熱網(wǎng)首站的監(jiān)控運行與優(yōu)化

摘要：熱網(wǎng)首站監(jiān)控系統(tǒng)采用可編程序控制器（PLC）實現(xiàn)對首站生產(chǎn)過程的實時控制。上位機監(jiān)控采用IFIX3.0組態(tài)軟件，下位機PLC編程采用CONCEPT2.6軟件，上位與下位之間為冗余以太網(wǎng)通訊，實現(xiàn)了運行人員在上位機對運行設備的集中控制。

關鍵詞：勝利油田 熱網(wǎng) 監(jiān)控運行

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2011)12(c)-0000-00

集中供熱是指一個或幾個熱源通過熱網(wǎng)向一個區(qū)域的各熱用戶供暖的方式。它由熱源、熱網(wǎng)、和熱用戶三部分組成。勝利油田基地供熱工程使用的是抽氣式供熱系統(tǒng)，它利用勝利發(fā)電廠二期300MW×2機組提供的采暖蒸汽作為熱網(wǎng)首站加熱汽源，每臺機組額定工況下的抽汽壓力為0.392MPa，抽汽量為350t/h，供熱蒸汽溫度257.6℃，采暖介質(zhì)為熱水，由循環(huán)水泵將加熱到120℃的熱水經(jīng)一級管網(wǎng)送至勝利油田基地中心區(qū)域，在二級換熱站完成低溫水與高溫水的換熱（60/85℃），為各區(qū)域內(nèi)建筑物供暖。熱水由120℃降至65℃后返回勝利發(fā)電廠熱網(wǎng)首站，勝利發(fā)電廠熱網(wǎng)首站就是將做完功的65℃的回水加熱至120℃的高溫熱水并送至二級換熱站。

1 存在的問題

熱網(wǎng)首站供熱設備及控制系統(tǒng)投運幾年來，發(fā)現(xiàn)存在許多由于設計、安裝等原因造成的問題：

1、熱控保護系統(tǒng)不完善，缺乏對整個供熱系統(tǒng)及管網(wǎng)的有效保護。

2、蒸汽管道膨脹節(jié)出現(xiàn)泄漏、損壞。

3、蒸汽管道運行時無法正確監(jiān)視管道內(nèi)部溫度變化及管道的位移量，造成蒸汽系統(tǒng)暖管時間無法準確控制，在送汽階段出現(xiàn)管道振動及位移增大現(xiàn)象。

4、供熱加熱器出口水溫CRT顯示出口母管的混水溫度，不能顯示各單個加熱器出口水溫，在實際運行中不能有效地監(jiān)視和調(diào)整單個加熱器的運行工況，易造成多個加熱器間加熱不均，影響設備的經(jīng)濟運行。

5、熱網(wǎng)首站與供熱的二期兩臺機組之間數(shù)據(jù)無通訊，不方便相互之間的調(diào)節(jié)操作。

6、整個控制系統(tǒng)只有操作畫面下方滾動的報警，發(fā)生異常現(xiàn)象運行人員無法及時發(fā)現(xiàn)。

7、報警歷史無記錄、運行操作無記錄、歷史趨勢采集不準確，造成運行狀況無法追溯，事故原因無法分析。

為確保熱網(wǎng)首站的安全經(jīng)濟運行，保證整個系統(tǒng)的供熱效果，首站的安全運行顯得至關重要。

2 優(yōu)化方案及效果分析

1、根據(jù)電廠供熱首站現(xiàn)場設備的實際監(jiān)控需求，重新編定供熱管網(wǎng)熱控保護邏輯：

⑴ 為防止供熱管網(wǎng)在意外情況下出現(xiàn)異常運行時導致設備損壞的情況，增加了供熱管網(wǎng)循環(huán)水泵的出口壓力大于1.55Mpa、入口壓力低于0.08Mpa的循環(huán)水泵掉閘熱控邏輯，確保循環(huán)水泵運行中壓力低不汽蝕、壓力高不超標的穩(wěn)定運行，確保管網(wǎng)設備運行安全。

⑵ 增加供熱5臺加熱器進出口電動門、供回水管道電動總門及供水電動旁路門關閉信號作為供熱循環(huán)水泵的拒動條件之一，保證供暖期間循環(huán)水不憋壓啟動及運行。

⑶ 將疏水箱采用滿水運行方式，使加熱器與疏水箱連為一體，用疏水變頻泵直接調(diào)節(jié)加熱器水位，這樣既增加了疏水的容積，又減輕了原疏水箱管道震動，而且由于減少了中間環(huán)節(jié)，使疏水及加熱器水位調(diào)節(jié)更直接穩(wěn)定。并且充分考慮了單臺加熱器解列情況下，調(diào)節(jié)對象變化，通過加熱器選擇使相應的自動調(diào)節(jié)程序也隨之改變。

⑷ 將供熱循環(huán)水除氧器的水位高低報警及保護聯(lián)鎖邏輯進行重新整定，取消除氧器水位的再循環(huán)聯(lián)鎖保護，完善除氧器與進水、進汽調(diào)整門的熱控聯(lián)鎖，確保系統(tǒng)除氧、補水的正常運行。

2、針對蒸汽管道膨脹節(jié)出現(xiàn)泄漏影響供熱運行的情況，在取消蒸汽管道膨脹節(jié)后，結合電廠主機設備對蒸汽管道的監(jiān)控特點，在電廠二期發(fā)電機組至熱網(wǎng)首站的進站蒸汽管道彎頭處與蒸汽管道末端處增設位移量指示器，可隨時記錄蒸汽管道運行前后的位移數(shù)值，通過對位移參數(shù)變化的監(jiān)視，進而控制二期發(fā)電機組至熱網(wǎng)首站蒸汽的運行參數(shù)，提高蒸汽管道的運行可靠性和經(jīng)濟性。

3、將電廠汽輪機組在高、中壓缸的監(jiān)控方式進行擴展，在二期機組至熱網(wǎng)首站蒸汽管道上選取靠近首站的供熱管道爬升段前5米處增設管道上下壁溫點，通過測點顯示來檢查機組至首站供汽管道上下壁溫情況，通過管段疏水的調(diào)整將管道內(nèi)壁上下溫差控制在50℃以內(nèi)。當管道內(nèi)壁上下溫差接近或超過50℃趨勢時，需加強來汽管道的疏水工作直至停止供汽，待查明原因后方可繼續(xù)供汽升溫。通過合理控制管道溫差，最大限度地消除蒸汽管道運行中產(chǎn)生的應力，減少了因溫控不當及疏水不暢對管道的影響。

4、在5臺供熱加熱器出水管道上增設溫度測點，可對每臺加熱器進行單獨溫度跟蹤顯示，能直觀地反映了加熱器汽水運行工況，方便加熱器在啟停或檢修工作前后的供水溫度調(diào)整，確保加熱器變工況運行時的應力調(diào)節(jié)，保護加熱設備運行安全，同時避免了因供熱溫度變化對整個供熱管網(wǎng)的影響。

5、熱網(wǎng)首站與兩臺供熱機組的抽汽、疏水系統(tǒng)緊密相連，首站的異常極有可能造成兩臺發(fā)電機組的停機事故。為改變了以往電話聯(lián)系詢問運行數(shù)據(jù)的方式，實現(xiàn)雙方數(shù)據(jù)的實時在線監(jiān)視，用光纖在兩臺機組與首站控制系統(tǒng)之間建立以太網(wǎng)聯(lián)接，實現(xiàn)了從發(fā)電機組的DCS上可以訪問PLC的直接地址。將DCS內(nèi)的數(shù)據(jù)寫入PLC的寄存器，并直接讀取PLC的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)首站與供熱機組數(shù)據(jù)交換功能。方便了首站運行人員參照機組參數(shù)對設備進行調(diào)節(jié)，同樣也讓汽機運行人員在首站運行出現(xiàn)異常時能及時發(fā)現(xiàn)、及早應對，減少首站運行對機組的影響。

6、在操作員站安裝聲卡及音箱。在PLC程序中，判斷參數(shù)越限及動力設備的跳閘或停止條件，使之驅動一寄存器，并在上位組態(tài)中對該寄存器進行實時掃描，當檢測到寄存器數(shù)值為“1”時，就用VB調(diào)用多媒體播放程序，從上位機音箱發(fā)出音響報警，使運行人員能及時發(fā)現(xiàn)異常情況，盡早應對，防止事故擴大。

7、完善整個控制系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)收集，實現(xiàn)模擬量點的趨勢采集，開關量點的報警記錄收集。上位組態(tài)軟件IFIX自帶有簡單的報警歷史記錄功能，最多只能記錄100余條數(shù)據(jù)越限、狀態(tài)翻轉、操作信息、系統(tǒng)異常等報警，遠遠滿足不了系統(tǒng)運行分析的需要。在此功能基礎上，應用IFIX支持WINDOWS的開放式數(shù)據(jù)庫連接 (ODBC)的技術特點，將IFIX記錄的報警信息通過ODBC功能寫入數(shù)據(jù)庫，再通過OFFICE的ACCESS數(shù)據(jù)庫軟件將信息讀出并自動記錄下來，從而實現(xiàn)了報警記錄及歷史趨勢的記錄；同時還設計了記錄運行人員操作的程序，并在每一個操作按鈕的腳本中調(diào)用該子程序，將運行人員的每一步操作都詳實記錄下來，同樣通過ODBC功能寫入相應的關系數(shù)據(jù)庫中，以備事故調(diào)查時分析原因。操作記錄功能使誤操作有據(jù)可查，增強了運行人員的責任意識。

通過對熱網(wǎng)首站的熱工控制系統(tǒng)及現(xiàn)場設備監(jiān)控設施的優(yōu)化，使系統(tǒng)更完善、監(jiān)控操作更方便、事故分析更有理、運行責任更明確，整個供暖系統(tǒng)運行處于可控在控范圍內(nèi)。

現(xiàn)在設備在集中供暖階段的運行基本穩(wěn)定，但是隨著外圍供暖面積的不斷增大，對管網(wǎng)設備監(jiān)控的要求也隨之提高，在今后的設備運行中仍需要對供熱管網(wǎng)進行不斷的改進以適應新的需求。