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用ABB PLC帮助供热公司实现节能25%

文章出处:ABB变频器网络责任编辑:ABB变频器作者:ABB变频器人气:-发表时间:2019-12-07 09:10:00

热网SCADA监控系统

    集中供热系统由热源(首站)、一次网、热力站、二次网、用户系统组成。热力站作为热网系统面对用户的最后一级调节单元,热力站的控制效果直接决定热用户的采暖效果。热力站能量调节实质上是按照热用户需要的热量(负荷变化)调节热力站输出的热量,以便达到节能的目的。
    沈阳华城电气有限公司是专业从事工业自动化领域系统设计、开 发、集成及产品销售的高新技术企业,其工程项目在集中供热等行业得到广泛应用和用户的好评。本文介绍了中国沈阳华城电气为沈阳某热力公司的热网 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)监控系统,其中热力站 RTU(Remote Terminal Unit远程终端单元)核心采用的是ABB PLC和变频器。该系统具有对一次热网水利平衡系统的仿真计算及调节、各热力站运行的自动监控与调节等多项功能。由于各热力站运行实现智能化管理,可大大提高热网运行的安全可靠性,使得能耗及运行成本大为降低,热力站平均节能率可达25%以上。
节能降耗--ABB可以
    传统的热力站控制中,循环泵与补水泵一般都采用工频泵,系统在设计选型时已经决定了系统二次网的主要参数,因此系统的适应性、扩展性及各参数的精确调整均受到极大限制。一般都存在系统运行工况失调难以消除,造成用户冷热不均、热网失衡;供热参数未能在最佳工况下运行,供热量与需热量不匹配,具体表现在:
    (1)传统系统中循环泵采用工频泵,热力站二次网流量无法进行调整,从而造成热力站系统无法根据室外温度及实际供热需求来调整,造成资源浪费。
    (2)传统系统二次网的补水系统采用定压控制,热力站系统的供暖面积越来越大,二次网系统的水力损失较大。使得二次网的补水系统压力增大,补水频繁。
    (3)传统系统控制主要依靠人工调节,热网中各站冷热不均。远端客户热度不足,近端客户过热。
ABB PLC能够灵活的完成室外温度补偿、自动补水、温度调节、流量调节等自动控制环节,实现节能。
    (1)热力站系统根据全网控制中心下发的指令,调节一次网流量调节阀,从而实现全热网的热资源均匀分配。
    (2)二次网循环泵和补水泵运行频率根据相关温度压力的变化由PLC实现自动调节。补水泵的转速根据当前压力与目标压力的差值均匀调整,从而避免补水泵在启动和停止时对二次网系统的冲击。
    (3)电动调节阀的开度由 PLC 根据用户的回水温度来自动调节,以达到用户室内温度的要求。
减少了人工干预、实现了无人值守
    (1)我国现行的热网运行管理大部分仍处于手工操作阶段,影响了集中供热优越性的充分发挥。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;运行数据不全,难以实现量化管理。
    (2)通过热力站自动控制系统的投运,过去主要依靠人工调节的控制手段得到了彻底改善,热网的运行得到合理控制,实现了热力站的无人值守。
    (3)通过 PLC 实时采集换热站各运行参数,如:换热器的出水回水温度和压力、回水电动调节阀开度、水泵和电动调节阀运行状态等。
    (4)所有换热站的相关运行数据都要在调度室的IPC的监控画面上显示。可以任意调节系统所需的各种运行状态,例如:一、二次网供回水温度及温差,变频器最大最小运行频率等,并可随时查阅以往运行记录。根据用户要求可将当前参数以画面、曲线、报表的形式在屏幕上显示。
解决的问题
    (1)失调现象得到了有效地解决,消除了热网中各站冷热不均的现象。
    (2)按需供热、节能降耗,改变了不合理的小温差大流量运行方式,既保证了远端客户的供热需要又避免了近端用户的过热现象,直接提高了热网的供热效果。
ABB的方案
该热力公司的热力站RTU(共有21个 RTU)由下述设备组成 :
    (1)控制器:ABB AC500PLC (CPU及 I/O)
    -PM571-ETH
    -DC532 *2
    -AI523 *2
    -AX521 *1
    -AX522 *1
    (2)触摸屏:ABB CP440(CP440C-ETH)
    (3)网络设备
    (4)传感器、变送器、调节阀、变频器(ABB ACS510)等。
ABB PLC 和变频器为核心的方案具有下述功能:
    (1)采集过程参数:如温度、压力、流量、电流、转速及报警等信息,通过 ADSL 或 GPRS DTU 传送到监控中心;
    (2)根据从指挥中心(MCC)接收的室外温度指令,制定向用户供暖的输出目标值;
    (3)根据智能调节程序控制调节阀,调整换热器二次网供热量,从而保证用户室内温度不受室外气温的干扰;
    (4)依据供回水压差,在满足最不利点供水压力情况下,自动调节循环泵转速(调节二次网供水流量);
    (5)根据热网水利平衡软件计算出的指导数据,调节热力站一次网调节阀,通过该功能可以避免因抢水引起的换热机组间的不平衡状态,消弱极端情况下的峰值,有效的控制由于时间段等原因造成的浪涌现象。有利于提高换热效率,达到节能效果;
    (6)具有人机界面及操作单元,脱离监控中心可独立运行;
    (7)温度、压力、流量超限报警及变频报警功能。
    (8)补水泵的运行调节:依据回水母管压力,调节补水泵的转速(变频调速),保证热力系统的压力稳定,管内无气体发生。
    (9)补水箱液位自动控制和极限水位报警联锁停补水泵。
好处
    (1)ABB PLC控制器使整个系统稳定性得到可靠保证。
    (2)ABB PLC编程方便、环境人性化,能够脱机模拟调试。
    (3)高性价比,易于升级的系统面向未来。
    (4)通过内存卡过程数据的读写实现过程数据的保持,避免因锂电池寿命原因照成的过程数据丢失问题。

 

此文关键字:ABB PLC   PLC供热节能