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全自动无人值守换热站的安全调试和运行调节问题

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-11-08  浏览次数:198
  随着供热自控技术的发展,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集中供热自控模式已得到了越来越广泛的应用。而换热站实现无人值守的关键点和技术难点在于安全保护系统,该系统必须经过热态调试检验方能确保换热站无人值守后的安全稳定运行。在安保系统热态调试中,由于运行和调试需同步进行,且测试时换热站各方面参数均为非正常的安全临界状态,在操作时稍有不慎即会影响供热运行,甚至会损坏供热设备,在此,笔者结合新疆石河子市天富热电供热公司德贷换热站自控项目调试实例,谈一谈如何保证调试过程安全完成,并最大限度减小对于换热站运行的影响。
  一、监控系统概况
  石河子供热项目SCADA系统为分布式监控系统。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)、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。
  本系统投运后将实现以下功能: 
  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,消除管网水力失调,达到流量的合理分配,进而消除冷热不均的现象。
  3、合理匹配工况,保证按需供热
  热网监控系统通过对供热系统特性识别和工况优化分析,根据室外温度的变化进行最佳运行工况的匹配,进而对热源站和各个热力站实行自动控制和运行指导,保证按需供热。根据此次多热源的特点和管网分布情况不同,监控系统能自动进行水力计算,合理经济地分配负荷,并考虑在高峰负荷时调峰锅炉的投入。
  4、及时诊断系统故障,确保安全运行,实现换热站无人值守
  热网监控系统通过对各热力站的运行参数分析,当各热力站发生超压、失压、泄漏、停电、设备等故障时进行及时诊断和自动操作保护,并向监控中心发送报警信号,保证系统安全运行,实现换热站无人值守。
  二、换热站安全保护设计 
  1、对换热站内设备的保护:a、所有循环泵停转时紧急关闭一次回水调节门,以防止二次水温度过高发生汽化损坏换热设备;b、当二次网回水压力过低时自动停止二次网循环泵,以防止水泵发生汽蚀损坏叶轮。
  2、对一次网及热源厂设备的保护:对于使用一次水补二次水方式进行补水的换热站,当一次网回水压力低于设定值时关闭一次补二次调节阀,以防止一次网压力过低造成整个一次热网的停运。
  3、对二次网及热用户系统的保护:由于我公司多数换热站采用首站凝结水打入一次网,再由一次补二次的运行方式实现凝结水的回收利用,而一次回水压力高达0.9MPa,一旦发生自控设备失灵将造成大量用户暖气包爆裂,对此我方专门设计了如下多重保护。a、分别对二次供、回水压力设高限(先定回水压力高限,后根据循环泵扬程设供水压力高限实现双重保护),压力超高时自动停止补水泵或一次补二次调节阀;b、如压力继续升高,站内机械式安全阀起跳泄压;c、如遇设备故障,压力依然无法控制,则急停二次网循环泵,变动压为静压,可立即降低系统压力,后由人现场查看处理。
  4、停电保护:系统停电后,由继电器向PLC提供失电信号,由PLC控制立即关断一次网回水调节阀以防止二次水高温汽化,打开一次水旁通电动阀以防止一次网超压,关断一补二旁通阀以防止一次网补水失控,以上三个阀门的动力均由站内UPS提供。
  5、站内水系统保护:a、水箱液位过低时停补水泵;b、水箱液位过高时停水处理设备进水阀;c、对有地下室的换热站,当地下室集水坑充满时自动启动潜水泵并向调度中心报警。
  三、热力站安全试验步骤
  1、手动操作提高或降低一、二次水参数至报警限值,测试PLC控制器及上位机是否有报警信号;
  2、手动关停所有循环泵,测试一次网调节阀是否自动关断;启动循环泵,暂停补水,并对二次回水泄压至0.08MPa,检查循环泵是否停止运行和一次回水调节是否关闭(保护循环泵在运行时不会因为二次网压力过低造成循环泵气蚀);
  3、关断一次网手动阀,并对一次网泄压至0.5MPa,测试一补二调节阀是否关断(保证一次网压力正常);
  4、对换热站的一补二调节阀或者补水变频泵的内部设定值修改。在低于运行值时检查一补二调节阀或者变频补水泵是否在开阀或者提高频率。在高于运行值时检查一补二调节阀或者变频补水泵是否在关阀或者降低频率(测试自控设备对二次网定压的运行状况);
  5、升高换热站二次供水压力至0.38MPa, 检查二次供水上安装的安全阀是否动作,防止二次网压力继续升高(测试对二次网压力的机械保护);
  6、提高安全阀启座压力,继续升高二次供水压力至0.4MPa,检查变频循环泵是否停止运行,在循环泵停运的同时,一次回水电动调节阀是否关闭,一补二调节阀或者补水变频泵是否关闭或停止(变动压为静压,可立即降低系统压力);
  7、换热站全站停电,检查一次回水调节阀及一补二调节阀是否关闭,一次供回水旁通阀打开(保护二次网不会因为电力系统故障停止循环泵后造成气击);
  8、换热站送电,由调度中心按程序远程启动所有设备至正常,并将安全阀启座压力重新订回0.38MPa;
  9、检查换热站所有的自控设备及表计状态,并检查上位软件所有的声音和文字提示报警记录;
  10、整理调试记录,归档。
  四、调试过程中各方面人员注意事项
  1、自控调试人员注意事项
  a、自控调试人员到达换热站现场后应首先明确现场设备的运行情况,哪些设备正在投入运行,哪些设备未上电工作。
  b、在进行现场仪表的IO信号调试时,应将外部未通电的电动调节阀等现场设备断开,防止下装程序导致的调节阀自动关闭等问题。
  c、调试阀门和水泵变频器、软启动器等关键设备时要先通过现场运行值班人员及调度中心许可后方能进行,并在规定时间内完成调试。如需延时要重新向运行调度中心请示,得到批准方可继续进行,否则应将现场恢复至运行状态。
  d、调试过程中发现有影响到运行的问题应及时处理,做出记录,并向调度中心汇报。
  2、现场运行人员注意事项
  a、现场运行人员在得到调度许可后应全力配合自控调试人员的工作,如遇到自己不清楚,无法配合的状况应及时向领导汇报,及时解决问题。
  b、现场所有设备在未调试完成交付前,现场运行人员不得进行任何操作。
  c、调试过程中如遇不明故障,应及时与调试人员沟通,分析原因,及时解决。并通知上级领导及运行调度中心。
  3、上位调度值班人员注意事项
  a、调试计划应由控制调度中心制定,并下发给自控调试人员及现场运行人员。
  b、及时与自控调试人员及现场运行人员沟通,及时了解现场调试进度及情况。
  c、遇到问题应及时处理记录,较大问题应及时上报。---  新疆天富热电股份有限公司供热分公司 姜炜
 
 
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