de organismul autorizat în conformitate cu prezenta lege federală pentru aprobarea schemei de alimentare cu căldură.

Siemens este un lider mondial recunoscut în dezvoltarea sistemelor energetice, inclusiv a sistemelor de alimentare cu apă și căldură. Este exact ceea ce face unul dintre Departamente Siemens - Tehnologii de constructii – „Automatizarea și siguranța clădirilor.” Compania oferă o gamă completă de echipamente și algoritmi pentru automatizarea cazanelor, punctelor de încălzire și stațiilor de pompare.

1. Structura sistemului de alimentare cu căldură

Oferă Siemens soluție cuprinzătoare pentru a crea sistem unificat managementul sistemelor urbane de alimentare cu apă și căldură. Complexitatea abordării constă în faptul că clienților li se oferă totul, de la efectuarea de calcule hidraulice ale sistemelor de alimentare cu căldură și apă până la sistemele de comunicații și expediere. Implementarea acestei abordări este asigurată de experiența acumulată a specialiștilor companiei, dobândită în tari diferite lume în timpul implementării diverselor proiecte în domeniul sistemelor de alimentare cu căldură în marile orașe din Centru și a Europei de Est. Acest articol discută structurile sistemelor de alimentare cu căldură, principiile și algoritmii de control care au fost implementați în timpul implementării acestor proiecte.

Sistemele de alimentare cu căldură sunt construite în principal conform unei scheme în 3 etape, ale cărei părți sunt:

1. Surse de căldură tipuri diferite, interconectate într-un singur sistem în buclă

2. Puncte de încălzire centrală (CHS), conectate la rețelele principale de încălzire cu temperatura ridicata lichid de răcire (130...150°C). În stația de încălzire centrală, temperatura scade treptat până la o temperatură maximă de 110 °C, în funcție de nevoile stației de încălzire. În sistemele mici, nivelul punctelor de încălzire centrală poate fi absent.

3. Puncte de încălzire individuale care primesc energie termică de la centralele termice și asigură alimentarea cu căldură a instalației.

Caracteristica fundamentală a soluțiilor Siemens este că întregul sistem se bazează pe principiul cablajului cu două țevi, care este cel mai bun compromis tehnic și economic. Această soluție face posibilă reducerea pierderilor de căldură și a consumului de energie electrică în comparație cu sistemele cu 4 țevi sau 1 țeavă cu priză deschisă de apă care sunt larg răspândite în Rusia, investițiile în modernizarea cărora fără a-și schimba structura nu sunt eficiente. Costurile de întreținere a unor astfel de sisteme sunt în continuă creștere. Între timp, exact efect economic este principalul criteriu de fezabilitate a dezvoltării și îmbunătățirii tehnice a sistemului. Este evident că atunci când se construiesc sisteme noi, trebuie luate soluții optime testate în practică. Dacă vorbim despre renovare majoră sisteme de alimentare cu căldură cu o structură neoptimă, este rentabil din punct de vedere economic să treceți la un sistem cu 2 conducte cu puncte de încălzire individuale în fiecare casă.

Atunci când asigură consumatorilor căldură şi apa fierbinte, societatea de administrare suportă costuri fixe, a căror structură este următoarea:

Costuri de generare a căldurii pentru consum;

pierderi în sursele de căldură din cauza metodelor imperfecte de generare a căldurii;

pierderi de căldură în rețeaua de încălzire;

R costurile cu electricitatea.

Fiecare dintre aceste componente poate fi redusă cu un management optim și cu utilizarea instrumentelor moderne de automatizare la fiecare nivel.

2. Surse de căldură

Se știe că pentru sistemele de încălzire sunt de preferat sursele mari de generare combinată de căldură și energie sau sursele în care căldura este un produs secundar, de exemplu, un produs al proceselor industriale. Pe baza unor astfel de principii a apărut ideea de încălzire centrală. Cazanele care funcționează cu diferite tipuri de combustibil sunt folosite ca surse de căldură de rezervă. turbine cu gazȘi așa mai departe. Dacă cazanele pe gaz servesc ca sursă principală de căldură, acestea trebuie să funcționeze cu optimizarea automată a procesului de ardere. Acesta este singurul mod de a realiza economii și de a reduce emisiile în comparație cu generarea de căldură distribuită în fiecare casă.

3. Stații de pompare

Căldura de la sursele de căldură este transferată la rețeaua principală retea de incalzire. Lichidul de răcire este pompat de pompe de rețea care funcționează continuu. Prin urmare, trebuie acordată o atenție deosebită selecției și metodei de funcționare a pompelor. Modul de funcționare al pompei depinde de modurile punctelor de încălzire. O scădere a debitului la centrala termică implică o creștere nedorită a presiunii pompei (pompe). O creștere a presiunii afectează negativ toate componentele sistemului. În cel mai bun caz, crește doar zgomotul hidraulic. În orice caz, energia electrică se pierde. În aceste condiții, un efect economic necondiționat este asigurat de controlul frecvenței pompelor. Sunt utilizați diverși algoritmi de control. În proiectarea de bază, controlerul menține o scădere constantă de presiune în pompă, variind viteza de rotație. Datorită faptului că odată cu scăderea debitului de lichid de răcire, pierderile de presiune în conducte sunt reduse (dependență pătratică), este posibilă și reducerea valorii setate (setată) a căderii de presiune. Acest tip de control al pompei se numește proporțional și poate reduce și mai mult costurile de funcționare a pompei. Control mai eficient al pompelor cu corectarea sarcinii pe baza unui „punct la distanță”. În acest caz, se măsoară căderea de presiune la punctele de capăt ale rețelelor principale. Valorile actuale ale presiunii diferențiale compensează presiunea la stația de pompare.

4. Puncte de încălzire centrală (CHS)

ÎN sisteme moderne Furnizarea de căldură a centralelor termice joacă un rol foarte important. Un sistem de alimentare cu căldură cu economie de energie ar trebui să funcționeze folosind puncte de încălzire individuale. Cu toate acestea, acest lucru nu înseamnă că stațiile centrale de încălzire vor fi închise: ele acționează ca un stabilizator hidraulic și, în același timp, împart sistemul de alimentare cu căldură în subsisteme separate. În cazul utilizării IHP, sistemele centrale de alimentare cu apă caldă sunt excluse din punctul central de încălzire. În acest caz, prin stația centrală de încălzire trec doar 2 conducte, separate printr-un schimbător de căldură, care separă sistemul de trasee principale de sistemul ITP. Astfel, sistemul ITP poate funcționa cu alte temperaturi ale lichidului de răcire, precum și cu presiuni dinamice mai mici. Acest lucru garantează funcționarea stabilă a ITP și, în același timp, implică o reducere a investițiilor în ITP. Temperatura de alimentare de la punctul central de încălzire este reglată în conformitate cu programul de temperatură în funcție de temperatura aerului exterior, ținând cont de limita de vară, care depinde de cererea sistemului de apă caldă menajeră din sistemul de încălzire și încălzire. Este despre privind reglarea preliminară a parametrilor lichidului de răcire, ceea ce permite reducerea pierderilor de căldură pe rutele secundare, precum și creșterea duratei de viață a componentelor de automatizare termică în ITP.

5. Puncte de încălzire individuale (IHP)

Funcționarea IHP afectează eficiența întregului sistem de alimentare cu căldură. ITP este o parte importantă din punct de vedere strategic a sistemului de alimentare cu căldură. Tranziția de la un sistem cu 4 țevi la un sistem modern cu 2 țevi nu este lipsită de provocări. În primul rând, aceasta implică necesitatea investițiilor, iar în al doilea rând, fără prezența unui anumit „know-how”, introducerea ITP poate, dimpotrivă, să crească costurile de operare. companie de management. Principiul de funcționare al ITP este că punctul de încălzire este situat direct în clădire, care este încălzită și pentru care se prepară apă caldă. În același timp, la clădire sunt conectate doar 3 conducte: 2 pentru lichid de răcire și 1 pentru alimentare cu apă rece. Astfel, structura conductelor sistemului este simplificată, iar în timpul reparațiilor planificate ale traseelor, se realizează imediat economii la așezarea conductelor.

5.1. Controlul circuitului de încălzire

Controlerul ITP controlează puterea termică a sistemului de încălzire, modificând temperatura lichidului de răcire. Valoarea de referință a temperaturii de încălzire este determinată de temperatura exterioară și curba de încălzire (control compensat în funcție de vreme). Curba de încălzire se determină ținând cont de inerția clădirii.

5.2. Inerția clădirii

Inerția clădirilor are o influență semnificativă asupra rezultatului controlului încălzirii în funcție de vreme. Un controlor ITP modern trebuie să ia în considerare acest factor de influență. Inerția unei clădiri este determinată de valoarea constantei de timp a clădirii, care variază de la 10 ore pentru casele cu panouri până la 35 de ore pentru casele din cărămidă. Controlerul ITP determină, pe baza constantei de timp de construcție, așa-numita temperatură „combinată” a aerului exterior, care este utilizată ca semnal de corecție în sistemul automat de control al temperaturii apei de încălzire.

5.3. Putere eoliana

Vântul afectează semnificativ temperatura camerei, în special în clădirile înalte situate în zone deschise. Un algoritm de corectare a temperaturii apei pentru încălzire, ținând cont de influența vântului, asigură economii de până la 10% la energie termică.

5.4 Limitarea temperaturii apei de retur

Toate tipurile de control descrise mai sus afectează indirect reducerea temperaturii apei de retur. Această temperatură este principalul indicator al funcționării economice a sistemului de încălzire. În diferite moduri de funcționare ale IHP, temperatura apei de retur poate fi redusă folosind funcții de limitare. Cu toate acestea, toate funcțiile de restricție presupun abateri de la condițiile confortabile, iar utilizarea lor trebuie să aibă un studiu de fezabilitate. În schemele de conectare a circuitelor de încălzire independente, cu funcționarea economică a schimbătorului de căldură, diferența de temperatură dintre apa de retur a circuitului primar și circuitul de încălzire nu trebuie să depășească 5°C. Eficiența costurilor este asigurată de funcția de limitare dinamică a temperaturii apei de retur ( DRT – diferența de temperatură pe retur ): când diferența de temperatură specificată între apa de retur a circuitului primar și circuitul de încălzire este depășită, regulatorul reduce debitul de lichid de răcire în circuitul primar. În același timp, sarcina de vârf scade și ea (Fig. 1).

Important serviciu publicîn orașele moderne este furnizarea de căldură. Sistemul de alimentare cu căldură servește la satisfacerea nevoilor populației pentru servicii de încălzire în clădiri rezidențiale și publice, alimentare cu apă caldă (încălzirea apei) și ventilație.

Un sistem urban modern de alimentare cu căldură include următoarele elemente principale: o sursă de căldură, rețele și dispozitive de transfer de căldură, precum și echipamente și dispozitive consumatoare de căldură - sisteme de încălzire, ventilație și alimentare cu apă caldă.

Sistemele urbane de alimentare cu căldură sunt clasificate după următoarele criterii:

• - gradul de centralizare;
• - tipul lichidului de răcire;
• - metoda de generare a energiei termice;
• - metoda de alimentare cu apa pentru alimentarea cu apa calda si incalzire;
• - numărul conductelor rețelei de încălzire;
• - o metodă de furnizare a consumatorilor cu energie termică etc.

De gradul de centralizare se disting sursele de încălzire doua tipuri principale:

• 1) sisteme centralizate furnizarea de căldură, care s-au dezvoltat în orașe și zone cu clădiri preponderent cu mai multe etaje. Dintre acestea putem evidenția: furnizarea centralizată de căldură foarte organizată, bazată pe producția combinată de căldură și energie electrică la centralele termice - termoficare și furnizare centralizată de căldură din centrale termice și centrale termice industriale;
• 2) furnizare descentralizată de căldură din instalațiile cazanelor casei mici (anexe, subsol, acoperiș), dispozitive individuale de încălzire etc.; În același timp, nu există rețele de încălzire și pierderi de energie termică asociate.

De tip de lichid de răcire Există sisteme de alimentare cu apă și abur. În sistemele de încălzire cu abur, aburul supraîncălzit acționează ca lichid de răcire. Aceste sisteme sunt utilizate în principal în scopuri tehnologice în industrie și generarea de energie. Pentru nevoile de alimentare cu încălzire municipală a populaţiei din cauza pericol crescut in timpul functionarii lor practic nu sunt folosite.

În sistemele de încălzire a apei, lichidul de răcire este apă caldă. Aceste sisteme sunt utilizate în principal pentru a furniza energie termică consumatorilor urbani, pentru furnizarea de apă caldă și încălzire, iar în unele cazuri pentru procese tehnologice. În țara noastră, sistemele de încălzire cu apă reprezintă mai mult de jumătate din toate rețelele de încălzire.

De metoda de generare a energiei termice distinge:

• - producerea combinată de căldură și electricitate la centrale termice. În acest caz, căldura aburului de apă termală de lucru este utilizată pentru a genera energie electrică atunci când aburul se extinde în turbine, iar apoi căldura rămasă a aburului de evacuare este folosită pentru a încălzi apa în schimbătoarele de căldură care alcătuiesc echipamentul de încălzire al centrala de cogenerare. Apa caldă este folosită pentru a furniza căldură consumatorilor urbani. Astfel, la o centrală termică, căldura cu potențial ridicat este folosită pentru a genera energie electrică, iar căldura cu potențial scăzut este folosită pentru furnizarea de căldură. Acesta este sensul energetic al producerii combinate de căldură și electricitate, care asigură o reducere semnificativă costuri specifice combustibil pentru producerea energiei termice și electrice;
• - generarea separată de energie termică, atunci când încălzirea apei în centralele de cazane (stații termice) este separată de producția de energie electrică.

De metoda de alimentare cu apa Pentru alimentarea cu apă caldă, sistemele de încălzire a apei sunt împărțite în deschise și închise. În sistemele de încălzire cu apă caldă, apa caldă este furnizată la robinetele de apă ale sistemului local de alimentare cu apă caldă direct din rețelele de încălzire. În sistemele închise de încălzire cu apă, apa din rețelele de încălzire este utilizată numai ca mediu de încălzire pentru încălzirea apei de la robinet în boilerele - schimbătoare de căldură (cazane), care apoi intră în sistemul local de alimentare cu apă caldă.

De numărul de conducte Există sisteme de alimentare cu căldură cu o singură conductă, două conducte și mai multe conducte.

De modalitate de a oferi consumatorilor energia termică diferă între sistemele de alimentare cu căldură cu o etapă și mai multe trepte - în funcție de schemele de conectare a abonaților (consumatorilor) la rețelele de încălzire. Nodurile pentru conectarea consumatorilor de căldură la rețelele de încălzire se numesc intrări de abonat. La intrarea abonatului din fiecare clădire, sunt instalate încălzitoare de apă caldă, lifturi, pompe, fitinguri și instrumente pentru a regla parametrii și debitul de lichid de răcire pentru încălzirea locală și dispozitivele de distribuție a apei. Prin urmare, intrarea abonatului este adesea numită punct de încălzire local (MTP). Dacă intrarea abonatului este construită pentru obiect separat, atunci se numește punct individual de încălzire (IHP).

Atunci când se organizează sisteme de alimentare cu căldură cu o singură etapă, consumatorii de căldură sunt conectați direct la rețelele de încălzire. O astfel de conectare directă a dispozitivelor de încălzire limitează limitele de presiune admisibile în rețelele de încălzire, deoarece presiune ridicata, necesar pentru transportul lichidului de răcire către consumatorii finali, este periculos pentru încălzirea caloriferelor. Din acest motiv, sistemele cu o singură treaptă sunt utilizate pentru a furniza căldură unui număr limitat de consumatori din casele de cazane cu o lungime scurtă a rețelei de încălzire.

În sistemele cu mai multe etape, între sursa de căldură și consumatori sunt amplasate încălzirea centrală (CHP) sau punctele de control și distribuție (CDP), în care parametrii lichidului de răcire pot fi modificați la cererea consumatorilor locali. Centralele de încălzire și distribuție sunt echipate cu unități de pompare și încălzire a apei, supape de control și siguranță, precum și instrumente concepute pentru a asigura un grup de consumatori dintr-un bloc sau regiune cu energie termică a parametrilor necesari. Cu ajutorul unităților de pompare sau de încălzire a apei, conductele principale (prima treaptă) sunt izolate hidraulic parțial sau complet de rețelele de distribuție (a doua treaptă). Din punctul central de încălzire sau din centrul de distribuție, lichidul de răcire cu parametri acceptabili sau stabiliți este furnizat prin conducte comune sau separate din a doua etapă către PTM-ul fiecărei clădiri pentru consumatorii locali. În același timp, în MTP se efectuează numai amestecarea prin lift a apei de retur de la instalațiile locale de încălzire, reglementarea locală a debitului de apă pentru alimentarea cu apă caldă și contorizarea consumului de căldură.

Organizarea izolației hidraulice complete a rețelelor de încălzire din prima și a doua etapă este cea mai importantă măsură pentru a crește fiabilitatea alimentării cu căldură și a crește distanța de transport a căldurii. Sistemele de alimentare cu căldură în mai multe etape cu stații centrale de încălzire și schimbătoare de căldură fac posibilă reducerea de zeci de ori a numărului de încălzitoare locale de apă caldă, pompe de circulație și regulatoare de temperatură instalate în MTP cu un sistem cu o singură treaptă. În centrala termică este posibil să se organizeze tratarea apei locale de la robinet pentru a preveni coroziunea sistemelor de alimentare cu apă caldă. În cele din urmă, la construirea unei stații centrale de încălzire și a unui centru de distribuție, costurile unitare de operare și costul de întreținere a personalului pentru întreținerea echipamentelor din MTP sunt reduse semnificativ.

Energia termică sub formă de apă caldă sau abur este transportată de la centrala termică sau cazanul către consumatori (cladiri de locuit, clădiri publice și întreprinderile industriale) prin conducte speciale - retele de incalzire. Traseul rețelelor de încălzire din orașe și alte localități ar trebui să fie prevăzut în benzile tehnice alocate rețelelor de inginerie.

Rețelele moderne de încălzire ale sistemelor urbane sunt structuri inginerești complexe. Lungimea lor de la sursă la consumatori este de zeci de kilometri, iar diametrul rețelei ajunge la 1400 mm. Rețelele de căldură includ conducte de căldură; compensatoare care percep prelungiri de temperatură; echipamente de oprire, control și siguranță instalate în camere sau pavilioane speciale; stații de pompare; puncte de termoficare (RTP) și puncte de încălzire (TP).

Rețelele de încălzire sunt împărțite în cele principale, așezate în direcțiile principale aşezare, distribuție - în cadrul unui bloc, microdistrict - și sucursale către clădiri individuale și abonați.

Diagramele rețelelor de căldură sunt de obicei folosite ca și radiale. Pentru a evita întreruperile în alimentarea cu căldură către consumator, se prevede conectarea rețelelor principale individuale între ele, precum și instalarea de jumperi între ramuri. ÎN orase mariîn prezența mai multor surse mari de căldură, rețelele de încălzire mai complexe sunt construite folosind o diagramă inelar.

Pentru a asigura funcționarea fiabilă a unor astfel de sisteme, este necesar să le construim ierarhic, în care întregul sistem este împărțit într-un număr de niveluri, fiecare având propria sa sarcină, scăzând în importanță de la nivel superior spre fund. Nivelul ierarhic superior este format din surse de căldură, următorul nivel - rețelele principale de încălzire cu RTP, cel inferior - rețelele de distribuție cu intrări de consumatori. Sursele de căldură furnizează apă caldă la o anumită temperatură și o anumită presiune rețelelor de încălzire, asigură circulația apei în sistem și mențin presiunea hidrodinamică și statică adecvată în acesta. Au stații speciale de tratare a apei unde se efectuează purificarea chimică și dezaerarea apei. Fluxurile principale de transport de căldură sunt transportate prin rețelele principale de încălzire către unitățile de consum de căldură. În RTP, lichidul de răcire este distribuit pe regiuni, iar în rețelele raionale se mențin regimuri hidraulice și termice autonome. Organizarea unei structuri ierarhice a sistemelor de alimentare cu căldură asigură controlabilitatea acestora în timpul funcționării.

Pentru a controla modurile hidraulice și termice ale sistemului de alimentare cu căldură, acesta este automatizat, iar cantitatea de căldură furnizată este reglată în conformitate cu standardele de consum și cu cerințele abonaților. Cea mai mare cantitate de căldură este cheltuită pentru încălzirea clădirilor. Sarcina de încălzire se modifică odată cu temperatura exterioară. Pentru a menține furnizarea de căldură în concordanță cu consumatorii, utilizează o reglare centrală la sursele de căldură. Obține Calitate superioară furnizarea de căldură folosind doar reglarea centrală nu este posibilă, prin urmare se utilizează o reglare automată suplimentară la punctele de încălzire și la consumatori. Consumul de apă pentru alimentarea cu apă caldă este în continuă schimbare, iar pentru a menține o alimentare stabilă cu căldură, modul hidraulic al rețelelor de încălzire este reglat automat, iar temperatura apei calde este menținută constantă și egală cu 65 ° C.

Printre principalele probleme sistemice Factorii care complică organizarea unui mecanism eficient pentru funcționarea furnizării de căldură în orașele moderne includ următorii:

• - uzura fizică și morală semnificativă a echipamentelor sistemului de alimentare cu căldură;
• - nivel inalt pierderi în rețelele de încălzire;
• - o lipsă masivă de dispozitive de contorizare a căldurii și regulatoare de alimentare cu căldură în rândul locuitorilor;
• - încărcături termice supraestimate în rândul consumatorilor;
• - imperfecțiunea cadrului normativ și legislativ.

Echipamentele întreprinderilor de inginerie termică și ale rețelelor de încălzire sunt în medie în Rusia grad înalt uzura, ajungand la 70%. Numărul total de cazane de încălzire este dominat de cele mici, ineficiente; procesul de reconstrucție și lichidare a acestora decurge foarte lent. Creșterea capacității termice rămâne anual în urma sarcinilor în creștere de 2 ori sau mai mult. Din cauza întreruperilor sistematice în furnizarea de combustibil pentru cazane în multe orașe, anual apar dificultăți serioase în furnizarea de căldură a zonelor rezidențiale și a caselor. Pornirea sistemelor de încălzire în toamnă durează câteva luni, „subîncălzirea” spațiilor rezidențiale în perioada de iarna au devenit norma, nu excepția; Rata de înlocuire a echipamentelor este în scădere, iar cantitatea de echipamente deteriorate este în creștere. Acest lucru predeterminat anul trecut o creștere bruscă a ratei de accidente a sistemelor de alimentare cu căldură.

Articolul este dedicat utilizării sistemului SCADA Trace Mode pentru controlul online și de la distanță al instalațiilor de încălzire centralizată a orașului. Unitatea în care a fost implementat proiectul descris este situată în sudul regiunii Arhangelsk (orașul Velsk). Proiectul prevede monitorizarea operațională și managementul procesului de pregătire și distribuire a căldurii pentru încălzire și furnizarea apei calde la unitățile de viață ale orașului.

CJSC „SpetsTeploStroy”, Yaroslavl

Enunțarea problemei și a funcțiilor necesare sistemului

Scopul pe care îl avea compania noastră era să construiască rețea principală pentru a furniza căldură în cea mai mare parte a orașului folosind metode avansate de construcție, unde s-au folosit conducte preizolate pentru a construi rețeaua. În acest scop, au fost construite cincisprezece kilometri de rețele principale de încălzire și șapte puncte de încălzire centrală (CHS). Scopul centralei termice este utilizarea apei supraîncălzite din GT-CHP (conform programului 130/70 °C), pregătirea lichidului de răcire pentru rețelele de încălzire intra-bloc (conform programului 95/70 °C) și încălziți apa la 60 °C pentru nevoile de alimentare cu apă caldă menajeră (alimentare cu apă caldă), Centrala termică funcționează după o schemă independentă, închisă.

La stabilirea problemei, au fost luate în considerare multe cerințe pentru a asigura principiul de economisire a energiei de funcționare a centralei termice. Iată câteva dintre cele deosebit de importante:

Efectuați controlul în funcție de vreme a sistemului de încălzire;

Mentinerea parametrilor ACM la un nivel dat (temperatura t, presiunea P, debitul G);

Menține parametrii fluidului de încălzire la un nivel dat (temperatura t, presiunea P, debitul G);

Organizați contorizarea comercială a energiei termice și a lichidului de răcire în conformitate cu reglementările în vigoare documente de reglementare(ND);

Furnizați AVR ( intrare automată rezerva) pompe (retea si apa calda menajera) cu egalizarea duratei de viata a motorului;

Corectați parametrii de bază folosind calendarul și ceasul în timp real;

Efectuează transfer periodic de date către centrul de control;

Efectuează diagnosticarea instrumentelor de măsură și a echipamentelor de operare;

Lipsa personalului de serviciu la centrala termica;

Monitorizați și informați prompt personalul de service cu privire la apariția situațiilor de urgență.

Ca urmare a acestor cerințe, au fost determinate funcțiile sistemului operațional de telecomandă creat. Au fost selectate instrumente de automatizare de bază și auxiliare și de transmisie a datelor. A fost selectat un sistem SCADA pentru a asigura operabilitatea sistemului în ansamblu.

Funcții de sistem necesare și suficiente:

1_Funcții de informare:

Măsurarea și controlul parametrilor tehnologici;

Alarma si inregistrarea abaterilor parametrilor de la limitele stabilite;

Formarea și distribuirea datelor operaționale către personal;

Arhivarea și vizualizarea istoricului parametrilor.

2_Funcții de control:

Reglarea automată a parametrilor importanți ai procesului;

Control de la distanță a dispozitivelor periferice (pompe);

Protecție și blocare tehnologică.

3_Funcții de service:

Autodiagnosticarea complexului software și hardware în timp real;

Transferul datelor către centrul de control conform unui program, la cerere și la apariția unei situații de urgență;

Testarea performanței și funcționarea corectă dispozitive de calculși canale de intrare/ieșire.

Ceea ce a influențat alegerea instrumentelor de automatizare

si software?

Alegerea principalelor instrumente de automatizare s-a bazat în principal pe trei factori - preț, fiabilitate și versatilitate de configurare și programare. Da, pentru muncă independentă Pentru centrala termică și pentru transmisia datelor au fost alese controlere liber programabile din seria PCD2-PCD3 de la Saia-Burgess. Pentru crearea unei camere de control s-a ales sistemul SCADA domestic Trace Mode 6. Pentru transmiterea datelor s-a decis folosirea unui sistem convențional comunicare celulară: utilizați un canal vocal obișnuit pentru transmiterea de date și mesaje SMS pentru a notifica prompt personalul despre apariția situațiilor de urgență.

Care este principiul de funcționare al sistemului

și caracteristicile implementării controlului în modul Trace?

Ca și în cazul multor sisteme similare, functii de management pentru influența directă asupra mecanismelor de reglementare se acordă nivelului inferior, iar controlul întregului sistem în ansamblu este acordat nivelului superior. Omit în mod deliberat descrierea funcționării nivelului inferior (controlerelor) și a procesului de transfer de date și merg direct la descrierea celui superior.

Pentru ușurință în utilizare, camera de control este dotată cu un computer personal (PC) cu două monitoare. Datele din toate punctele circulă către controlerul de expediere și sunt transmise prin interfața RS-232 către un server OPC care rulează pe un PC. Proiectul este implementat în Trace Mode versiunea 6 și este conceput pentru 2048 de canale. Aceasta este prima etapă de implementare a sistemului descris.

O caracteristică specială a implementării sarcinii în modul Trace este încercarea de a crea o interfață cu mai multe ferestre cu capacitatea de a monitoriza procesul de alimentare cu căldură on-line, atât pe harta orașului, cât și pe diagramele mnemonice ale punctelor de încălzire. Utilizarea unei interfețe cu mai multe ferestre ne permite să rezolvăm problemele de afișare a unei cantități mari de informații pe afișajul dispecerului, care trebuie să fie suficiente și în același timp neredundante. Principiul unei interfețe cu mai multe ferestre vă permite să aveți acces la orice parametri de proces în conformitate cu structura ierarhică a ferestrelor. De asemenea, simplifică implementarea sistemului la fața locului, deoarece o astfel de interfață aspect Este foarte asemănător cu familia de produse Microsoft utilizată pe scară largă și are hardware de meniu și bare de instrumente similare care sunt familiare oricărui utilizator de computer personal.

În fig. 1 arată ecranul principal al sistemului. Afișează schematic rețeaua principală de încălzire indicând sursa de căldură (CHP) și punctele de încălzire centrală (de la primul până la al șaptelea). Ecranul afișează informații despre apariția situațiilor de urgență la instalații, temperatura curentă a aerului exterior, data și ora ultimei transmisii de date din fiecare punct. Obiectele de alimentare cu căldură sunt echipate cu vârfuri pop-up. Când apare o situație anormală, obiectul de pe diagramă începe să „clipească”, iar în raportul de alarmă apar o înregistrare a evenimentului și un indicator roșu intermitent lângă data și ora transmiterii datelor. Este posibil să vizualizați parametrii termici măriți pentru centralele termice și pentru întreaga rețea de încălzire în ansamblu. Pentru a face acest lucru, trebuie să dezactivați afișarea listei de rapoarte de alarmă și avertizare (butonul „OT&P”).

Orez. 1. Ecranul principal al sistemului. Amenajarea instalațiilor de alimentare cu căldură în Velsk

Trecerea la o diagramă mimica punct de încălzire este posibil în două moduri - trebuie să faceți clic pe pictograma de pe harta orașului sau pe butonul cu inscripția punctului de încălzire.

Schema de mime a punctului de încălzire se deschide pe al doilea ecran. Acest lucru se face atât pentru comoditatea monitorizării situației specifice la centrala termică, cât și pentru monitorizarea stării generale a sistemului. Pe aceste ecrane, toți parametrii controlați și reglabili sunt vizualizați în timp real, inclusiv parametrii care sunt citiți din contoarele de căldură. Toate echipamente tehnologice iar instrumentele de măsură sunt prevăzute cu tooltips în conformitate cu documentația tehnică.

Imaginea echipamentelor și a echipamentelor de automatizare de pe diagrama mnemonică este cât mai apropiată de aspectul real.

La următorul nivel al interfeței cu mai multe ferestre, puteți controla direct procesul de transfer de căldură, puteți modifica setările, puteți vizualiza caracteristicile echipamentului de operare și puteți monitoriza parametrii în timp real cu un istoric al modificărilor.

În fig. Figura 2 prezintă o interfață cu ecran pentru vizualizarea și controlul principalului echipament de automatizare (controler și calculator de căldură). Pe ecranul de control al controlerului, este posibil să schimbați numerele de telefon pentru trimiterea de mesaje SMS, să interziceți sau să permiteți transmiterea de mesaje de urgență și informații, să controlați frecvența și cantitatea de transmisie a datelor și să setați parametrii pentru autodiagnosticarea instrumentelor de măsură. Pe ecranul contorului de căldură, puteți vizualiza toate setările, puteți modifica setările disponibile și puteți controla modul de schimb de date cu controlerul.

Orez. 2. Ecrane de control pentru contorul de căldură „Vzlyot TSriv” și controlerul PCD253

În fig. Figura 3 prezintă panouri pop-up pentru echipamentele de control (supapă de control și grupuri de pompe). Aceasta afișează starea curentă a acestui echipament, informații despre eroare și unii parametri necesari pentru autodiagnosticare și testare. Astfel, pentru pompe, parametrii foarte importanți sunt presiunea de funcționare în uscat, timpul dintre defecțiuni și întârzierea la pornire.

Orez. 3. Panou de control pentru grupuri de pompe și supapă de control

În fig. Figura 4 prezintă ecrane pentru monitorizarea parametrilor și buclele de control în formă grafică cu posibilitatea de a vizualiza istoricul modificărilor. Toți parametrii controlați ai punctului de încălzire sunt afișați pe ecranul de parametri. Sunt grupate după semnificația lor fizică (temperatura, presiunea, debitul, cantitatea de căldură, puterea termică, iluminatul). Ecranul bucle de control afișează toate buclele de control al parametrilor și afișează valoarea curentă a parametrului setat ținând cont de zona moartă, poziția supapei și legea de control selectată. Toate aceste date de pe ecrane sunt împărțite în pagini, similar designului general acceptat în aplicațiile Windows.

Orez. 4. Ecrane pentru afișarea grafică a parametrilor și a circuitelor de control

Toate ecranele pot fi mutate pe spațiul a două monitoare, realizând mai multe sarcini simultan. Toți parametrii necesari pentru funcționarea fără probleme a sistemului de distribuție a căldurii sunt disponibili în timp real.

Cât timp a durat dezvoltarea sistemului?cati dezvoltatori au fost?

Partea de bază a sistemului de expediere și control în modul Trace a fost dezvoltată în termen de o lună de autorul acestui articol și lansată în orașul Velsk. În fig. Este prezentată o fotografie din camera de control temporară în care sistemul este instalat și în funcțiune de probă. În acest moment, organizația noastră pune în funcțiune un alt punct de încălzire și o sursă de căldură de urgență. În aceste facilități este proiectată o cameră de control specială. După punerea în funcțiune, toate cele opt puncte de încălzire vor fi incluse în sistem.

Orez. 5. Temporar la locul de muncă dispecer

În timpul funcționării sistemului automat de control al procesului, din serviciul de expediere apar diverse comentarii și sugestii. Astfel, sistemul este actualizat constant pentru a îmbunătăți proprietățile operaționale și confortul dispecerului.

Care este efectul implementării unui astfel de sistem de management?

Avantaje și dezavantaje

În acest articol, autorul nu își propune să evalueze efectul economic al implementării unui sistem de management în cifre. Cu toate acestea, economiile sunt evidente datorită reducerii personalului implicat în întreținerea sistemului și reducerii semnificative a numărului de accidente. În plus, impactul asupra mediului este evident. De asemenea, trebuie remarcat faptul că implementarea unui astfel de sistem vă permite să răspundeți rapid și să eliminați situațiile care pot duce la consecințe neprevăzute. Perioada de rambursare a întregului complex de lucrări (construcție rețea de încălzire și puncte de încălzire, instalare și punere în funcțiune, automatizare și dispecerizare) pentru client va fi de 5-6 ani.

Avantajele unui sistem de control de lucru pot fi citate:

Reprezentarea vizuală a informațiilor pe o imagine grafică a unui obiect;

În ceea ce privește elementele de animație, acestea au fost adăugate special în proiect pentru a îmbunătăți efectul vizual al vizionării programului.

Perspective de dezvoltare a sistemului