分布式控制系统DCS技术在供热凝结水输配送的应用

针对供热运行中传统利用凝结水的方法成本高、效率低的现状，山东省淄博热力有限公司相关人员，在输配凝结水工作方面，自主创新，利用高温水管道作为凝结水输配管道，采用分布式控制系统（DCS）技术结合无线远程网络，解决大范围、多区域、多种热源间的凝结水输配调取、利用的问题，效果显著。
随着汽改水工程项目的逐步展开，高温水网范围逐步扩大，如何高效利用汽水首站产生的凝结水成为节能降耗工作需要解决的重要内容之一。山东省淄博热力有限公司相关人员，自主创新，利用高温水管道作为凝结水输配管道，采用DCS技术结合无线远程网络，解决大范围、多区域、多种热源间的凝结水输配调取、利用的问题，效果显著。
 
下面就以新村路高温水管道工程情况举例说明：
一、工程概况
淄博热力有限公司2010年 “汽改水”工程新建的新村路高温水网，主管网总长近5公里，下辖两大供热区域，两个汽水首站（热源）、20个水水换热站，供热面积约100余万平方米，管网辐射面积近10平方公里，每个运行期大约产生近14万吨凝结水。新区锅炉房热水锅炉负荷130多万平方米，日需补水量约500～800吨。
二、工程原理
1、如果两个汽水首站产生的凝结水仍采用以往沿用的汽车运输方式送至各个水水供热站，因各站零星分布，距离较远，故成本高、效率低，不可取。
2、借用高温水网供热的同时作为凝结水输配管道进行凝结水输配，一举两得。
3、同时考虑选用DCS系统自动化控制，克服首站运行中凝结水产生量会随着气温、蒸汽压力、蒸汽温度、供热负荷等运行参数的变化而波动等问题，进行全天候、不间断自动调水。降低了输送成本，提高了效率。
 
三、具体实施方案
（一）工程施工
1、在两个汽水首站的高温水网设定切换点（凤阳）和新村路高温水网与新区高温水网切换点（供销）并在井内安装旁通阀，井外安装远程控制箱。控制箱内安装“DTU”、“RTU”及手触屏电脑等。为了将旁通阀的启、闭对管网运行造成的影响降到最低，选用电调阀配用西门子电动执行器，通过控制箱可控制电调阀的开启度，同时可将电调阀的状态实时传送到调度室的“上位机”（电脑处理系统）。蒸汽流量计,蒸汽流量表,蒸汽计量表,蒸汽表,涡街流量计,气体流量计,液体流量计,热水流量计 。
2、在两个汽水首站的水箱安装扩散硅压力变送器，将液位转化成电信号通过GPRS（无线传输）即时将水箱液位状态传输给“上位机”（电脑处理系统）。经“上位机”状态识别、处理后将动作指令分别发送到

两个控制点（城中首站控制凤阳控制点，王舍新站控制供销控制点）控制电动调节阀的开启状态和开启度。
3、水水站在高温水回水管道加设压力控制电磁泄水阀，用以取水。
4、为了将系统的安全控制范围最大化，该工程未选用“总线控制系统”，而是大胆采用了GPRS方式，进行信息传输及命令发送，使得系统安全可控范围可覆盖淄博市的北部平原地区。
5、该系统既可以进行旁通阀门现场操作控制，也可经调度室的上位机进行远程控制。
6、根据设计思路采用VB与程序员共同完成了整套系统的现场编程、调试。
 
（二）系统运行
1、首先调整好三个供热区域高温水的运行压力，使得汽水站产生的凝结水可通过补水泵和回水管网输配到热水锅炉的供热区域。
2、设定好两个汽水站水箱水位与电调控制阀开启度的对应关系。
当城中高温水首站水箱液位达到相应液位时，城中高温水首站向“上位机“发出信号，经“上位机”状态识别、处理后发出调整指令给凤阳控制点，实时控制城中高温水首站向王舍新站管网区域的过水量；当城中高温水首站水箱液位达到下限时，城中高温水首站向“上位机“发出信号，经“上位机”状态识别、处理后发出关闭指令给凤阳控制点，城中高温水首站停止向王舍新站管网区域补水。蒸汽流量计,蒸汽流量表,蒸汽计量表,蒸汽表,涡街流量计,气体流量计,液体流量计,热水流量计 。

当王舍新站水箱液位达到相应液位时，王舍新站向“上位机“发出信号，经“上位机”状态识别、处理后发出开启指令给供销控制点，实时控制王舍新站向新区管网区域补水；当王舍新站水箱液位达到下限时，王舍新站向“上位机“发出信号，经“上位机”状态识别、处理后发出关闭指令给供销控制点，王舍新站停止向新区管网区域补水。
以上两站联动实现将多余的凝结水通过高温水网及时输送到新区管网。
 
3、新区高温水网在接收到输送的凝结水后，管网回水压力升高，当达到设定压力后，

辖内水水站电磁阀接受指令进行有序取水。若凝结水仍有剩余，管网压力将继续升高，信号传回“上位机”，经“上位机”状态识别、处理后发出指令，开启泄水阀门，将管网多余的水暂存至水箱以备二次调水。
当凝结水量较少不能满足日常用量时，管网压力降低到设定值，补水电磁阀开启，然后补水泵开启，将暂存在水箱的凝结水补进管网，满足用水需要，实现二次调水。
 
四、使用效果
（一）保障运行安全方面
此系统的建成、投入使用，将三段高温水网、两种运行模式，有机地融入到一体。
1、既可以实现各站间的灵活切换，又可以实现多站点同时联动补水。
2、增强了整个系统管网大量失水时的应急能力，使各站同时兼用一个大的“管网水箱”。避免因管网大量失水而停运。
3、有力地保障了新区热水锅炉的运行安全。
（二）经济效益
本工程及另两条高温水管线（潘南线、市委线）凝结水改造工程顺利投入使用后的一个月已向新区输配凝结水1.4万余吨。近期，通过相关人员的不断调试，管网输送能力较调试初期已有大幅提高，综合预计每年调水量在满足汽水首站下辖区域内的水水站的补水外，可达到6～10万吨（单日过水量最高曾达800多吨）输送到新区高温水管网。每年仅新区锅炉房节约资金就将达到100多万元以上。

五、不足之处
水箱安装扩散硅压力变送器，在将液位转化成电信号时会出现一定的偏差，需要进一步改进。

涡街流量计  

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