ABB自动化监控系统在石河子市集中供热中的应用

【摘 要】石河子市城市建设的快速发展给供热工作带来一系列问题，对此，新疆天富热电股份有限公司利用德国政府节能贷款，采用国内先进ABB公司供热自动化监控设备及技术，对石河子供热系统进行自动化改造，从而实现城市集中供热自动监控和换热站无人值守，大大提高了供热公司运行管理水平，增强了供热系统调控能力，节能增效显著。--新疆天富热电股份有限公司供热分公司 姜 炜

一、运行现状及存在问题
新疆天富热电供热分公司现有集中供热面积1150万m2 ，由东、西、南热电厂及3号站共四个热源进行供热，共有3座换热总站、1座中继泵站、105座热交换站，承担着整个石河子市区98％以上的民用采暖及企业生产用汽供应任务。供热信息网了解到供热系统热用户与热源之间采用间接连接方式，一次主网为多热源独立运行，部分负荷可根据电厂生产情况及设备故障情况切换热源，一、二次热网均采用分阶段变流量，质调、量调相结合的方式进行供热，热网运行调节主要靠操作人员凭经验进行人工操作。

近四年来，石河子市集中供热面积由670万m2迅速增至1150万m2，增幅达70%，城市建设的快速发展给供热工作带来一系列问题，主要包括：
（1）由于热网系统不断加大，且现有一次网与二次网大多未装设流量、热量调节装置，导致系统水力工况、热力工况失调现象难以消除，造成用户冷热不均；
（2）供热系统未能在最佳参数下运行，各热源厂供热量与需热量不匹配，能耗较高；
（3）设备及管网发生故障时，不能及时地诊断、报警，从而影响整个城市供热系统的稳定运行；
（4）在换热站数量大量增加的情况下，供热公司由于没有足够的具备相关工作经验的值班人员，不得不大量使用季节工，运行人员素质的下降导致整体运行调节水平降低，能耗增加。
针对以上情况，新疆天富热电股份公司引进德国政府节能贷款，采用ABB公司自动化监控设备及技术，按照中央调度室集中监控、各换热站应用PLC可编程控制器实现无人值守换热站这一国内先进的供热自控模式对全市105座换热站进行了自动化改造，现将具体情况叙述如下。

二、自动化热网监控系统
1、系统结构
石河子自动化热网监控系统为分布式监控系统，分为两级监控：一级监控为主控室（MCC）；上位系统采用ABB公司800Xa工控系统软件；二级监控为就地监控单元（LCM1、LCM2），下位采用ABB公司AC500可编程控制器。系统连接以光缆通讯为主，ADSL作为备用通道。本SCADA系统包括以下部分：主控中心（MCC）、热源站控制（LCM1控制器）、各热力站控制（LCM2控制器）、蒸汽用户测量站（通过蒸汽热量表与通讯接口，以无线GPRS上传）、热网实时在线监测系统。SCADA系统最多可以连接200个换热站LCM，最大数据点数目达20000个。

热网集中监控系统如图1所示。

2、主控中心（MCC）
主控中心MCC是石河子供热管网自动化控制系统的控制中心和信息交换中心，采用功能强大的ABB800Xa系统作为上位机软件，该系统是ABB公司目前最先进的分散控制系统平台，为用户提供了一个单一的平台，将操作运行、工程组态和信息管理高度集成在一起，并极大地扩展了自动控制系统的范围，其软件功能作为插件嵌入到系统中，未来可根据需要不断扩展新的功能，具备多用户独立工作、个性化人机界面、信息访问方便迅捷、报警和事件处理明确、趋势和报表详尽多样，以及历史数据库系统强大可靠等优点，其工程师站界面如图2，该系统完成数据采集、数据存储、画面组态、运行状态大屏幕显示、控制操作、报警管理、网络发布等功能。供热信息网了解到MCC对整个供热系统进行监控（包括蒸汽及热水），它从供热系统收集主要数据，管理整个管网的操作数据，打印报告和记录，MCC的设计可以容纳200个LCM（包括LCM1和LCM2）以及150个蒸汽测量用户，并且可以根据将来的需要进行扩展。

该系统可实现如下功能：
（1）及时检测热网运行参数，了解系统运行工况
实时采集所有热力站的技术数据，包括温度、压力、流量、热量、液位、循环泵、补水泵运行状态、水电消耗等参数，实现各站点的水压图、温度、流量分布状况的实时监测，实现远程集中抄表，对运行工况能做到“情况明朗，心中有数”。
（2）均匀调节流量，消除冷热不均
热网监控系统能随时对热网进行调节，消除一次网、二次网水力失调，达到流量的合理分配，