分布式能源智能熱網(wǎng)冷熱一體化的實(shí)施

黃晨愷

摘要：介紹了某分布式能源智能熱網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，不同于多數(shù)分布式能源智能熱網(wǎng)的冷、熱主站分開(kāi)統(tǒng)計(jì)的方式，采用供冷、供熱熱主站智能一體化的方式，并采用計(jì)算機(jī)技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)結(jié)合實(shí)施，以達(dá)到智能、高效、節(jié)約的管控方式。

關(guān)鍵詞：智能熱網(wǎng)；分布式能源；計(jì)量；冷、熱主站一體化

0引言

分布式能源系統(tǒng)直接面向用戶(hù)，按用戶(hù)的需求就地生產(chǎn)并供應(yīng)能量，具有多種功能，可滿(mǎn)足多重目標(biāo)的中、小型能量轉(zhuǎn)換利用系統(tǒng)，在智能化電廠(chǎng)這方面，并不需要將熱、冷主站分開(kāi)實(shí)施，本文詳細(xì)闡述了在該分布式能源智能熱網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，提供高效且智能的綜合主站來(lái)計(jì)量冷、熱及監(jiān)控管理等工作，包含設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程中的一些重要細(xì)節(jié)。

1 概述

某工程建設(shè)2×30MW級(jí)燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)冷熱電三聯(lián)供分布式能源站，配置為兩套分軸布置的燃?xì)廨啓C(jī)配抽凝式汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組及2套配套的余熱鍋爐。

其中集中供冷采用溴化鋰制冷技術(shù)，通過(guò)冷源水管道經(jīng)熱交換實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的供冷需求，同時(shí)管道管道中的冷水經(jīng)過(guò)熱交換設(shè)備后水溫上升，經(jīng)回水管道回流至溴冷機(jī)進(jìn)行冷卻，從而實(shí)現(xiàn)整體的集中供冷。

綜上所述，若采用傳統(tǒng)分開(kāi)熱、冷流量主站的計(jì)量方式，設(shè)備浪費(fèi)不節(jié)約，且監(jiān)控繁瑣，管理易引起混亂，故設(shè)計(jì)一體化主站的計(jì)量來(lái)進(jìn)行監(jiān)控。

2 智能熱網(wǎng)的實(shí)施

首先需明確智能化的重要措施，初步設(shè)計(jì)總結(jié)如下：

能夠滿(mǎn)足國(guó)家及地方技術(shù)監(jiān)督局對(duì)熱網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與計(jì)量管理系統(tǒng)及貿(mào)易結(jié)算的要求，配置一套完整的熱網(wǎng)寬量程計(jì)量與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

系統(tǒng)設(shè)有一個(gè)主站、調(diào)度端中心站和設(shè)在用戶(hù)遠(yuǎn)端的熱網(wǎng)智能終端以及一次儀表組成。

能進(jìn)行整個(gè)熱網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行分析，具有實(shí)時(shí)管損、過(guò)熱度計(jì)算和顯示、強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)和查詢(xún)功能。實(shí)時(shí)采集各用戶(hù)子站的溫度、壓力、流量和其他多項(xiàng)儀表運(yùn)行參數(shù)及一次表原始信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)計(jì)量?jī)x表的運(yùn)行情況，可以實(shí)時(shí)進(jìn)行故障源頭的初步判斷。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)需要設(shè)立一個(gè)獨(dú)立的熱網(wǎng)服務(wù)器，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)熱網(wǎng)數(shù)據(jù)的采集，并同時(shí)具有在廠(chǎng)內(nèi)局域網(wǎng)熱網(wǎng)信息發(fā)布功能。廠(chǎng)區(qū)的局域網(wǎng)交換機(jī)與熱網(wǎng)服務(wù)器建立一個(gè)端口映射，GPRS終端主動(dòng)上網(wǎng)鏈接到服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

具體實(shí)施情況：

①用戶(hù)側(cè)流量計(jì)量裝置的安裝，如下圖

以直徑（D）為80m的蒸汽管道為例，整體的直管段長(zhǎng)度建議不少于60倍的直徑實(shí)際長(zhǎng)度為4800mm。其從引壓管位置至測(cè)溫點(diǎn)部分直管段最好布置在計(jì)量房?jī)?nèi)。（60D）

②眾所周知，流量計(jì)正確計(jì)量范圍有一定線(xiàn)性，在小流量期間測(cè)量精確度不穩(wěn)定，需要在流量計(jì)算機(jī)內(nèi)手動(dòng)設(shè)置正確計(jì)量的最小流量值，此點(diǎn)較為關(guān)鍵，附下圖常見(jiàn)渦街流量計(jì)在各個(gè)工況下可測(cè)飽和蒸汽的流量范圍：

③熱網(wǎng)主站：主站監(jiān)控軟件系統(tǒng)采用先進(jìn)的控制原理和編程方法編寫(xiě)而成，具有良好的人機(jī)界面，強(qiáng)大的功能：監(jiān)測(cè)每個(gè)計(jì)量點(diǎn)的壓力、溫度、差壓/頻率、瞬時(shí)流量、累積流量，瞬時(shí)熱量、累積熱量、交流斷電、閥門(mén)狀態(tài)信號(hào)。

網(wǎng)絡(luò)接入宜采用數(shù)據(jù)專(zhuān)線(xiàn)傳輸，不包含互聯(lián)網(wǎng)，以保證網(wǎng)絡(luò)安全，采用UPS電源接入，以保證現(xiàn)場(chǎng)突發(fā)情況下不影響各客戶(hù)端及主站的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)。

3.供冷及監(jiān)控系統(tǒng)的并入

供冷的計(jì)量及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)是一項(xiàng)綜合性系統(tǒng)工程，通過(guò)一次設(shè)備采集現(xiàn)場(chǎng)水熱量、進(jìn)水溫度和回水溫度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，然后對(duì)制冷量進(jìn)行運(yùn)算和積算等，將運(yùn)算的數(shù)據(jù)和結(jié)果上傳至上位機(jī)，上位機(jī)接收數(shù)據(jù)后對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、累計(jì)數(shù)據(jù)及運(yùn)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理、顯示、存儲(chǔ)，同時(shí)還可根據(jù)各用戶(hù)參數(shù)的特殊要求進(jìn)行超限報(bào)警、產(chǎn)生各種報(bào)表數(shù)據(jù)及實(shí)現(xiàn)辦公網(wǎng)數(shù)據(jù)共享

將供冷計(jì)量及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為以下幾個(gè)組成部分：

1）用戶(hù)就地現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備系統(tǒng)；

2）監(jiān)控調(diào)度中心系統(tǒng)；

3）集中供冷監(jiān)控管理軟件系統(tǒng)；

其中2、3兩項(xiàng)可以兼容到原有的熱網(wǎng)管理調(diào)度中心和熱網(wǎng)智能管理平臺(tái)，這些功能與熱網(wǎng)功能一致，功能并入熱網(wǎng)后可實(shí)現(xiàn)冷、熱、機(jī)組三位一體來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化管控。

供冷用戶(hù)就地設(shè)備系統(tǒng)包括：流量計(jì)、溫度傳感器（PT1000）、智能熱量計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)控閥門(mén)、4G工業(yè)傳輸終端、UPS電源設(shè)備和其他設(shè)備。其中供冷與供熱不同之處為就地測(cè)量裝置和方式不同，流量計(jì)選型可具備標(biāo)準(zhǔn)RS-485串行通訊接口，支持國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)MODBUS-RTU通訊協(xié)議和GPRS等多種無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)通信組網(wǎng)方式，具有累積脈沖當(dāng)量輸出。可遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)接入到現(xiàn)行的智能熱網(wǎng)管理系統(tǒng)。

供冷主站數(shù)據(jù)管理平臺(tái)亦采用工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集、整合和分析的全過(guò)程解決方案。工業(yè)數(shù)據(jù)智能管理系統(tǒng)從熱電企業(yè)的實(shí)際需求出發(fā)，將分散的“計(jì)量源”進(jìn)行整合，完成監(jiān)控、報(bào)表和分析等功能，更好的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的統(tǒng)籌管理，節(jié)能降耗，提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

通過(guò)之前現(xiàn)行的智能熱網(wǎng)管理軟件新增供冷計(jì)量管理模塊，供冷管理子模塊系統(tǒng)一樣包含了供冷數(shù)據(jù)接收功能、供冷數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能、歷史數(shù)據(jù)分析功能等。

4.總結(jié)

供冷計(jì)量及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度中心可以采用現(xiàn)行的智能熱網(wǎng)管控系統(tǒng)的硬件設(shè)備核心系統(tǒng)，服務(wù)器具有足夠的性能和擴(kuò)展空間，可以實(shí)現(xiàn)供熱/供冷等數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算、存儲(chǔ)和發(fā)布等功能。

作為新一代供能模式，分布式能源系統(tǒng)是集中式供能系統(tǒng)的有力補(bǔ)充，作為服務(wù)于當(dāng)?shù)氐哪芰抗?yīng)中心，它直接面向當(dāng)?shù)赜脩?hù)的需求，布置在用戶(hù)的附近，這為智能一體化主站建立了良好的基礎(chǔ)，達(dá)到智能、高效、節(jié)約的目的。

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