淺析一種供熱系統(tǒng)燃煤鍋爐風(fēng)機電量計量系統(tǒng)測試與應(yīng)用

【摘要】本文結(jié)合實際應(yīng)用，對供熱系統(tǒng)燃煤鍋爐房的風(fēng)機電計量系統(tǒng)進(jìn)行了論述，對突進(jìn)供熱系統(tǒng)進(jìn)行管理有促進(jìn)意義。

【關(guān)鍵詞】供熱系統(tǒng)；燃煤鍋爐；風(fēng)機電量計量

大慶油田礦區(qū)事業(yè)部現(xiàn)有8座大型燃煤鍋爐房，燃煤鍋爐房作為供熱系統(tǒng)的主熱源耗電量較大，鍋爐的鼓風(fēng)機和引風(fēng)機功率在100KW以上，為主要耗電設(shè)備，長期以來，燃煤鍋爐房未實現(xiàn)對每臺鍋爐鼓風(fēng)機和引風(fēng)機的單獨用電計量，針對這一現(xiàn)象，通過對單臺鍋爐電計量系統(tǒng)進(jìn)行改造，在每臺鍋爐的鼓風(fēng)機和引風(fēng)機系統(tǒng)加裝電計量裝置，能夠準(zhǔn)確的掌握單臺鍋爐的用電狀況，檢測鍋爐的運行調(diào)節(jié)狀況，提高節(jié)能管理水平。

一、電計量系統(tǒng)應(yīng)用改造內(nèi)容

針對原有各個鍋爐房現(xiàn)有設(shè)備電器控制系統(tǒng)均是獨立控制，利用原有配電柜，將計量設(shè)備安裝在配電柜上，首先為每臺設(shè)備安裝三塊電流互感器，再安裝一塊三相電子電能表（遠(yuǎn)傳功能），并對儀表進(jìn)行效驗，進(jìn)而實現(xiàn)對單臺設(shè)備的用電計量，用電量采集系統(tǒng)，通過無線通訊方式，由數(shù)據(jù)采集模塊采集數(shù)據(jù)，通過無線信號發(fā)射和接收，監(jiān)控中心統(tǒng)一管理電量信息，實現(xiàn)集中存儲、統(tǒng)一管理。

系統(tǒng)采用基于無線通信的電計量遠(yuǎn)程采集一體化解決方案，整個系統(tǒng)由多功能電表、前端數(shù)據(jù)采集器、無線通信信道、管理計算機、監(jiān)控軟件等構(gòu)成。

數(shù)據(jù)采集由前端數(shù)據(jù)采集模塊完成，通過RS485總線下接多塊多功能電能表，采集上來的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行本地存儲，最多可存儲20天的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集模塊采集電能表中的各項輸出數(shù)據(jù)（包括分時電量、瞬時量、需量、失壓斷相量等），將其在存儲區(qū)中保存一定時間，并隨時接受主站命令將數(shù)據(jù)打包上傳。管理計算機采用一般PC機，通過ZIGBEE無線通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行通信。管理計算機對采集模塊回傳的傳數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理后，通過監(jiān)控軟件存入數(shù)據(jù)庫中，供其它子系統(tǒng)查詢計算。監(jiān)控軟件主要實現(xiàn)各鍋爐房中電計量數(shù)據(jù)的讀取、存儲、報表生成、班組核算、趨勢顯示、對比分析等數(shù)據(jù)處理功能，為管理部門進(jìn)行生產(chǎn)運行管理、班組考核等提供數(shù)據(jù)支持。

二、電表系統(tǒng)技術(shù)方案

1.電表選型

本系統(tǒng)采用安科瑞多功能電子表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，該儀表是三相四線

2.電流互感器及與電表的接線圖

改造采用的電表為三相四線型多功能電表。

3.電表箱安裝

（1）鍋爐房鼓、引風(fēng)機回路電計量電表統(tǒng)一裝在表箱內(nèi)，根據(jù)配電間的實際情況安裝在合適位置上。

（2）安裝的電流互感器為開口式電流互感器，不需要拆下柜內(nèi)原有的電纜或銅排，只需把開口式電流互感器安裝在鼓、引風(fēng)機回路的電纜上，互感器接線順電纜溝或線槽連至表箱。

4.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用前端數(shù)據(jù)采集模塊（本地存儲）+RDTU的解決方案，即通過前端數(shù)據(jù)采集模塊經(jīng)由485網(wǎng)絡(luò)來采集現(xiàn)場的各電計量表的數(shù)據(jù)，并可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。同時當(dāng)管理計算機上的監(jiān)控軟件需要收集電表的歷史數(shù)據(jù)時，則通過RDTU模塊（ZIGBEE）將存儲在本地的計量數(shù)據(jù)信息通過ZIGBEE信道上傳到管理計算機上的數(shù)據(jù)庫中。前端數(shù)據(jù)采集模塊采用沈陽凱盛公司的DC485M20D，RDTU模塊沈陽凱盛公司自行研發(fā)的SZ-02系列ZIGBEE模塊。

1）電量采集

電量采集采用485通信網(wǎng)絡(luò)，因此每個電量采集子系統(tǒng)可最多采集32塊智能電表的數(shù)據(jù)或其他具有485通信接口的智能儀表數(shù)據(jù)。采用DC485M20D前端數(shù)據(jù)采集模塊作為485網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)主機，按照系統(tǒng)要求定時的發(fā)出指令（符合MODBUS標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議）給各計量電表（從機節(jié)點），電表收到數(shù)據(jù)指令后回傳DC485M20D主機要求的電量數(shù)據(jù)及電量數(shù)據(jù)的采集時間信息，DC485M20D主機收到后首先將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行本地存儲，形成相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄。當(dāng)DC485M20D主機通過ZIGBEE無線信道收到管理計算機的數(shù)據(jù)要求后，將相應(yīng)時段的電量數(shù)據(jù)記錄通過RDTU-SZ02上傳至管理計算機，而后監(jiān)控軟件將收到的數(shù)據(jù)記錄存儲到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，同時根據(jù)數(shù)據(jù)記錄完成數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)融合與分析的功能，形成各種報表、統(tǒng)計圖表等。

2）數(shù)據(jù)通信方式

首先，數(shù)據(jù)采集模塊定時把電表的數(shù)據(jù)采集上來，因電量數(shù)據(jù)量不大通過ZIGBEE模塊把數(shù)據(jù)傳送到無線通信兩絡(luò)中。管理計算機采用COM口連接ZIGBEE主節(jié)節(jié)點模塊。監(jiān)控中心的查詢命令和控制命令也可以通過無線方式發(fā)送到從機ZIGBEE模塊，然后傳送到各個儀表，對它們進(jìn)行數(shù)據(jù)采集等操作。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采用最為普遍的485網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，因此未來仍然可以進(jìn)行系統(tǒng)的擴展，以便于采集現(xiàn)場的任何具有485總線的智能儀表。

5.監(jiān)控軟件方案

系統(tǒng)控軟件使用C/S 模式。主要包括系統(tǒng)界面的開發(fā)與設(shè)計，報表的生成，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計與建立。因此采用Microsoft Visual Studio 2005作為開發(fā)工具，以VB.NET語言做為核心開發(fā)語言。為了使最后的程序能夠?qū)崿F(xiàn)“傻瓜”式智能化的啟動，而像SQL Server 2000等數(shù)據(jù)庫基本都需要安裝服務(wù)器的運行環(huán)境，因此本系統(tǒng)采用Access數(shù)據(jù)庫。本監(jiān)控軟件系統(tǒng)的主要功能模塊包括：用戶管理模塊、設(shè)備管理模塊、系統(tǒng)資源配置模塊、通信模塊、綜合查詢模塊、報表生成模塊以及系統(tǒng)維護(hù)模塊。

三、成果應(yīng)用情況

1.應(yīng)用范圍及數(shù)量

燃煤鍋爐風(fēng)機電量計量系統(tǒng)在礦區(qū)事業(yè)部8座燃煤鍋爐房的31臺鍋爐上運行，系統(tǒng)應(yīng)用后，能夠?qū)崿F(xiàn)電量的遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過鍋爐房的監(jiān)控主機，可以隨時查看單位鍋爐鼓風(fēng)機、引風(fēng)機系統(tǒng)的耗電情況，同時能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析。

2.應(yīng)用效果及效益

通過燃煤鍋爐的電計量系統(tǒng)改造，能夠?qū)崿F(xiàn)對單臺鍋爐主要耗電設(shè)備鼓風(fēng)機和引風(fēng)機的單獨計量，掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，對單臺爐運行調(diào)節(jié)狀況進(jìn)行有效的監(jiān)測，為班組核算考核提供科學(xué)依據(jù)。年可以節(jié)約用電20萬千瓦時，節(jié)約資金12萬元，同時可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，減少停爐等經(jīng)濟(jì)損失。

參考文獻(xiàn)：

[1]穆習(xí).電能計量裝置接線檢查實用指南.遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，2008年6月.