换热站电气工程管理浅析

王健

摘要：通过对电气自动化在供热节能工作中的应用情况进行分析，可以进一步清晰电气自动化对于供热工作的重要性，有效提高供热质量的同时还可以提高供热效率，实现对资源的综合应用。热力企业应根据自身的需求合理引入对应的控制技术方案，在平衡经济性以及成本后，合理配置对应的电气自动化控制方案。

关键词：换热站；电气工程；管理

前言

随着国民经济发展，政府逐步扩大内需，加大节能减排力度，电气自动化对供热行业的影响越发重要。搞好集中供热，需要全面提升相关技术水平，其中电气自动化对于保证优质供热、安全运行、环境保护、经济节能方面具有非常重要的作用。

1电气工程在换热站中的必要条件

电气工程（包括强电和弱电工程）是整个换热站的重要组成部分，随着换热站自控化程度的提高，电气工程的地位和作用也越来越重要，直接关系到整个换热站的质量、投资和预期效果、设备投入使用后的使用功能,包括能否提高劳动生产率，降低劳动强度，改善工作人员的劳动条件，特别是要保证安全性。

2供热节能自动控制系统的构成

2.1供热节能自动控制系统总体架构

供热自动控制系统由现场控制单元、系统监控中心、数据通讯系统、传感器、电动调节阀、电气设备和仪表组成，以上几部分联合工作,整个系统实现自动化运行。系统原则上可按6层结构,通过电信局域网连接到系统监控中心。各层内容为：第一，机电设施层：热力站的水泵、供热管网、电机、动力控制柜等；第二，就地仪表层：电动执行机构、就地仪表、变频调速器、阀门等；第三，现场控制层：智能控制模块；第四，通信网络层：电信局域网通信网络；第五，中央监控层：是集中供热自动化控制的核心系统，可实现全网运行统一监控，接收热力站故障报警；达到节能、安全、环保，同时可保障供热质量；第六，信息管理层：通过信息管理层实现全网调度指挥、事故报警处理。信息管理层作为计算机信息网络，合理利用信息管理层，可实现供热科学管理。

2.2节能自控系统的组成

计算机监控系统可实现实时、全面监控各热力站运行状况，通过预测用户用热量，调节热源流量、温度，可满足全网热量均衡、降低供热能耗。监控系统由三部分组成：

2.2.1控制（监控)中心

控制中心是供热节能系统自动控制系统的核心，通过中央监控层统一监控全网运行，掌握和控制全系统设备的运行状态，保证供热管网或个体建筑按设定温度曲线运行。监控管理机把热力站站内各数据参数反馈回调度中心，调度中心主机具有记录分析历史数据、查询数据、趋势曲线、故障报警、追忆事故等功能。控制中心的设备包括监控主机,显示器，打印机，网络交换机，路由器以及系统控制软件、系统管理数据库，系统组态软件、WEB数据发布软件等等。

2.2.2热力站

在各热力站设置现场自动控制单元，实现运行参数、运行状态参数及故障信号等各类参数的采集：采集现场一次、二次网运行参数，包括供回水压力、温度、流量、热量；采集变频器转速、状态、故障；采集循环水泵及补水泵工作状态、故障;水箱液位监测；阀门开度监测；存储，可按多种程序设定控制模式，调控站内循环泵、补水泵、电动调节阀等设备，确保这些设备在设定范围内运行。值班巡检人员可通过人机操作界面，监视、控制及操作站内设备。电信局域网络保持与控制中心主机进行双向数据通讯,把一、二次网供回水温度、压力、流量、水泵变频器转速、电动调节阀阀门开度、故障、监测等数据传送回监控中心；在联网状态下，热力站自控系统也可根据调度室指令和设定程序运行。热力站控制设备主要由PLC、温度变送器、压力变送器、触摸屏、电动调节阀等设备，以及人机界面软件构成。

2.2.3通信网络

主要由电信局域网、以太网服务器、路由器、交换机和相关软件构成。

2.3监控中心的主要功能

2.3.1设备配置

调度中心由数据库服务器2台、主机3台、打印机等设备组成。

2.3.2监控管理软件

上位机管理软件是WINDOWS环境下的通用型工控软件，运行在基于以太网结构和TCP／IP协议的网络环境，可实现全系统联网控制。选用组态王软件，功能强大，运行环境适应广泛，带加密锁,带WEB发布功能，可实现多达50台电脑共享监控数据的功能。监测点可为无限个点。所有的热力站通过电信局域网方式与监控中心计算机相连，当某一控制器发生故障时，监控系统仍可正常运行,避免对整个系统产生不利影响。现场控制器支持TCP/IP协议，通过数据采集器将热力站各系统运行参数传送到调度中心，同时调度中心可根据传输回的数据进行分析，传送相应的指令对热力站控制调节，如调节控制参数,并支持现场修改控制器内部数据。(1)供热参数实时监测:监控软件通过通讯接口将现场数据采集到实时数据库中，实时采集各热力站一、二次网运行参数，包括供回水温度、压力、供水流量和热量、补水量、巡检记录、一次网回水加压泵、循环泵启停状态、补水泵启停状态或变频器频率等参数。(2)故障诊断、处理本软件可对热力站的数据参数进行查询、分析，当设备发生故障时，报警提示，工作人员对发生故障的设备进行恢复和处理。(3)运行参数、设备参数及图形显示用线段图等形式显示各热力站运行参数，依照系统实际情况显示各热力站相关参数。(4)显示平面图实时绘制整个热网一次网压力、温度、流量的数据图，便于分析全网水力平衡状态。(5)报警功能当各种运行参数超过设定范围时，以声光形式报警，提示操作人员进行报警处理。各种报警能及时提示，记录在报警数据库中，形成日志，并可进行信息排序和检索，方便以后的事故分析，同时报警信息具有优先权。(6)多级用户权限管理系统中系统管理员具有最高权限，可以设定多级的用户权限。用户根据权限行使不同的职能。用户登录超过一定时间，可自行注销该用户登录，避免其他人员使用此权限进行系统操作。用户的一切操作过程在报警记录中以事件的形式显示，便于事故的追忆与分析。(7)安全性监控系统软件具有防止各类计算机病毒侵害的措施，并按时进行数据库的备份，防止数据丢失。系统限制用户使用系统键，任务切换键，只有系统管理员具有退出权限，保证系统连续稳定运行。

2.3.3监控管理主机

监控管理机可进行“上位机”与“下位机”的双向通讯功能，把各数据参数实时传输回调度中心数据库，实时反馈各管网、热力站运行参数,同时完成数据记录分析、趋势曲线、数据查询检索、事故报警追忆等监控功能，并用图表将数据形象的表示出来。监控管理机具有以下几项作用：第一，对管网热量使用情况进行记录、检索、统计、分析，生成各类统计表，为成本结算提供依据，提高工作效率。第二，完成热量热损的记录分析，为发现管网泄漏提供了有效监测手段。第三，根据各热力站实际供热面积和热负荷，实时计算单位热值、单位电耗等重要指标,当超过系统设定值时,系统发出警示，可确保供热系统高效节能。第四，长时间、大容量、标准化的数据记录,可实时查询近年来的各项历史数据，为供热系统运行过程的优化、对供热网运行的经济性进行综合成本分析提供大量的原始数据和信息。第五，事故报警记录和追忆功能，对于所有站点的温度、压力、差压参数可作周期记录，并且自动记录各站点的各种异常状况（停电、停水、超限报警、仪表故障、通讯中断等），监控各热力站运行状态，设备故障时，系统发出报警，提示工作人员修复处理故障设备。以备后期分析工况、事故时使用，为热网的严格管理提供基础数据依据。

结束语

热力行业在生活中起着举足轻重的作用，在国家人居环境的测评中也占有相当重的比例，而为热力运行提供动力的电气系统起着心脏的作用。电气工程在热力的应用上起着极强的技术特点，必须深入研究，时时提高，才能使电气技术在热力行业充分发挥作用。

参考文献：

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[2]常磊,温成君,周清村,周占魁.供热系统联调联控技术研究[J].北方建筑,2017(3):48-52.