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市政供暖行业/ Municipal Heating

市政代暖外网调度解决方案

节能型无人值守智能换热站整体解决方案

锅炉控制系统解决方案

市政代暖外网调度解决方案

一、市政供暖外网调度现状及发展趋势


       城市集中供热具有节约能源、减少污染、改善人民生活和工作条件的综合效益,目前在为数众多的换热站中,仍有相当大的一部分处于仪表监视、人工操作的状态,运行水平很不理想。
换热站采用人工监控,供热控制连续可变性差,调节精度低,用户端冷热变化明显,难以保证供热质量,手动调节供温同时造成了能源浪费、人力浪费,又存在事故隐患,并且各站之间难以统一调度,容易造成热力失衡。为提高众多换热站的运行水平,充分发挥现有供热设备的应有作用,实现换热站运行的自动控制是当务之急。
       城市集中供热采用自动控制是发展的必然趋势。随着城市集中供热网向大规模、多热源和复杂化的不断发展,集中供热的计算机监测、控制和管理也随之发展,成为集中供热网不可缺少的一部分。热网自动控制系统,具有测量精度高、测点覆盖面大,可靠性稳定性高、操作简便、功能强大等特点,可以对热网的温度、压力、流量、液位等各种工况参数进行自动采集、监测,通过传输网络将数据汇总传送至中控室计算机,实现远程监测并与企业内部局域网进行汇接,构成企业网络的一部分。实现了热网生产调度管理的自动化和网络化。通讯系统可以采取通过Modem、ADSL、GPRS、数传电台等有线、无线多种数据传输方式,各有不同的特点。
       集中供热的发展趋势是中控室实现热网生产调度管理的自动化,换热站实现生产设备控制的自动化,中控室与换热站通讯系统的数据传输准确性和更快的响应性。

1、市政供暖外网调度概念
       城市热网监控系统是通过对供热系统的温度、压力、流量、开关量等进行测量、控制及远传,实现对供热过程有效的遥测及控制。城市热网集中监控系统是区域供热系统中的重要组成部分,它将实时、全面了解供热系统的运行工况,监视不利工况点状态,通过对换热站入口阀门开度的控制对一次网进水流量的调节,控制换热站二次网的温度。实现了热网平衡。从而保证区域供热系统安全合理的运行,并可根据运行数据进行供热规划和科学调配,为热力部门提供准确、有效的重要数据。达到节约能源、提高效率的目的。

1.1 系统组成
       本方案系统设计由三层组成:上层是中控室的计算机监控系统,实现中央和地方两级监控和协调调度,中间层是主要分为有线通讯(Modem、ADSL、光纤局域网等),无线通讯(GPRS、数传电台等),下层是各个热力站PLC组成的控制系统,实现了对保证热用户供暖需求的调节控制。
系统的网络结构见下图:

1.2热力站
1.2.1构成
       热力站监控系统的工作原理及作用。每套监控系统由三部分组成:控制器、人机界面、通讯装置;控制器用于采集、计量和控制现场信号,提供优化控制;人机界面用于显示现场信号状态、数据及工艺图;通讯装置用于将热力站的数据上传到监控中心。热力站系统配置见下图:

1.2.2工艺流程
        监控系统可以实现对一次网、二次网的供回水温度压力、水箱液位、室外温度、阀门开度、频率反馈、一次网流量、二次网流量、补水流量等模拟量,泵启停、断电等状态量,累计补水量、累计耗热量等脉冲量进行采集检测。对控制泵的启停、阀门开度及温度压力、流量等信号进行监视、计量,并计算出供热换热功率、供热热能等。可完成室外及室内温度补偿、最优化启停、回水温差限制等优化控制工作。
       系统利用热源厂所提供的(一次网)高温热水,经换热器将(二次网)循环供热热水加热后,再经循环水泵加压送至热用户,其回水重新进入换热器再加热如此循环。补水泵用来补充循环热水的流失,以保证热网的正常运行。根据供热系统的特性,在一次外网工况稳定的情况下,其流量的变化会直接影响热媒在换热器内的放热量,从而改变用户系统的供、回水温度。对采暖供热系统的一般要求是要保证热用户的室温为18±2℃,其供热量随室外大气温度作反向变化,即气温下降时供热量增加,并以此为依据调整一次网阀门开度来调节一次水流量,因此该自控系统可以设计成一个用气温直接计算给定值的随动系统,在系统中以二次网供水和回水温度的平均值为被控量。
热力站的工艺流程见下图:

1.2.3控制回路
       控制站按照中控室提供的三种温度控制方式控制一次网阀门开度,这三种控制模式分别为:本地控制、温度控制、直接阀位控制。
       本地控制:各个换热站的控制系统能够根据室外温度对一次网电动调节阀的开度和循环泵转速进行本地单独操作。控制系统可以根据室内及室外的温度进行供水温度补偿来确定温度控制设定曲线。当有其它外界热源可被利用时,控制器能自动降低二次网供水温度,由此提供了节省燃料公用的机会。当室外温度降低时,可自动调高二次网供水温度,使二次网的供、回水温度的平均值满足温度曲线的要求,确保室内温度得以维持在正常水平。
       温度控制:换热站收到中控室传来的“温度控制”指令,然后控制一次网电动调节阀的开度,使二次网的供、回水温度的平均值达到中控室给定的设定值。
直接阀位和频率控制:换热站收到中控室传来的“直接阀位控制”和频率控制指令,然后控制一次网电动调节阀的开度和循环泵电机的转速。
温度控制属于调质控制,二次网温度控制原理见下图:

       由于供热系统热惰性大,属于大滞后系统,对于调节规律的选择,适合于采样调节,即电动调节阀不连续调节,避免产生振荡,使被调参数出现上下反复波动现象,这样调节效果反而不好。采样调节就是对电动调节阀进行间歇性调节,调节间隔时间视供热系统的规模大小而定。系统越大,调节间隔应愈长,这样可以充分反映延时的影响。每次调节,电动调节阀的开度变化也不能过大,调节幅度由当前的阀门开度和温度偏差决定,调节幅度与当前的阀门开度和温度偏差德乘积成正比。
       根据现场工况提供三种控制模式用于控制换热站的二次网循环水流量,三种控制模式分别为:本地手动控制、本地自动控制、直接转速控制。
       在保证最小供回水压差的前提下,根据室外气温对二次网循环水量进行调节,实现质量并调,达到系统节能的目标,保证供热质量。
       由于热用户室内采暖系统采用的都是上供下回式单管供热系统,供热系统最佳调节工况应为质和量的综合调节。随着室外温度的变化,不但要及时调整二次网供水温度,而且还应相应调整二次网循环水流量,只有这样热用户室内采暖系统才不会产生垂直失调。
       控制系统可根据系统热力特性进行最优化启停,不但可以利用维护结构蓄热性维持供暖,节省每天后期的能耗,而且可以削减一次网每天开始阶段时的负荷容量。每个换热站将按照它的控制器所具有的有关连接载荷的升温特性进行启动。各个分站启动时间错开,这样所需的热源容量可以减少,静态热量(一次网回水中为被利用的热量)的影响也可以降低,因而换热站内的热交换效率提高了。
       控制系统的回水温差限制功能是消除“静态热量”的最好解决方法,由此提高了效率,降低了燃料的赞用。回水温差功能监测一次网回水温度和二次网回水温度,如果一次网回水温度与二次网回水温度的差值超过预定的极限值,一次网的流量将被调低,以保证在最大需求状态下一次网的温度尽可能的传递给二次网。这样降低系统水量的需求,热量损失将被降到最小,否则这些热力站会要求最大流量,尽管尚未达到最有效的热交换。这种情况尤其容易出现在启动阶段,并且同时影响到整个管网的大部分区域。能够控制这种局面,也就意味着可以通过减小新建设备的规模和扩大已有设备连接的潜力来实现节约,同时也节省了燃料及水泵的能耗。

1.2.4功能
模拟量控制功能
       在各种运行工况下保证被控参数不超出允许值。控制系统具有完善的自诊断,联锁及保护功能,以提高其可靠性,控制系统不能满足有关条件或发生故障,可无扰地切换到“手动状态”。联锁、保护系统的设计,保证在现场进行单个设备的调整和试验的可靠性。
控制系统具有完善的人-机联系手段,中控室工程师可通过电话线联网、各热力站通过液晶屏显示,运行人员可随时清楚地了解系统的运行情况的设备状态,并可对设备进行远程控制。
操作功能
       操作面板为触摸式操作,显示换热站工艺画面、现场数据。可以设定温度、压力、流量的量程及高低限等参数,并可以控制泵的启停,阀的开度等。按设定的参数产生报警信息,并且曲线显示主要参数历史趋势。
报警功能
       报警分为不同级别,可根据需要设置各个温度、压力信号的高报警、低报警、水泵及变频故障报警、补水箱液位的高低限报警等。
温度控制模式的识别功能
       本地监控站自动识别中控室传来的温度控制模式的指令,经过判断执行其中一种控制指令,并运行对应的控制模式。
连锁保护功能
       本地监控站诊断到设备出现故障(如电机过流、过压等)或现场工况发生变化(如二次网压过高、过低、停水等),控制器根据相应故障诊断软件及工况评估逻辑,立即停止对应的设备运行,同时将报警类型及信息上传至中控室,尽可能地保护系统的安全运行。
供热能力自动识别
       当热源供热能力充足时实现按需供热;
       当热源供热能力不足时实现均匀供热;
       当热源供热能力过足时实现均匀供热;

1.3通讯系统
       按照新一轮城市建设和经济发展规划,城市建设和经济发展对优化城市能源结构提出了更高的要求。而推行热电联产、城市集中供热,是解决城市能源结构和环境污染问题的有效措施,充分体现节约能源、保护环境,提高能源利用效率、企业经济效益和社会效益的最佳途径。所以既有利于节约能源,又有利于提高热电企业的经济效益和社会环境效益,给热电企业的发展创造了更加广阔的前景。 
  随着热用户的不断增加,热用量不断的加大,而怎样才能更好,更有效的对整个热网管道,热用户计量进行管理呢?利用数传电台远程监测,对整个热网管道,仪表进行跟踪监控,不仅可以全面掌握整个热网管线供热状态,还能快速、准确地反映仪表故障报警信息,方便维护人员及时查修,这样不仅节省大量的人力、物力,而且极大的提高了热网的现代化管理水平。保证了中控室与热力站之间通讯是双向通讯。热力站可以同时与多个热力站进行通讯,保证了通讯线路是并行工作的。
二、中科博微的优势及特色

       中科博微有着优秀的研发团队和具有丰富现场经验的工程师团队。我们长期致力于系统集成及节能优化控制的研究,能够提供从现场设备层、SCADA监控层、数据分析层和管理层等完整、全面的解决方案。

       博微可以做到从现场设备到车间再到管理部门的系统无缝集成。可以实现统一的控制平台,高效的运行,针对各个工艺段提供灵活的控制方案,突出高性价比;无缝的信息交换降低风险及维护和管理里成本。

       无缝集成的控制系统具有结构清晰、自动化和电机控制的有机整合;系统透明、诊断信息丰富;接线、调试和维护简单;可靠性高、故障率低等特点。

     经过长期实践,博微已开发出当今主流PLC的子程序库,大大提高了编程调试效率、减少了故障点。

       在采用变频器基础上,利用静态优化和动态优化可节电20%;实现自动化控制和远程监控,节约人力成本50%;提高生产效率,减少故障停产,增加效益10%。

       公司在加强自身建设发展的同时,积极联合国外优秀企业,形成优势互补,目前已同西门子、罗克韦尔、施耐德、通用电气、ABB等国际著名控制系统厂商以及罗斯蒙特、哈希、E+H,EIM等国际著名的仪器仪表厂商建立了良好的合作关系。

       博微公司拥有自主开发的网络化控制系统NCS4000和现场总线仪表,稳定、可靠、开放式的通讯接口方便拓展。
三、公司业绩
开原崇宏热电变频调速控制系统
开原崇宏热电75T/H循环流化床锅炉控制、仪表及监控系统
清源满族自治县热力总公司锅炉DCS一次仪表系统
朝阳市房产供热公司北大街三号热源站、换热站自动控制系统
清源满族自治县热力总公司锅炉换热站变频调速系统
朝阳鑫业供暖有限公司锅炉DCS控制系统
朝阳鑫业供暖有限公司换热站变频控制系统
朝阳鑫业供暖有限公司供热调度控制通讯系统
开原造纸厂烯草75吨循环流化床锅炉仪表和控制系统
天津保税区热网集中控制系统
霍林河锅炉2台14MW往复热水锅炉控制仪表系统
营口市主城区集中供热管网改造工程项目中继泵站及换热站控制系统
昌图铁南热源厂85吨循环流化床锅炉仪表控制系统
昌图铁南热源厂65吨链条式锅炉仪表控制系统
铁岭天信160T/H循环硫化床锅炉仪表控制系统

四、工程图片
电设备

控制柜操作台

传感器仪表

操作台调试

视频监控

工程培训

集中供热系统是城市的基础设施之一,也是城市现代化水平的标志之一。具有良好的社会效益、环境效益、经济效益,因而城市发展在完善集中供热方面是非常必要和迫切的。

换热站作为集中供热系统中的一部分,对于保证供热系统优质供热、安全运行、经济节能、环境保护具有十分重要的作用。降低热能损失是供热行业节能最主要方向,通过此方案,依赖自动控制使热损失降到最低。另外供热运行管理处于手工操作阶段时,存在着严重的弊端。表现在,不能及时全面掌握现场仪表运行参数,不能克服由于仪表方面、人为方面造成的计量损失,管损严重。

方案综述

博微提出无人值守的节能型智能换热站解决方案,研发出专用控制器。智能换热站自动控制系统利用先进的工业自控技术、计算机技术、通讯技术构成热力站及远程监控管理系统,对热力系统实施更科学、更规范的监控管理,提高中央调度室的监控能力,具有重大的经济和社会效益.

lFuzzy-PID专用算法,安全可靠 

l专用小PLC,成本低 

l模块备用通道,适用不同场合 

l有线及无线终端报警,报警方式灵活

l降低热源供热量,减少煤炭损耗 

l降低耗电量10%~20%

l优化设备运行时间,降低设备磨损及故障率

根据地理环境不同,提供更合理的供热参数方案.

换热器控制系统概述

通过调节一次侧温度调节阀来控制二次供水的温度;通过冷侧供水、回水压差来控制循环泵的工作转速,使循环泵恒差压供水工作;当二次回水压力过高时,通过泄水电磁阀泄水。通过触摸屏上可以监视到供水、回水的压力和温度以及变频器的工作状态。

温度控制

触摸屏上提供手动控制和自动控制功能,通过触摸屏上的手动/自动开关切换。

l手动调节:可手动输入设定阀门开度范围:0~100% ,可修改

l自动调节PID参数可以通过触摸屏修改

补水泵控制

根据设定的二次网回水压力设定值,自动/手动调节补水泵恒压补水,将压力稳定在要求范围内,屏幕上有补水泵工频手动—变频自动切换开关。

l手动工频:根据用户情况。

l手动变频:在触摸屏上可以对补水泵运行频率修改,(范围0~50HZ)

l变频自动控制:

Ø自动变频:PID参数可通过触摸屏修改,压力设定值范围(0~2.5MPa)

Ø高低限方式:设定值范围可以修改

电磁阀泄压控制

触摸屏内电磁阀泄压控制有手自动切换功能,当循环泵手动或自动运行时,二次侧回收压力高于定压值范围(0~0.1MPa 可以修改)经延时后,电磁阀开启泄压,当压力泄至高于定压值(0~0.1MPa 可修改)时,电磁阀关闭。

循环泵控制

根据设定的二次网供回水压差设定值自动/手动调节变频循环泵,将压差稳定在要求范围内,电控柜门板上有循环泵工频手动—变频自动切换开关值。

l工频手动控制:根据用户情况

l变频自动控制:

Ø手动变频在触摸屏上可以对循环泵运行频率修改,(范围0~50HZ)

Ø自动变频PID参数可以通过触摸屏修改,压差设定值范围(0~0.5MPa)

变频自动控制

电磁阀泄压控制有手自和动切换功能,当循环泵手动或自动运行时,二次侧回收压力高于定压值范围(0~0.1MPa 可以修改)经延时后,电磁阀开启泄压,当压力泄至高于定压值(0~0.1MPa 可修改)时,电磁阀关闭。

连锁控制

l水箱水位低于低限值时停止补水泵从水箱取水,直到水箱水位高于高限时补水泵重新启动

l二次网供水温度高于高限值时,应关一次侧电动调节阀

l二次网供水压力值高于高限值时,(0~2.5MPa可修改,应停循环泵

l二次网回水压力设定具有一个低限时 (0~2.0MPa可修改,应停循环泵

通讯

l通过触摸屏的以太网口联网,也可外接无线通讯模块

l通过控制器的485通讯模块实现仪表通讯

专用控制器IO点表

信号类型

通道

名称

信号类型

量程

单位

模拟量输入

X1

一次供水温度

4-20mA

0~150

X2

一次回水温度

4-20mA

0~150

X3

二次供水温度

4-20mA

0~150

X4

二次回水温度

4-20mA

0~150

X5

一次供水压力

4-20mA

0~1.6

Mpa

X6

一次回水压力

4-20mA

0~1.6

Mpa

X7

二次供水压力

4-20mA

0~1.6

Mpa

X8

二次回水压力

4-20mA

0~1.6

Mpa

X9

室外温度

4-20mA

-50~80

X10

水箱液位

4-20mA

0~1000

cm

X11

循环泵变频反馈

4-20mA

0~50

HZ

X12

补水泵变频反馈

4-20mA

0~50

HZ

X13

调节阀反馈

4-20mA

0~100

%

X14

备用

4-20mA

X15

备用

4-20mA

X16

备用

4-20mA

模拟量输出

Y1

温度调节阀给定

4-20mA

0~100

%

Y2

循环泵频率给定

4-20mA

0~50

HZ

Y3

补水泵频率给定

4-20mA

0~50

HZ

Y4

备用

4-20mA

开关量输入

D1

循环泵1手动自动

DC24V

D2

循环泵1变频运行

DC24V

D3

循环泵2手动自动

DC24V

D4

循环泵2变频运行

DC24V

D5

循环泵变频故障

DC24V

D6

补水泵1手动自动

DC24V

D7

补水泵1变频运行

DC24V

D8

补水泵2手动自动

DC24V

D9

补水泵2变频运行

DC24V

D10

补水泵变频故障

DC24V

D11

备用

DC24V

D12

备用

DC24V

开关量输出

Q1

循环泵1变频启动

DC24V

Q2

循环泵2变频启动

DC24V

Q3

补水泵1变频启动

DC24V

Q4

补水泵2变频启动

DC24V

Q5

泄水电磁阀启动

DC24V

Q6

综合报警

DC24V

Q7

备用

DC24V

Q8

备用

DC24V

控制器特点

 

l选件精确:定制化数字量模块、模拟量模块,预留备用接口。

l性能卓越:能够应对繁琐的程序逻辑,复杂的工艺要求。

l经济便捷:标配以太网口、RS485通讯接口。

l编程高效:更多的人性化设计,大幅提高开发效率,缩短产品上市时间。

成功案例

 

某供暖公司,换热站30座,电价0.85/度。改造采用博微专用控制器后,当地采暖期是从当年的101日到来年的41(182天计算),本系统要求用户室温控制指标在1822℃。实测的用户室温在一个采暖期的达标天数从改造前的平均126天提高到179天。统计数据表明,采暖区居民对采暖综合满意度由改造前的平均63.7%上升到改造后的92.6%

系统改造前、后,2台×75kW循环泵和2台×2.2kW补水泵的功率配置不变。改造前循环泵和补水泵均采用人工判断投切、工频开环运行,电能浪费严重。改造后循环和补水系统由于采用变频PID控制策略,据统计每个采暖期较改造前平均节电55700 kW·h,节电率15.6%,节能降耗效果明显。

节能指标

每年单换热站节能

换热站数量

总节能量

耗电量

5.57万度

30

节电167.1万度

节省电费

4.75万元

30

节省142.5万元

 

技术服务

博微提供以下技术服务:

l电气系统、自控系统、仪表系统施工图设计

l自动化系统、仪表系统、相应设备材料选型,安装施工及编程调试

l工艺设备选型、平面布局图设计、安装施工及调试

l技术培训

核心优势

l核心技术:博微专用控温算法

l客户化方案:为客户提供量身打造的整体解决方案

l专用控制器设计:为客户提供符合自身需求的专用控制器产品

l项目管理:100多个化工、电力、市政、建材等行业的工程经验,完成多个国家科技项目、军工项目

l优质高效的服务:24小时快速响应,技术支持、故障维修、现场维护

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

一、概述
1、锅炉的工艺

2、锅炉种类


   1)用途:电站锅炉、工业锅炉、机车船舶锅炉、生活锅炉;
   2)结构:锅壳锅炉、水管锅炉; 
   3)压力:低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界锅炉、超临界锅炉 ;
   4)容量:大型锅炉、中型锅炉、小型锅炉;
   5)热能来源:燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、原子能锅炉、废热锅炉。 
3、锅炉集中控制的意义
  以前:各类工业锅炉有50多万台,年耗煤4亿吨左右;消耗的燃煤总量占国内燃煤总量的1/3左右;排放的SO2量占国内SO2排放总量的30%左右。 
  现在:用先进的控制手段来设计出合理的控制方法,对旧有锅炉的改造还是新炉的制造都具有很大的现实意义,每个采暖期可为用户节煤15%左右;先进控制系统还应用在锅炉尾气除尘和脱硫上,具有环境效益和社会效益。 
二、锅炉自控系统的作用

  中科博微利用不断提高的自动化仪表技术和计算机网络技术,通过先进的专家模糊控制算法,实现对锅炉给水、上煤、炉排、风机、燃烧等设备运转的自动控制,并增强系统数据处理速度,实现监控的可靠性、实时性、易操作性。通过建立一套性能价格比高、系统维护费用低的自控系统,通过完善的软硬件结合,能够充分地保证生产过程的安全、稳定可靠、经济高效运行。 
  通过现场实际运用的统计,利用我公司自有开发的算法控制锅炉自动运行,一个采暖期节电在15%以上,节煤10%以上,给用户带来了明显的经济效益。
三、工艺流程及控制系统 
1、普通链条炉流程

控制系统组成

锅炉主要控制流程
  1)汽包水位控制
  汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数,水位过高会破坏汽水分离装置的正常工作,严重时会导致蒸汽带水增多,增加在管壁上结垢和影响蒸汽质量。水位过低,严重时会造成干锅损坏汽包。所以其值过高过低都可能造成重大事故。它的被调量是汽包水位,而调节量则是给水流量,通过对给水流量的调节使汽包内部的物料达到动态平衡,变化在允许范围之内。 
   其他公司:
   ①单水位控制模式:只通过检测汽包水位来控制给水量。
   ②双冲量水位控制模式:监测汽包水位、蒸汽流量,将蒸汽流量作为前馈信号,与汽包水位组成前馈—反馈控制方式。 
   ③三冲量水位控制模式:监测汽包水位、蒸汽流量、给水流量,将汽包水位作为主控变量,给水流量作为辅助被控变量的串级控制系统与蒸汽流量作为前馈信号组成前馈—串级反馈控制方式。 
   博微公司:
   博微公司对汽炉主要采用三冲量水位控制模式,并应用先进的自有控制算法,实践证明控制效果得到显著提高。
  2)燃烧控制
  主汽压力控制、出水温度控制 、风煤比控制、炉膛负压控制 、二次风控制
  3)输煤控制
   ①上煤皮带控制 :主要是控制皮带使煤粉由储煤厂输送到平皮带,其主要有破碎机控制,跑偏、拉绳、撕裂等报警控制。
   ②平皮带控制 :指由上煤系统输送上的煤,通过平皮带送入煤斗,其控制方式与上煤系统基本一致。 
   ③除铁器控制 :指除去煤中带有磁性的杂质,以保证输送系统中的破碎机、研磨机等正常工作。 
   ④犁煤器控制 :根据各个锅炉需煤量,由煤斗料位计来控制犁煤器的起落。 
  4)水处理
   ①除氧、软化控制 :主要是防止锅炉及管道的老化,其主要控制水箱水位,除氧率,软化率。
   ②加药控制 :由于有些地区用户经常私自放水,使系统失水率很高,这样就使管理人员容易产生误判为管道漏水严重,浪费人力、物力,加入染色剂后,使系统里的水不能用于其他用途。 
   ③补水控制 :为了保证系统工作压力的平稳,补充系统的失水量,这就需要控制补水泵的工作状态。 
2、流化床炉工艺流程图  

循环流化床锅炉特点
  循环流化床锅炉属于沸腾炉。它是一种其燃烧方式介于层状燃烧与悬浮燃烧之间 的新型燃烧设备。燃料在炉内像沸腾的开水一样,呈沸腾状态。为了提高锅炉效率,设计了 一次返料及二次返料。循环流化因而得名。对象描述如下图: 

循环流化床锅炉流程及其优点 

  循环流化床锅炉有其它炉型不可比拟的优点。其最大优点是扩大燃料的适应范围,使之能燃用一般燃烧方式无法烧的石煤、煤矸石等一些劣质燃料。且循环流化床锅炉负荷变化的适应性范围较大。其优点还有:如将吸收剂(石灰石、白云石)与煤粒一起送入沸腾床内燃烧,可大大降低烟气中SO2的含量,既减轻对大气的污染,又减轻了锅炉受热面的腐蚀;沸腾床内的温度较低,所以烟气中氮氧化物(NOx)含量较少,有利于环保;由于燃烧温度低 ,不易破坏灰碴中矿物质结构,且渣中含碳量低,因而有利于灰渣的综合利用。 
循环流化床锅炉效率的影响因素  

    1)二次返料量
   2)一,二次风量及配化
         ①风温
         ②风量
         ③二次风
  3)返料风风量
   运行后再做以调整,当燃烧到差压规定值时,控制放灰闸门的开度,当差压值回到规定的范围内时,关闭闸门。
  4)出口水温控制
  出口水温控制与链条炉控制方式基本相同,不过要同时考虑一次、二次、返料、引凤的风量及给煤机的转速。
  5)给煤量控制
循环流化床锅炉控制要点
  1)控制床温及炉膛温度不要超过1000℃ 
  2)炉膛负压控制 
  3)料层差压控制
  4)出口水温控制
  5)返料风阀位控制
  6)风机联锁控制
  7)辅控系统控制
控制系统网络结构

控制模式 
  程控自动控制:控制系统根据设定数据,对整个锅炉的运行进行监测、报警、自动控制以保证锅炉正常、可靠地运行。
  程控手动控制:手动时由操作人员在上位机中手动控制各项设备的运行。
  后备手动控制:为保证锅炉运行的安全,在进行微机系统设计时,对重要参数及设备设置常规仪表、后备操作器及报警装置,作为微机系 统的后备,以免锅炉发生重大事故。
四、博微公司控制特色

先进的系统设计

  管理层:通过专门的通信接口与高速数据通路相连,综合监视系统各单元,管理全系统的所有信息。可由CDMA、GPRS、3G、以太网、计算机、服务器、防火墙等组成。
  过程层:接受现场控制级传来的信号,进行控制规律运算,然后将结果作为控制信号传送现场控制级的设备。主要由CPU、运算器、输入输出接口等组成。 
  控制层:接受现场控制级传来的信号,进行控制规律运算,然后将结果作为控制信号传送现场控制级的设备。主要由CPU、运算器、输入输出接口等组成。
  设备层:直接面对现场,与现场过程相连,完成数据采集,将过程非控变量进行数据采集和预处理,进一步对实时数据加工处理。由电机电器、变频器、传感器、变送器、执行机构等组成。
多重安全保护
  锅炉汽包液位、介质温度、压力等重要参数首先通过可靠的电极、电接点表等“硬”件联锁,出现故障时声光报警;为进一步安全,这些重要参数通过变送器输送到CPU系统,对锅炉系统进行静、动态的智能分析判断,当确认为故障时发出声光报警,同时按安全级别做出相应的安全处理。在锅炉汽包上设有经权威部门检验的安全阀。通过以上多种技术手段,保障锅炉自动、安全、可靠运行。

友好的操作界面

       利用先进的组态软件将锅炉所有信息集中在组态画面上,实现操作、记录积算、设置参数、报警等多种显示功能。     

历史报表 

   

报警记录

 

历史趋势

                                                                                                                                                       
完善的系统功能
   1)具有手动/自动转换操控功能;
   2)汽包水位自动调节(三冲量连续给水、汽包水位、蒸汽流量、给水流量)功能;
   3)炉膛压力自动调节功能;
   4)鼓、引风量自动调节、配比功能;
   5)主汽温度自动调节功能;
   6)引风机、鼓风机、除渣机、炉排互锁功能;
   7)锅筒水位联锁保护功能;
   8)过热蒸汽超温联锁保护功能;
   9)辅机故障联锁保护功能;
   10)热水锅炉变频恒压补水功能;
   11)各种参数的显示、设置、报警、积算、打印等功能(包括压力、流量、温度、水位、炉排速度、耗煤计量等);
   12)锅炉燃烧自动调节功能,根据负荷变化自动调节鼓、引风量,炉排转速等,使锅炉达到最佳经济运行状态。
典型案例
   循环流化床锅炉

   燃煤链条锅炉

   蒸汽锅炉

五、工程图片

 

 

 

 

 

 

 

一、市政供暖外网调度现状及发展趋势


       城市集中供热具有节约能源、减少污染、改善人民生活和工作条件的综合效益,目前在为数众多的换热站中,仍有相当大的一部分处于仪表监视、人工操作的状态,运行水平很不理想。
换热站采用人工监控,供热控制连续可变性差,调节精度低,用户端冷热变化明显,难以保证供热质量,手动调节供温同时造成了能源浪费、人力浪费,又存在事故隐患,并且各站之间难以统一调度,容易造成热力失衡。为提高众多换热站的运行水平,充分发挥现有供热设备的应有作用,实现换热站运行的自动控制是当务之急。
       城市集中供热采用自动控制是发展的必然趋势。随着城市集中供热网向大规模、多热源和复杂化的不断发展,集中供热的计算机监测、控制和管理也随之发展,成为集中供热网不可缺少的一部分。热网自动控制系统,具有测量精度高、测点覆盖面大,可靠性稳定性高、操作简便、功能强大等特点,可以对热网的温度、压力、流量、液位等各种工况参数进行自动采集、监测,通过传输网络将数据汇总传送至中控室计算机,实现远程监测并与企业内部局域网进行汇接,构成企业网络的一部分。实现了热网生产调度管理的自动化和网络化。通讯系统可以采取通过Modem、ADSL、GPRS、数传电台等有线、无线多种数据传输方式,各有不同的特点。
       集中供热的发展趋势是中控室实现热网生产调度管理的自动化,换热站实现生产设备控制的自动化,中控室与换热站通讯系统的数据传输准确性和更快的响应性。

1、市政供暖外网调度概念
       城市热网监控系统是通过对供热系统的温度、压力、流量、开关量等进行测量、控制及远传,实现对供热过程有效的遥测及控制。城市热网集中监控系统是区域供热系统中的重要组成部分,它将实时、全面了解供热系统的运行工况,监视不利工况点状态,通过对换热站入口阀门开度的控制对一次网进水流量的调节,控制换热站二次网的温度。实现了热网平衡。从而保证区域供热系统安全合理的运行,并可根据运行数据进行供热规划和科学调配,为热力部门提供准确、有效的重要数据。达到节约能源、提高效率的目的。

1.1 系统组成
       本方案系统设计由三层组成:上层是中控室的计算机监控系统,实现中央和地方两级监控和协调调度,中间层是主要分为有线通讯(Modem、ADSL、光纤局域网等),无线通讯(GPRS、数传电台等),下层是各个热力站PLC组成的控制系统,实现了对保证热用户供暖需求的调节控制。
系统的网络结构见下图:

1.2热力站
1.2.1构成
       热力站监控系统的工作原理及作用。每套监控系统由三部分组成:控制器、人机界面、通讯装置;控制器用于采集、计量和控制现场信号,提供优化控制;人机界面用于显示现场信号状态、数据及工艺图;通讯装置用于将热力站的数据上传到监控中心。热力站系统配置见下图:

1.2.2工艺流程
        监控系统可以实现对一次网、二次网的供回水温度压力、水箱液位、室外温度、阀门开度、频率反馈、一次网流量、二次网流量、补水流量等模拟量,泵启停、断电等状态量,累计补水量、累计耗热量等脉冲量进行采集检测。对控制泵的启停、阀门开度及温度压力、流量等信号进行监视、计量,并计算出供热换热功率、供热热能等。可完成室外及室内温度补偿、最优化启停、回水温差限制等优化控制工作。
       系统利用热源厂所提供的(一次网)高温热水,经换热器将(二次网)循环供热热水加热后,再经循环水泵加压送至热用户,其回水重新进入换热器再加热如此循环。补水泵用来补充循环热水的流失,以保证热网的正常运行。根据供热系统的特性,在一次外网工况稳定的情况下,其流量的变化会直接影响热媒在换热器内的放热量,从而改变用户系统的供、回水温度。对采暖供热系统的一般要求是要保证热用户的室温为18±2℃,其供热量随室外大气温度作反向变化,即气温下降时供热量增加,并以此为依据调整一次网阀门开度来调节一次水流量,因此该自控系统可以设计成一个用气温直接计算给定值的随动系统,在系统中以二次网供水和回水温度的平均值为被控量。
热力站的工艺流程见下图:

1.2.3控制回路
       控制站按照中控室提供的三种温度控制方式控制一次网阀门开度,这三种控制模式分别为:本地控制、温度控制、直接阀位控制。
       本地控制:各个换热站的控制系统能够根据室外温度对一次网电动调节阀的开度和循环泵转速进行本地单独操作。控制系统可以根据室内及室外的温度进行供水温度补偿来确定温度控制设定曲线。当有其它外界热源可被利用时,控制器能自动降低二次网供水温度,由此提供了节省燃料公用的机会。当室外温度降低时,可自动调高二次网供水温度,使二次网的供、回水温度的平均值满足温度曲线的要求,确保室内温度得以维持在正常水平。
       温度控制:换热站收到中控室传来的“温度控制”指令,然后控制一次网电动调节阀的开度,使二次网的供、回水温度的平均值达到中控室给定的设定值。
直接阀位和频率控制:换热站收到中控室传来的“直接阀位控制”和频率控制指令,然后控制一次网电动调节阀的开度和循环泵电机的转速。
温度控制属于调质控制,二次网温度控制原理见下图:

       由于供热系统热惰性大,属于大滞后系统,对于调节规律的选择,适合于采样调节,即电动调节阀不连续调节,避免产生振荡,使被调参数出现上下反复波动现象,这样调节效果反而不好。采样调节就是对电动调节阀进行间歇性调节,调节间隔时间视供热系统的规模大小而定。系统越大,调节间隔应愈长,这样可以充分反映延时的影响。每次调节,电动调节阀的开度变化也不能过大,调节幅度由当前的阀门开度和温度偏差决定,调节幅度与当前的阀门开度和温度偏差德乘积成正比。
       根据现场工况提供三种控制模式用于控制换热站的二次网循环水流量,三种控制模式分别为:本地手动控制、本地自动控制、直接转速控制。
       在保证最小供回水压差的前提下,根据室外气温对二次网循环水量进行调节,实现质量并调,达到系统节能的目标,保证供热质量。
       由于热用户室内采暖系统采用的都是上供下回式单管供热系统,供热系统最佳调节工况应为质和量的综合调节。随着室外温度的变化,不但要及时调整二次网供水温度,而且还应相应调整二次网循环水流量,只有这样热用户室内采暖系统才不会产生垂直失调。
       控制系统可根据系统热力特性进行最优化启停,不但可以利用维护结构蓄热性维持供暖,节省每天后期的能耗,而且可以削减一次网每天开始阶段时的负荷容量。每个换热站将按照它的控制器所具有的有关连接载荷的升温特性进行启动。各个分站启动时间错开,这样所需的热源容量可以减少,静态热量(一次网回水中为被利用的热量)的影响也可以降低,因而换热站内的热交换效率提高了。
       控制系统的回水温差限制功能是消除“静态热量”的最好解决方法,由此提高了效率,降低了燃料的赞用。回水温差功能监测一次网回水温度和二次网回水温度,如果一次网回水温度与二次网回水温度的差值超过预定的极限值,一次网的流量将被调低,以保证在最大需求状态下一次网的温度尽可能的传递给二次网。这样降低系统水量的需求,热量损失将被降到最小,否则这些热力站会要求最大流量,尽管尚未达到最有效的热交换。这种情况尤其容易出现在启动阶段,并且同时影响到整个管网的大部分区域。能够控制这种局面,也就意味着可以通过减小新建设备的规模和扩大已有设备连接的潜力来实现节约,同时也节省了燃料及水泵的能耗。

1.2.4功能
模拟量控制功能
       在各种运行工况下保证被控参数不超出允许值。控制系统具有完善的自诊断,联锁及保护功能,以提高其可靠性,控制系统不能满足有关条件或发生故障,可无扰地切换到“手动状态”。联锁、保护系统的设计,保证在现场进行单个设备的调整和试验的可靠性。
控制系统具有完善的人-机联系手段,中控室工程师可通过电话线联网、各热力站通过液晶屏显示,运行人员可随时清楚地了解系统的运行情况的设备状态,并可对设备进行远程控制。
操作功能
       操作面板为触摸式操作,显示换热站工艺画面、现场数据。可以设定温度、压力、流量的量程及高低限等参数,并可以控制泵的启停,阀的开度等。按设定的参数产生报警信息,并且曲线显示主要参数历史趋势。
报警功能
       报警分为不同级别,可根据需要设置各个温度、压力信号的高报警、低报警、水泵及变频故障报警、补水箱液位的高低限报警等。
温度控制模式的识别功能
       本地监控站自动识别中控室传来的温度控制模式的指令,经过判断执行其中一种控制指令,并运行对应的控制模式。
连锁保护功能
       本地监控站诊断到设备出现故障(如电机过流、过压等)或现场工况发生变化(如二次网压过高、过低、停水等),控制器根据相应故障诊断软件及工况评估逻辑,立即停止对应的设备运行,同时将报警类型及信息上传至中控室,尽可能地保护系统的安全运行。
供热能力自动识别
       当热源供热能力充足时实现按需供热;
       当热源供热能力不足时实现均匀供热;
       当热源供热能力过足时实现均匀供热;

1.3通讯系统
       按照新一轮城市建设和经济发展规划,城市建设和经济发展对优化城市能源结构提出了更高的要求。而推行热电联产、城市集中供热,是解决城市能源结构和环境污染问题的有效措施,充分体现节约能源、保护环境,提高能源利用效率、企业经济效益和社会效益的最佳途径。所以既有利于节约能源,又有利于提高热电企业的经济效益和社会环境效益,给热电企业的发展创造了更加广阔的前景。 
  随着热用户的不断增加,热用量不断的加大,而怎样才能更好,更有效的对整个热网管道,热用户计量进行管理呢?利用数传电台远程监测,对整个热网管道,仪表进行跟踪监控,不仅可以全面掌握整个热网管线供热状态,还能快速、准确地反映仪表故障报警信息,方便维护人员及时查修,这样不仅节省大量的人力、物力,而且极大的提高了热网的现代化管理水平。保证了中控室与热力站之间通讯是双向通讯。热力站可以同时与多个热力站进行通讯,保证了通讯线路是并行工作的。
二、中科博微的优势及特色

       中科博微有着优秀的研发团队和具有丰富现场经验的工程师团队。我们长期致力于系统集成及节能优化控制的研究,能够提供从现场设备层、SCADA监控层、数据分析层和管理层等完整、全面的解决方案。

       博微可以做到从现场设备到车间再到管理部门的系统无缝集成。可以实现统一的控制平台,高效的运行,针对各个工艺段提供灵活的控制方案,突出高性价比;无缝的信息交换降低风险及维护和管理里成本。

       无缝集成的控制系统具有结构清晰、自动化和电机控制的有机整合;系统透明、诊断信息丰富;接线、调试和维护简单;可靠性高、故障率低等特点。

     经过长期实践,博微已开发出当今主流PLC的子程序库,大大提高了编程调试效率、减少了故障点。

       在采用变频器基础上,利用静态优化和动态优化可节电20%;实现自动化控制和远程监控,节约人力成本50%;提高生产效率,减少故障停产,增加效益10%。

       公司在加强自身建设发展的同时,积极联合国外优秀企业,形成优势互补,目前已同西门子、罗克韦尔、施耐德、通用电气、ABB等国际著名控制系统厂商以及罗斯蒙特、哈希、E+H,EIM等国际著名的仪器仪表厂商建立了良好的合作关系。

       博微公司拥有自主开发的网络化控制系统NCS4000和现场总线仪表,稳定、可靠、开放式的通讯接口方便拓展。
三、公司业绩
开原崇宏热电变频调速控制系统
开原崇宏热电75T/H循环流化床锅炉控制、仪表及监控系统
清源满族自治县热力总公司锅炉DCS一次仪表系统
朝阳市房产供热公司北大街三号热源站、换热站自动控制系统
清源满族自治县热力总公司锅炉换热站变频调速系统
朝阳鑫业供暖有限公司锅炉DCS控制系统
朝阳鑫业供暖有限公司换热站变频控制系统
朝阳鑫业供暖有限公司供热调度控制通讯系统
开原造纸厂烯草75吨循环流化床锅炉仪表和控制系统
天津保税区热网集中控制系统
霍林河锅炉2台14MW往复热水锅炉控制仪表系统
营口市主城区集中供热管网改造工程项目中继泵站及换热站控制系统
昌图铁南热源厂85吨循环流化床锅炉仪表控制系统
昌图铁南热源厂65吨链条式锅炉仪表控制系统
铁岭天信160T/H循环硫化床锅炉仪表控制系统

四、工程图片
电设备

控制柜操作台

传感器仪表

操作台调试

视频监控

工程培训

电话:
024-31217263(产品事业部) 024-31217253(自动化)

传真:
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