全自動(dòng)無人值守?fù)Q熱站的安全調(diào)試和運(yùn)行調(diào)節(jié)問題

  隨著供熱自控技術(shù)的發(fā)展，中央調(diào)度室集中監(jiān)控、各換熱站應(yīng)用PLC可編程控制器實(shí)現(xiàn)無人值守?fù)Q熱站這一集中供熱自控模式已得到了越來越廣泛的應(yīng)用。而換熱站實(shí)現(xiàn)無人值守的關(guān)鍵點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)在于安全保護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)必須經(jīng)過熱態(tài)調(diào)試檢驗(yàn)方能確保換熱站無人值守后的安全穩(wěn)定運(yùn)行。在安保系統(tǒng)熱態(tài)調(diào)試中，由于運(yùn)行和調(diào)試需同步進(jìn)行，且測(cè)試時(shí)換熱站各方面參數(shù)均為非正常的安全臨界狀態(tài)，在操作時(shí)稍有不慎即會(huì)影響供熱運(yùn)行，甚至?xí)�損壞供熱設(shè)備，在此，筆者結(jié)合新疆石河子市天富熱電供熱公司德貸換熱站自控項(xiàng)目調(diào)試實(shí)例，談一談如何保證調(diào)試過程安全完成，并最大限度減小對(duì)于換熱站運(yùn)行的影響。
  一、監(jiān)控系統(tǒng)概況
  石河子供熱項(xiàng)目SCADA系統(tǒng)為分布式監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)分為兩級(jí)監(jiān)控：一級(jí)監(jiān)控為主控室（MCC），上位系統(tǒng)采用ABB公司800Xa工控系統(tǒng)軟件；二級(jí)監(jiān)控為就地監(jiān)控單元（LCM1、LCM2），下位采用ABB公司AC500可編程控制器。系統(tǒng)連接以光纜通訊為主，ADSL作為備用通道。本SCADA系統(tǒng)包括以下部分：主控中心（MCC）、熱源站控制（LCM1控制器）、各熱力站控制（LCM2控制器）、蒸汽用戶測(cè)量站（通過蒸汽熱量表與通訊接口）、熱網(wǎng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)最多可以連接200個(gè)換熱站LCM，最大數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)目達(dá)20000個(gè)，熱網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)如圖1所示。
  本系統(tǒng)投運(yùn)后將實(shí)現(xiàn)以下功能： 
  1、及時(shí)檢測(cè)熱網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，了解系統(tǒng)運(yùn)行工況
  實(shí)時(shí)采集所有熱力站的技術(shù)數(shù)據(jù)，包括溫度、壓力、流量、熱量、液位、循環(huán)泵、補(bǔ)水泵運(yùn)行狀態(tài)、水電消耗等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)各站點(diǎn)的水壓圖、溫度、流量分布狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中抄表，對(duì)運(yùn)行工況能做到“情況明朗，心中有數(shù)”。
  2、均勻調(diào)節(jié)流量，消除冷熱不均
  熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)能隨時(shí)對(duì)熱網(wǎng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，消除管網(wǎng)水力失調(diào)，達(dá)到流量的合理分配，進(jìn)而消除冷熱不均的現(xiàn)象。
  3、合理匹配工況，保證按需供熱
  熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)通過對(duì)供熱系統(tǒng)特性識(shí)別和工況優(yōu)化分析，根據(jù)室外溫度的變化進(jìn)行最佳運(yùn)行工況的匹配，進(jìn)而對(duì)熱源站和各個(gè)熱力站實(shí)行自動(dòng)控制和運(yùn)行指導(dǎo)，保證按需供熱。根據(jù)此次多熱源的特點(diǎn)和管網(wǎng)分布情況不同，監(jiān)控系統(tǒng)能自動(dòng)進(jìn)行水力計(jì)算，合理經(jīng)濟(jì)地分配負(fù)荷，并考慮在高峰負(fù)荷時(shí)調(diào)峰鍋爐的投入。
  4、及時(shí)診斷系統(tǒng)故障，確保安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)換熱站無人值守
  熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)通過對(duì)各熱力站的運(yùn)行參數(shù)分析，當(dāng)各熱力站發(fā)生超壓、失壓、泄漏、停電、設(shè)備等故障時(shí)進(jìn)行及時(shí)診斷和自動(dòng)操作保護(hù)，并向監(jiān)控中心發(fā)送報(bào)警信號(hào)，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)換熱站無人值守。
  二、換熱站安全保護(hù)設(shè)計(jì) 
  1、對(duì)換熱站內(nèi)設(shè)備的保護(hù)：a、所有循環(huán)泵停轉(zhuǎn)時(shí)緊急關(guān)閉一次回水調(diào)節(jié)門，以防止二次水溫度過高發(fā)生汽化損壞換熱設(shè)備；b、當(dāng)二次網(wǎng)回水壓力過低時(shí)自動(dòng)停止二次網(wǎng)循環(huán)泵，以防止水泵發(fā)生汽蝕損壞葉輪。
  2、對(duì)一次網(wǎng)及熱源廠設(shè)備的保護(hù)：對(duì)于使用一次水補(bǔ)二次水方式進(jìn)行補(bǔ)水的換熱站，當(dāng)一次網(wǎng)回水壓力低于設(shè)定值時(shí)關(guān)閉一次補(bǔ)二次調(diào)節(jié)閥，以防止一次網(wǎng)壓力過低造成整個(gè)一次熱網(wǎng)的停運(yùn)。
  3、對(duì)二次網(wǎng)及熱用戶系統(tǒng)的保護(hù)：由于我公司多數(shù)換熱站采用首站凝結(jié)水打入一次網(wǎng)，再由一次補(bǔ)二次的運(yùn)行方式實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水的回收利用，而一次回水壓力高達(dá)0.9MPa，一旦發(fā)生自控設(shè)備失靈將造成大量用戶暖氣包爆裂，對(duì)此我方專門設(shè)計(jì)了如下多重保護(hù)。a、分別對(duì)二次供、回水壓力設(shè)高限（先定回水壓力高限，后根據(jù)循環(huán)泵揚(yáng)程設(shè)供水壓力高限實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)），壓力超高時(shí)自動(dòng)停止補(bǔ)水泵或一次補(bǔ)二次調(diào)節(jié)閥；b、如壓力繼續(xù)升高，站內(nèi)機(jī)械式安全閥起跳泄壓；c、如遇設(shè)備故障，壓力依然無法控制，則急停二次網(wǎng)循環(huán)泵，變動(dòng)壓為靜壓，可立即降低系統(tǒng)壓力，后由人現(xiàn)場(chǎng)查看處理。
  4、停電保護(hù)：系統(tǒng)停電后，由繼電器向PLC提供失電信號(hào)，由PLC控制立即關(guān)斷一次網(wǎng)回水調(diào)節(jié)閥以防止二次水高溫汽化，打開一次水旁通電動(dòng)閥以防止一次網(wǎng)超壓，關(guān)斷一補(bǔ)二旁通閥以防止一次網(wǎng)補(bǔ)水失控，以上三個(gè)閥門的動(dòng)力均由站內(nèi)UPS提供。
  5、站內(nèi)水系統(tǒng)保護(hù)：a、水箱液位過低時(shí)停補(bǔ)水泵；b、水箱液位過高時(shí)停水處理設(shè)備進(jìn)水閥；c、對(duì)有地下室的換熱站，當(dāng)?shù)叵率壹�水坑充滿時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)潛水泵并向調(diào)度中心報(bào)警。
  三、熱力站安全試驗(yàn)步驟
  1、手動(dòng)操作提高或降低一、二次水參數(shù)至報(bào)警限值，測(cè)試PLC控制器及上位機(jī)是否有報(bào)警信號(hào)；
  2、手動(dòng)關(guān)停所有循環(huán)泵，測(cè)試一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥是否自動(dòng)關(guān)斷；啟動(dòng)循環(huán)泵，暫停補(bǔ)水，并對(duì)二次回水泄壓至0.08MPa，檢查循環(huán)泵是否停止運(yùn)行和一次回水調(diào)節(jié)是否關(guān)閉（保護(hù)循環(huán)泵在運(yùn)行時(shí)不會(huì)因?yàn)槎�次網(wǎng)壓力過低造成循環(huán)泵氣蝕）；
  3、關(guān)斷一次網(wǎng)手動(dòng)閥，并對(duì)一次網(wǎng)泄壓至0.5MPa，測(cè)試一補(bǔ)二調(diào)節(jié)閥是否關(guān)斷（保證一次網(wǎng)壓力正常）；
  4、對(duì)換熱站的一補(bǔ)二調(diào)節(jié)閥或者補(bǔ)水變頻泵的內(nèi)部設(shè)定值修改。在低于運(yùn)行值時(shí)檢查一補(bǔ)二調(diào)節(jié)閥或者變頻補(bǔ)水泵是否在開閥或者提高頻率。在高于運(yùn)行值時(shí)檢查一補(bǔ)二調(diào)節(jié)閥或者變頻補(bǔ)水泵是否在關(guān)閥或者降低頻率（測(cè)試自控設(shè)備對(duì)二次網(wǎng)定壓的運(yùn)行狀況）；
  5、升高換熱站二次供水壓力至0.38MPa， 檢查二次供水上安裝的安全閥是否動(dòng)作，防止二次網(wǎng)壓力繼續(xù)升高（測(cè)試對(duì)二次網(wǎng)壓力的機(jī)械保護(hù)）；
  6、提高安全閥啟座壓力，繼續(xù)升高二次供水壓力至0.4MPa，檢查變頻循環(huán)泵是否停止運(yùn)行，在循環(huán)泵停運(yùn)的同時(shí)，一次回水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是否關(guān)閉，一補(bǔ)二調(diào)節(jié)閥或者補(bǔ)水變頻泵是否關(guān)閉或停止（變動(dòng)壓為靜壓，可立即降低系統(tǒng)壓力）；
  7、換熱站全站停電，檢查一次回水調(diào)節(jié)閥及一補(bǔ)二調(diào)節(jié)閥是否關(guān)閉，一次供回水旁通閥打開（保護(hù)二次網(wǎng)不會(huì)因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)故障停止循環(huán)泵后造成氣擊）；
  8、換熱站送電，由調(diào)度中心按程序遠(yuǎn)程啟動(dòng)所有設(shè)備至正常，并將安全閥啟座壓力重新訂回0.38MPa；
  9、檢查換熱站所有的自控設(shè)備及表計(jì)狀態(tài)，并檢查上位軟件所有的聲音和文字提示報(bào)警記錄；
  10、整理調(diào)試記錄，歸檔。
  四、調(diào)試過程中各方面人員注意事項(xiàng)
  1、自控調(diào)試人員注意事項(xiàng)
  a、自控調(diào)試人員到達(dá)換熱站現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)首先明確現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行情況，哪些設(shè)備正在投入運(yùn)行，哪些設(shè)備未上電工作。
  b、在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)儀表的IO信號(hào)調(diào)試時(shí)，應(yīng)將外部未通電的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備斷開，防止下裝程序?qū)е碌恼{(diào)節(jié)閥自動(dòng)關(guān)閉等問題。
  c、調(diào)試閥門和水泵變頻器、軟啟動(dòng)器等關(guān)鍵設(shè)備時(shí)要先通過現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行值班人員及調(diào)度中心許可后方能進(jìn)行，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成調(diào)試。如需延時(shí)要重新向運(yùn)行調(diào)度中心請(qǐng)示，得到批準(zhǔn)方可繼續(xù)進(jìn)行，否則應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)至運(yùn)行狀態(tài)。
  d、調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)有影響到運(yùn)行的問題應(yīng)及時(shí)處理，做出記錄，并向調(diào)度中心匯報(bào)。
  2、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員注意事項(xiàng)
  a、現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員在得到調(diào)度許可后應(yīng)全力配合自控調(diào)試人員的工作，如遇到自己不清楚，無法配合的狀況應(yīng)及時(shí)向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，及時(shí)解決問題。
  b、現(xiàn)場(chǎng)所有設(shè)備在未調(diào)試完成交付前，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員不得進(jìn)行任何操作。
  c、調(diào)試過程中如遇不明故障，應(yīng)及時(shí)與調(diào)試人員溝通，分析原因，及時(shí)解決。并通知上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及運(yùn)行調(diào)度中心。
  3、上位調(diào)度值班人員注意事項(xiàng)
  a、調(diào)試計(jì)劃應(yīng)由控制調(diào)度中心制定，并下發(fā)給自控調(diào)試人員及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員。
  b、及時(shí)與自控調(diào)試人員及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員溝通，及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試進(jìn)度及情況。
  c、遇到問題應(yīng)及時(shí)處理記錄，較大問題應(yīng)及時(shí)上報(bào)。---  新疆天富熱電股份有限公司供熱分公司 姜煒