A hőszolgáltatás jellemzői a hőellátási és hőfogyasztási módok egymásra merev hatása, valamint több áru (hőenergia, áram, hűtőfolyadék, melegvíz) ellátási pontjainak sokasága. A hőszolgáltatás célja nem a termelés és szállítás biztosítása, hanem ezen áruk minőségének megőrzése minden fogyasztó számára.

Ezt a célt viszonylag hatékonyan sikerült elérni stabil hűtőfolyadék-áramlási sebességgel a rendszer minden elemében. Az általunk alkalmazott „minőségi” szabályozás természeténél fogva csak a hűtőfolyadék hőmérsékletének változtatását jelenti. Az igényvezérelt épületek megjelenése biztosította a hálózatokban a hidraulikus rezsimek kiszámíthatatlanságát, miközben magukban az épületekben fenntartotta a költségek állandóságát. A szomszédos házakban a panaszokat a túlzott keringés és az ennek megfelelő tömeges túlcsordulás kellett kiküszöbölni.

A ma használatos hidraulikus számítási modellek időszakos kalibrálásuk ellenére nem tudják elszámolni a belső hőtermelés és -fogyasztás változásából adódó költségeltéréseket az épület ráfordításainál. forró víz, valamint a nap, a szél és az eső hatása. A tényleges minőségi-mennyiségi szabályozással valós időben kell „látni” a rendszert, és biztosítani kell:

• a kézbesítési pontok maximális számának ellenőrzése;
• az ellátás, a veszteségek és a fogyasztás aktuális mérlegének egyeztetése;
• ellenőrzési művelet az üzemmódok elfogadhatatlan megsértése esetén.

A menedzsmentnek a lehető legautomatizáltabbnak kell lennie, különben egyszerűen lehetetlen megvalósítani. A kihívás az volt, hogy ezt az ellenőrzőpontok felállításával kapcsolatos indokolatlan költségek nélkül elérjék.

Manapság, amikor számos épületben áramlásmérőkkel, hőmérséklet- és nyomásérzékelőkkel ellátott mérőrendszerek működnek, ésszerűtlen ezeket csak pénzügyi számításokhoz használni. Az ACS "Teplo" főként a "fogyasztótól származó" információk általánosítására és elemzésére épül.

Az automatizált vezérlőrendszer létrehozásakor az elavult rendszerek tipikus problémáit sikerült kiküszöbölni:

• függőség a mérőeszközök számításainak helyességétől és az ellenőrizhetetlen archívumokban lévő adatok megbízhatóságától;
• az üzemi mérlegek összehozásának lehetetlensége a mérési idő inkonzisztenciája miatt;
• képtelenség a gyorsan változó folyamatok irányítására;
• új követelmények be nem tartása információ biztonság szövetségi törvény „A kritikus információs infrastruktúra biztonságáról Orosz Föderáció».

A rendszer bevezetésének hatásai:

Fogyasztói szolgáltatások:

• reálegyenlegek meghatározása minden típusú árura és kereskedelmi veszteségekre:
• az esetleges mérlegen kívüli bevételek meghatározása;
• a tényleges energiafogyasztás ellenőrzése és a csatlakozás műszaki előírásainak való megfelelése;
• a kifizetések szintjének megfelelő korlátozások bevezetése;
• átállás a kétrészes tarifára;
• a fogyasztókkal foglalkozó összes szolgáltatás teljesítménymutatóinak nyomon követése és munkájuk minőségének felmérése.

Kizsákmányolás:

• technológiai veszteségek és egyenlegek meghatározása hőhálózatokban;
• diszpécser és vészhelyzeti irányítás az aktuális üzemmódoknak megfelelően;
• az optimális hőmérsékleti ütemezés betartása;
• a hálózatok állapotának nyomon követése;
• a hőellátási módok beállítása;
• a leállások és az üzemmódok megsértésének ellenőrzése.

Fejlesztés és beruházás:

• a fejlesztési projektek végrehajtásának eredményeinek megbízható értékelése;
• a beruházási költségek hatásainak felmérése;
• hőellátási sémák fejlesztése valós elektronikus modellekben;
• az átmérők és a hálózati konfiguráció optimalizálása;
• a csatlakozási költségek csökkentése, figyelembe véve a fogyasztók valós sávszélesség-tartalékait és energiamegtakarítást;
• felújítás tervezése
• CHP és kazánházak közös munkájának megszervezése.

Fontos közszolgálat a modern városokban a hőszolgáltatás. A hőellátó rendszer a lakossági igények kielégítését szolgálja a lakó- és középületek fűtési szolgáltatásában, a melegvízellátásban (vízfűtés) és a szellőztetésben.

A korszerű városi hőellátó rendszer a következő fő elemeket tartalmazza: hőforrás, hőátviteli hálózatok és berendezések, valamint hőfogyasztó berendezések és berendezések - fűtési, szellőző- és melegvíz-ellátó rendszerek.

A városi fűtési rendszereket a következő kritériumok szerint osztályozzák:

• - centralizáltság foka;
• - hűtőfolyadék típusa;
• - hőenergia előállításának módja;
• - a melegvízellátáshoz és fűtéshez szükséges vízellátás módja;
• - a fűtési hálózatok vezetékeinek száma;
• - a fogyasztók hőenergiával való ellátásának módja stb.

Által centralizáció foka hőellátás megkülönböztetni két fő típusa:

• 1) központosított rendszerek hőszolgáltatás, amelyeket a városokban és a túlnyomóan sokemeletes épületekkel rendelkező területeken alakítottak ki. Ezek közé tartoznak a következők: magasan szervezett központi hőszolgáltatás, amely a CHPP-k kombinált hő- és villamosenergia-termelésén alapul - távfűtés és távfűtés távfűtési és ipari fűtőkazánokból;
• 2) decentralizált hőellátás a szomszédos kis kazánházakból (mellékelt, pince, tető), egyedi fűtőberendezések stb.; ugyanakkor nincsenek fűtési hálózatok és a kapcsolódó hőenergia-veszteségek.

Által hűtőfolyadék típus Különbséget kell tenni gőz- és vízfűtési rendszerek között. A gőzfűtési rendszerekben a túlhevített gőz hőhordozóként működik. Ezeket a rendszereket elsősorban technológiai célokra használják az iparban, az energiaiparban. A lakosság kommunális hőellátásának szükségleteire az üzemeltetésük során fellépő fokozott veszély miatt gyakorlatilag nem használatosak.

A vízmelegítő rendszerekben a hőhordozó a meleg víz. Ezeket a rendszereket elsősorban a városi fogyasztók hőenergiájának ellátására, melegvízellátásra és fűtésre, illetve egyes esetekben technológiai folyamatokra használják. Hazánkban a vízmelegítő rendszerek az összes fűtési hálózat több mint felét teszik ki.

Által hőenergia előállításának módja megkülönböztetni:

• - Kombinált hő- és villamosenergia-termelés kapcsolt hő- és villamosenergia-erőművekben. Ebben az esetben a turbinákban a gőz kitágulásakor a működő hőgőz hőjét használják fel villamosenergia-termelésre, majd a távozó gőz maradék hőjét a víz melegítésére használják fel a fűtőberendezést alkotó hőcserélőkben. CHP. A meleg vizet a városi fogyasztók fűtésére használják. Így egy CHP-erőműben a nagy potenciálú hőt villamos energia előállítására, az alacsony potenciálú hőt pedig a hőszolgáltatásra használják fel. Ez a kombinált hő- és villamosenergia-termelés energetikai jelentése, amely jelentősen csökkenti a fajlagos tüzelőanyag-fogyasztást a hő-, ill. elektromos energia;
• - elkülönített hőenergia-termelés, amikor a kazánházakban (hőerőművekben) a vízmelegítést elválasztják a villamosenergia-termeléstől.

Által vízellátás módja melegvízellátáshoz a vízfűtési rendszereket nyitott és zárt rendszerre osztják. Nyitott vizes fűtési rendszerekben a melegvíz a helyi melegvíz-ellátó rendszer csapjaiba közvetlenül a fűtési hálózatokból kerül ellátásra. Zárt vízmelegítő rendszerekben a fűtési hálózatokból származó vizet csak fűtőközegként használják vízmelegítőkben - a csapvíz hőcserélőiben (kazánjaiban), amely ezután belép a helyi melegvíz-ellátó rendszerbe.

Által csővezetékek száma Léteznek egycsöves, kétcsöves és többcsöves hőellátó rendszerek.

Által a fogyasztók biztosításának módja hőenergiával az egyfokozatú és a többlépcsős hőellátó rendszereket megkülönböztetik - az előfizetők (fogyasztók) fűtési hálózatokhoz való csatlakoztatásának sémáitól függően. A hőfogyasztók fűtési hálózatokhoz történő csatlakoztatására szolgáló csomópontokat előfizetői bemeneteknek nevezzük. Az egyes épületek előfizetői bemenetén melegvíz-melegítők, liftek, szivattyúk, szerelvények, műszerek kerülnek beépítésre a hűtőfolyadék paramétereinek és áramlásának szabályozására a helyi fűtési és vízi szerelvények szerint. Ezért az előfizetői bemenetet gyakran helyi fűtési pontnak (MTP) nevezik. Ha egy előfizetői bemenetet külön létesítményhez építenek, akkor azt egyedi fűtési pontnak (ITP) nevezik.

Az egyfokozatú hőellátó rendszerek szervezésekor a hőfogyasztók közvetlenül a hőhálózatokhoz csatlakoznak. A fűtőberendezések ilyen közvetlen csatlakoztatása korlátozza a fűtési hálózatok megengedett nyomásának határait, mivel magas nyomású szükséges a hűtőfolyadéknak a végfelhasználókhoz történő szállításához, veszélyes a fűtőradiátorokra. Emiatt egyfokozatú rendszereket használnak korlátozott számú fogyasztó hőellátására a rövid fűtési hálózattal rendelkező kazánházakból.

A többlépcsős rendszerekben a hőforrás és a fogyasztók között központi hőközpontok (CHP) vagy vezérlő-elosztó pontok (CDP) kerülnek elhelyezésre, amelyekben a hűtőfolyadék paraméterei a helyi fogyasztók kérésére módosíthatók. A központi fűtő- és elosztóközpontok szivattyú- és vízfűtő egységekkel, vezérlő- és biztonsági szerelvényekkel, műszerekkel vannak felszerelve, amelyek egy negyed vagy kerület fogyasztói csoportjának megfelelő paraméterű hőenergiát biztosítanak. Szivattyús vagy vízmelegítő berendezések segítségével a fővezetékek (első szakasz) részben vagy teljesen hidraulikusan le vannak választva az elosztó hálózatoktól (második szakasz). A CHP-ből vagy a KRP-ből egy elfogadható vagy megállapított paraméterekkel rendelkező hőhordozót szállítanak a második szakasz közös vagy különálló csővezetékein minden épület MTP-jébe a helyi fogyasztók számára. Ugyanakkor az MTP-ben csak a helyi fűtőberendezésekből származó visszatérő víz liftes keverése, a melegvíz-ellátás vízfogyasztásának helyi szabályozása és a hőfogyasztás mérése történik.

Az első és második szakasz hőhálózatainak teljes hidraulikus leválasztásának megszervezése a legfontosabb intézkedés a hőellátás megbízhatóságának javítására és a hőszállítási tartomány növelésére. A többlépcsős hőellátó rendszerek központi fűtési és elosztó központokkal lehetővé teszik az egyfokozatú rendszerrel működő MTP-be telepített helyi melegvíz-melegítők, cirkulációs szivattyúk és hőmérséklet-szabályozók számának tízszeres csökkentését. A központi fűtési központban lehetőség van a helyi csapvíz kezelésének megszervezésére a melegvíz-ellátó rendszerek korróziójának megelőzésére. Végül a központi fűtési és elosztóközpontok építése során jelentősen csökkennek az egységnyi működési költségek és az MTP-ben a berendezések szervizeléséhez szükséges személyzet fenntartásának költségei.

A hőenergiát forró víz vagy gőz formájában egy hőerőműből vagy kazánházból speciális csővezetékeken - fűtési hálózatokon - szállítják a fogyasztókhoz (lakóépületekbe, középületekbe és ipari vállalkozásokba). A városokban és más településeken a hőhálózatok nyomvonalát a mérnöki hálózatok számára kijelölt műszaki sávokban kell biztosítani.

A városi rendszerek modern fűtési hálózatai összetett mérnöki szerkezetek. Hosszúságuk a forrástól a fogyasztókig több tíz kilométer, a hálózat átmérője pedig eléri az 1400 mm-t. A hőhálózatok szerkezete hővezetékeket foglal magában; kompenzátorok, amelyek érzékelik a hőmérsékleti nyúlást; speciális kamrákba vagy pavilonokba telepített leválasztó, szabályozó és biztonsági berendezések; szivattyúállomások; távhőpontok (RTP) és hőpontok (TP).

A fűtési hálózatok fő, a település fő irányain fektetett, elosztó - negyeden belüli, mikrokörzeten belüli - és leágazásokra tagolódnak az egyes épületekre és előfizetőkre.

A hőhálózatok sémáit általában gerendaként használják. A fogyasztó hőellátásának megszakításainak elkerülése érdekében az egyes főhálózatokat egymáshoz kell csatlakoztatni, valamint áthidaló vezetékeket kell beépíteni az ágak közé. BAN BEN nagy városok több nagy hőforrás jelenlétében a gyűrűs séma szerint bonyolultabb hőhálózatokat építenek ki.

Az ilyen rendszerek megbízható működésének biztosításához hierarchikus felépítésükre van szükség, amelyben a teljes rendszer több szintre van felosztva, amelyek mindegyikének megvan a maga feladata, értéke a legfelső szintről lefelé csökken. A felső hierarchikus szintet a hőforrások alkotják, a következő szintet az RTP-vel rendelkező főhőhálózatok, az alsót a fogyasztók előfizetői bemeneteivel rendelkező elosztó hálózatok. A hőforrások adott hőmérsékletű és nyomású meleg vizet látnak el a fűtési hálózatokba, biztosítják a víz keringését a rendszerben, fenntartják benne a megfelelő hidrodinamikai és statikus nyomást. Speciális víztisztító üzemeik vannak, ahol a víz kémiai tisztítását és légtelenítését végzik. A fő hőhordozó áramlások a fő hőhálózatokon keresztül jutnak el a hőfogyasztási csomópontokhoz. Az RTP-ben a hűtőfolyadékot a kerületek között osztják el, a körzetek hálózataiban autonóm hidraulikus és termikus rezsimet tartanak fenn. A hőellátó rendszerek hierarchikus felépítésének megszervezése biztosítja azok működés közbeni irányíthatóságát.

A hőellátó rendszer hidraulikus és termikus üzemmódjának szabályozására automatizált, a szolgáltatott hőmennyiség szabályozása a fogyasztási szabványoknak és az előfizetői követelményeknek megfelelően történik. A legtöbb hőt épületek fűtésére fordítják. A fűtési terhelés a külső hőmérséklettel együtt változik. A fogyasztók hőellátásának megfelelőségének fenntartása érdekében a hőforrásokra központi szabályozást alkalmaz. elérni Jó minőség Hőellátás csak központi szabályozással nem lehetséges, ezért a hőpontokon és a fogyasztóknál kiegészítő automatikus szabályozást alkalmaznak. A melegvíz-ellátás vízfogyasztása folyamatosan változik, és a stabil hőellátás fenntartása érdekében a hőhálózatok hidraulikus üzemmódját automatikusan szabályozzák, és a melegvíz hőmérsékletét állandóan és 65 ° C-on tartják.

A főbb rendszerszintű problémák, amelyek megnehezítik a modern városok hőellátásának hatékony mechanizmusának megszervezését, a következők:

• - jelentős fizikai és avulás hőellátó rendszerek berendezése;
• - magas szintű veszteség a hőhálózatokban;
• - a hőenergia-mérők és a hőellátás szabályozóinak tömeges hiánya a lakosság körében;
• - a fogyasztók túlbecsült hőterhelése;
• - normatív-jogi és jogszabályi alap tökéletlensége.

A hőerőművek és a fűtési hálózatok berendezése Oroszországban átlagosan magas, eléri a 70%-ot. BAN BEN teljes szám A fűtőkazánházakban a kis, nem hatékony kazánházak dominálnak, ezek rekonstrukciója, felszámolása nagyon lassan halad. A hőkapacitások növekedése évente 2-szer vagy még többször elmarad a növekvő terheléstől. A kazántüzelőanyag-ellátás szisztematikus megszakítása miatt sok városban évente komoly nehézségek merülnek fel a lakóterületek és házak hőellátásában. A fűtési rendszerek őszi beindítása több hónapig tart, a téli "alulfűtött" lakóhelyiségek normává váltak, és nem kivételek; csökken a berendezéscserék aránya, növekszik a rendkívüli állapotú berendezések száma. -ben előre meg volt határozva utóbbi évek a hőellátó rendszerek baleseti arányának meredek növekedése.

A hőellátó rendszer modernizálása és automatizálása minszki tapasztalat

V.A. Szednin, Tudományos tanácsadó, mérnök doktor, professzor,
A.A. Gutkovszkij, Főmérnök, Belorusz Nemzeti Műszaki Egyetem, Hőenergia-ipari Automatizált Vezérlőrendszerek Tudományos Kutató és Innovációs Központja

kulcsszavakat: hőellátó rendszer, automata vezérlés, megbízhatóság és minőség fejlesztés, hőszállítás szabályozás, adatarchiválás

A fehéroroszországi nagyvárosok hőellátását, csakúgy, mint Oroszországban, a kapcsolt energiatermelés és a távhőellátó rendszerek (a továbbiakban - DHSS) biztosítják, ahol a létesítményeket egyetlen rendszerbe egyesítik. A komplex hőellátó rendszerek egyes elemeire vonatkozó döntések azonban gyakran nem felelnek meg a szisztematikus, megbízhatósági, szabályozhatósági és környezetvédelmi követelményeknek. Ezért a hőellátó rendszerek korszerűsítése és az automatizált folyamatirányító rendszerek létrehozása a legfontosabb feladat.

Leírás:

V.A. Sednin, A.A. Gutkovszkij

Fehéroroszország nagyvárosainak hőellátását, akárcsak Oroszországban, fűtési és távfűtési rendszerek (a továbbiakban: DH) biztosítják, amelyek létesítményei egyetlen rendszerbe kapcsolódnak. A komplex hőellátó rendszerek egyes elemeire vonatkozó döntések azonban gyakran nem felelnek meg a rendszerkritériumoknak, a megbízhatósági, kezelhetőségi és környezetbarát követelményeknek. Ezért a hőellátó rendszerek korszerűsítése és létrehozása automatizált rendszerek menedzsment technológiai folyamatok a legégetőbb kérdés.

V. A. Szednin, tudományos tanácsadó, műszaki doktor. tudományok, professzor

A. A. Gutkovszkij, Főmérnök, fehérorosz állampolgár Technikai Egyetem, Kutatási és Innovációs Központ a Hőenergia- és Ipari Automatizált Szabályozási Rendszerekhez

Fehéroroszország nagyvárosainak hőellátását, akárcsak Oroszországban, távfűtési és távfűtési rendszerek (DH) biztosítják, amelyek létesítményei egyetlen rendszerbe kapcsolódnak. A komplex hőellátó rendszerek egyes elemeire vonatkozó döntések azonban gyakran nem felelnek meg a rendszerkritériumoknak, a megbízhatósági, kezelhetőségi és környezetbarát követelményeknek. Ezért a hőellátó rendszerek korszerűsítése és az automatizált folyamatirányító rendszerek létrehozása a legsürgősebb feladat.

A távhőrendszerek jellemzői

Figyelembe véve a fehéroroszországi SDT főbb jellemzőit, megjegyezhető, hogy a következők jellemzik őket:

• fejlődésének folytonossága és tehetetlensége;
• területi megoszlás, hierarchia, alkalmazott technikai eszközök sokfélesége;
• dinamikus termelési folyamatok és sztochasztikus energiafogyasztás;
• a paraméterekre és működési módokra vonatkozó információk hiányossága és alacsony fokú megbízhatósága.

Fontos megjegyezni, hogy a távhőhálózatban a többi vezetékrendszertől eltérően nem a termék, hanem a hűtőfolyadék energiájának szállítására szolgálnak, aminek paramétereinek meg kell felelniük a különböző fogyasztói rendszerek követelményeinek.

Ezek a jellemzők hangsúlyozzák az automatizált folyamatirányító rendszerek (a továbbiakban: APCS) létrehozásának elengedhetetlen szükségességét, amelyek bevezetése lehetővé teszi a hőellátó rendszerek energia- és környezeti hatékonyságának, megbízhatóságának és működési minőségének növelését. Az automatizált folyamatirányító rendszerek mai bevezetése nem tisztelgés a divat előtt, hanem a technológiai fejlődés alaptörvényeiből következik, és gazdaságilag indokolt. jelenlegi szakaszában a technoszféra fejlődése.

REFERENCIA

Minszk távfűtési rendszere szerkezetileg összetett komplexum. A hőenergia termelése és szállítása tekintetében magában foglalja a Minskenergo RUE (Minsk Heat Networks, CHPP-3 és CHPP-4 fűtési komplexumai) és a Minskkommunteploset Unitary Enterprise létesítményeit - kazánházakat, hőhálózatokat és központi fűtési pontokat. . Az APCS UE "Minskkommunteploset" létrehozása 1999-ben kezdődött, és jelenleg is működik, és szinte minden hőforrást (több mint 20-at) és számos hőhálózati körzetet lefed. A Minsk Heat Networks APCS projektjének fejlesztése 2010-ben indult, a projekt megvalósítása 2012-ben kezdődött és jelenleg is tart.

Automatizált folyamatirányító rendszer fejlesztése a minszki hőellátó rendszerhez

Minszk példáján bemutatjuk azokat a főbb megközelítéseket, amelyeket Fehéroroszország és Oroszország számos városában bevezettek a hőellátó rendszerek folyamatvezérlő rendszereinek tervezése és fejlesztése terén.

Figyelembe véve a hőellátás témakörét lefedő kérdések hatalmasságát, valamint a hőellátó rendszerek automatizálása terén a projekt előtti szakaszban felhalmozott tapasztalatokat, a minszki hőhálózatok automatizált folyamatirányító rendszerének létrehozását, egy koncepció fejlesztették ki. A koncepció a minszki hőszolgáltatás automatizált folyamatvezérlő rendszereinek megszervezésének alapvető alapjait (lásd a hivatkozást) egy olyan számítógépes hálózat (rendszer) létrehozásának folyamataként határozza meg, amely egy topológiai elosztású távfűtési vállalat technológiai folyamatainak automatizálására összpontosít.

Folyamatirányító rendszerek technológiai információs feladatai

A megvalósított automatizált vezérlőrendszer elsősorban az egyes elemek működési módjai és a hőellátó rendszer egésze működési vezérlésének megbízhatóságának és minőségének növelését biztosítja. Ezért ezt a folyamatvezérlő rendszert a következő technológiai információs problémák megoldására tervezték:

• a hőforrások, a főhőhálózatok és a szivattyútelepek hidraulikus üzemmódjainak központosított funkcionális csoportos vezérlésének biztosítása, figyelembe véve a cirkulációs költségek napi és szezonális változásait kiigazítással ( Visszacsatolás) a város elosztó hőhálózataiban fennálló aktuális hidraulikus rezsimek szerint;
• a hőellátás dinamikus központi szabályozásának módszerének megvalósítása a hőhordozó hőmérsékletének optimalizálásával a fűtési hálózatok betápláló és visszatérő vezetékeiben;
• a város hőforrásainak, fő fűtési hálózatainak, szivattyútelepének és elosztó fűtési hálózatainak termikus és hidraulikus működési módjaira vonatkozó adatok gyűjtésének és archiválásának biztosítása a minszki fűtési hálózatok központi fűtési hálózatai működésének nyomon követése, operatív irányítása és elemzése céljából. fűtési rendszer;
• hatékony rendszer létrehozása a hőforrások berendezéseinek és a fűtési hálózatok védelmére vészhelyzetekben;

információs bázis létrehozása a minszki hőellátó rendszer objektumainak üzemeltetése és korszerűsítése során felmerülő optimalizálási problémák megoldására.

1. HIVATKOZÁS

A minszki hőhálózatok szerkezete 8 hálózati körzetet (RTS), 1 hőerőművet, 9 kazánházat foglal magában, amelyek kapacitása több száz és ezer megawatt közötti. Ezen túlmenően a Minsk Heat Networks 12 lépcsős szivattyútelepet és 209 központi fűtési állomást lát el. A minszki hőhálózatok szervezeti és termelési felépítése az "alulról felfelé" konstrukció szerint: az első (alsó) szint - a termikus hálózatok objektumai, beleértve a központi fűtést, az ITP-t, a termikus kamrákat és a pavilonokat; a második szint - műhelyek termál régiókban; harmadik szint - hőforrások, beleértve a körzeti kazánházakat (Kedyshko, Stepnyak, Shabany), csúcskazánházakat (Orlovskaya, Komsomolskaya Pravda, Kharkivskaya, Masyukovshchina, Kurasovshchina, Zapadnaya) és szivattyútelepeket; a negyedik (felső) szint a vállalkozás diszpécserszolgálata.

A minszki fűtési hálózatok automatizált folyamatirányító rendszerének felépítése

A Minsk Heat Networks termelési és szervezeti felépítésével összhangban (lásd 1. hivatkozás) a Minsk Heat Networks APCS négyszintű struktúráját választották:

• az első (felső) szint a vállalkozás központi irányítóterme;
• a második szint - a hőhálózatok kerületeinek üzemeltetői állomásai;
• harmadik szint - hőforrások kezelőállomásai (fűtőhálózatok műhelyrészeinek kezelőállomásai);
• negyedik (alsó) szint - állomások automatikus vezérlés berendezések (kazánegységek) és a hőenergia szállításának és elosztásának folyamatai (hőforrás technológiai sémája, fűtőpontok, fűtési hálózatok stb.).

A fejlesztés (automatizált folyamatvezérlő rendszer létrehozása Minszk teljes városának hőellátására) magában foglalja a minszki CHPP-2, CHPP-3, CHPP-4 fűtőkomplexum üzemeltetői állomásainak második szerkezeti szintjén történő beépítését a rendszerbe. és az UE "Minskkommunteploset" kezelői állomása (központi diszpécserhelyisége). A tervek szerint az összes irányítási szintet egyetlen számítógépes hálózatba vonják össze.

Minszk hőellátó rendszerének folyamatirányító rendszerének architektúrája

A vezérlési objektum egészének és egyes elemeinek állapotának elemzése, valamint a vezérlőrendszer fejlesztési kilátásai lehetővé tették egy elosztott automatizált vezérlőrendszer felépítését a minszki hőség technológiai folyamataihoz. ellátó rendszer a RUE "Minskenergo" létesítményeiben. Vállalati hálózat integrálja a számítási erőforrásokat központi irodaés távoli szerkezeti alegységek, beleértve a hálózati létesítmények automatikus vezérlőállomásait (ACS). Az összes ACS (TsTP, ITP, PNS) és letapogató állomás közvetlenül kapcsolódik az adott hálózati területek kezelői állomásaihoz, feltehetően a mestertelepeken telepítve.

A távirányítón szerkezeti egység(például RTS-6) a következő állomások vannak felszerelve (1. ábra): "RTS-6" kezelői állomás (OPS RTS-6) - ez a hálózati terület vezérlőközpontja, és a fő részre van telepítve. RTS-6. Az operatív személyzet számára az RTS-6 kivétel nélkül hozzáférést biztosít az ACS minden típusú információs és vezérlési erőforrásához, valamint hozzáférést biztosít a központi iroda engedélyezett információs erőforrásaihoz. Az OpS RTS-6 rendszeres pásztázást biztosít az összes szolga vezérlőállomáson.

Az összes központi fűtési központból összegyűjtött működési és kereskedelmi információkat egy dedikált adatbázis-kiszolgálóra küldik (az RTS-6 OpS közvetlen közelében telepítve).

Így, figyelembe véve a vezérlőobjektum léptékét és topológiáját, valamint a vállalat meglévő szervezeti és termelési struktúráját, a Minsk Heat Networks APCS-je egy többlinkes séma szerint épül fel, szoftver és hardver, valamint számítógép hierarchikus struktúráját használva. hálózatok, amelyek minden szinten különféle irányítási feladatokat oldanak meg.

Irányítási rendszerszintek

Az alsó szinten a vezérlőrendszer a következőket hajtja végre:

• információk előzetes feldolgozása és továbbítása;
• szabályozása alap technológiai paraméterek, vezérlés optimalizálási funkciók, folyamatberendezések védelme.

NAK NEK technikai eszközökkel az alsó szintre fokozott megbízhatósági követelmények vonatkoznak, beleértve az autonóm működés lehetőségét a felső szintű számítógépes hálózattal való kommunikáció megszakadása esetén.

A vezérlőrendszer következő szintjei a hőellátó rendszer hierarchiájának megfelelően épülnek fel és a megfelelő szint feladatait oldják meg, valamint kezelői felületet biztosítanak.

A létesítményekben elhelyezett vezérlőberendezéseknek a közvetlen feladataik mellett biztosítaniuk kell az elosztott irányítási rendszerekbe történő aggregálás lehetőségét is. A vezérlőberendezésnek biztosítania kell az objektív elsődleges elszámolás információinak működőképességét és biztonságát a kommunikáció hosszú megszakításai során.

Egy ilyen rendszer fő elemei a kommunikációs csatornákkal összekapcsolt technológiai és kezelőállomások. A technológiai állomás magja egy ipari számítógép legyen, amely a vezérlőobjektummal kommunikációs eszközökkel és csatornaadapterekkel van felszerelve a processzorok közötti kommunikáció megszervezéséhez. A technológiai állomás fő célja a közvetlen digitális vezérlési algoritmusok megvalósítása. Műszakilag indokolt esetben egyes funkciók felügyeleti módban is végrehajthatók: a feldolgozóállomás processzora távoli intelligens vezérlőket vagy szoftveres logikai modulokat vezérelhet modern terepi interfész protokollok segítségével.

A hőellátás automatizált folyamatirányító rendszerének kiépítésének információs vonatkozása

Különös figyelmet fordítottak a fejlesztésre információs szempont automatizált folyamatirányító rendszerek építése hőellátáshoz. A közvetlen digitális vezérlés technológiájára épülő APCS információs támogatásának legfontosabb eleme a gyártástechnológia leírásának teljessége és az információkonverziós algoritmusok tökéletesítése. A hőellátás automatizált folyamatvezérlő rendszerének információs képességei lehetővé teszik egy sor mérnöki probléma megoldását, amelyek osztályozzák:

• a fő technológia szakaszai szerint (hőenergia előállítása, szállítása és fogyasztása);
• cél szerint (azonosítás, előrejelzés és diagnosztika, optimalizálás és kezelés).

A minszki hőhálózatok automatizált folyamatvezérlő rendszerének létrehozásakor a tervek szerint egy információs mezőt alakítanak ki, amely lehetővé teszi a fenti azonosítási, előrejelzési, diagnosztikai, optimalizálási és kezelési feladatok teljes komplexének gyors megoldását. Az információ ugyanakkor lehetőséget ad a felső vezetés rendszerszintű problémáinak megoldására az automatizált folyamatirányító rendszerek továbbfejlesztésével és bővítésével, mivel a fő technológiai folyamathoz kapcsolódó műszaki szolgálatok is ide tartoznak.

Ez különösen vonatkozik az optimalizálási feladatokra, azaz a hő- és villamosenergia-termelés optimalizálására, a hőenergia-ellátási módokra, a hőhálózatokban történő áramláselosztásra, a hőforrások fő technológiai berendezéseinek működési módjaira, valamint az adagolás kiszámítására. tüzelőanyag és energiaforrások, energiaelszámolás és üzemeltetés, a hőellátó rendszer fejlesztésének tervezése és előrejelzése. A gyakorlatban néhány ilyen jellegű probléma megoldása a vállalati automatizált vezérlőrendszer keretein belül történik. Mindenképpen figyelembe kell venniük a technológiai folyamat közvetlen irányításának problémáinak megoldása során szerzett információkat, és a folyamatirányító rendszer által létrehozott információs rendszert integrálni kell más információs rendszerek vállalkozások.

Szoftver-objektum programozás módszertana

Épület szoftver vezérlőrendszer, amely a központ csapatának eredeti fejlesztése, a program-objektum programozás módszertanára épül: a vezérlő- és kezelőállomások memóriájában olyan programobjektumok jönnek létre, amelyek egy automatizált technológia valós folyamatait, egységeit és mérési csatornáit jelenítik meg. tárgy. Ezen szoftverobjektumok (folyamatok, aggregátumok és csatornák) egymással, valamint az üzemeltetőkkel és a technológiai berendezésekkel való interakciója valójában biztosítja a hőhálózat elemeinek előre meghatározott szabályok vagy algoritmusok szerinti működését. Így az algoritmusok leírása e programobjektumok leglényegesebb tulajdonságainak és kölcsönhatásuk módjának leírására redukálódik.

Az elemzésen alapul a műszaki objektumok irányítási rendszerének felépítésének szintézise technológiai séma vezérlőobjektum, valamint az objektum egészében rejlő fő folyamatok és működési technológia részletes leírása.

A hőszolgáltató létesítmények ilyen jellegű leírásának összeállításához kényelmes eszköz a makroszintű matematikai modellezés módszertana. A technológiai folyamatok leírásának összeállítása során matematikai modellt állítanak össze, paraméteres elemzést végeznek, valamint meghatározzák az állítható és szabályozható paraméterek és szabályozó szervek listáját.

Meghatározzák a technológiai folyamatok rezsimkövetelményeit, amelyek alapján meghatározzák a szabályozott és szabályozott paraméterek változtatására megengedett tartományok határait, valamint az aktuátorok és szabályozó szervek kiválasztására vonatkozó követelményeket. Az általánosított információk alapján egy automatizált objektumvezérlő rendszer szintézise valósul meg, amely a közvetlen digitális vezérlési módszer alkalmazásakor a vezérlőobjektum hierarchiájának megfelelően hierarchikus elv szerint épül fel.

kerületi kazánház ACS

Tehát egy körzeti kazánházhoz (2. ábra) egy automatizált vezérlőrendszert két osztály alapján építenek ki.

A felső szint a "Kazán" (OPS "Boiler") kezelőállomás - a fő állomás, amely koordinálja és vezérli az alárendelt állomásokat. A „Kazántartalék” tűzoltóállomás egy forró készenléti állomás, amely folyamatosan figyeli és regisztrálja a fő tűzoltószertár és az alárendelt ACS forgalmát. Adatbázisa naprakész paramétereket és teljes történeti adatokat tartalmaz a működő vezérlőrendszer működéséről. Bármikor kijelölhető egy tartalék állomás főállomásként, amelyre a teljes forgalom átadja a felügyeleti vezérlő funkciókat.

Az alsó szint az automata vezérlőállomások komplexuma, amelyek a kezelői állomással egy számítógépes hálózatban egyesülnek:

• Az ACS „Kazánegység” biztosítja a kazánegység vezérlését. Általában nincs fenntartva, mivel a kazánház hőteljesítményének lefoglalása a kazánegységek szintjén történik.
• Az ACS "Grid Group" felelős a kazánház termikus-hidraulikus üzemmódjáért (hálózati szivattyúk csoportjának vezérlése, bypass vezeték a kazánház kimeneténél, bypass vezeték, kazánok bemeneti és kimeneti szelepei, egyedi kazán recirkulációs szivattyúk stb.).
• A SAU "Vodopodgotovka" biztosítja a kazánház összes segédberendezésének vezérlését, amely a hálózat táplálásához szükséges.

A hőellátó rendszer egyszerűbb objektumaihoz, például hőpontokhoz és blokkkazánházakhoz a vezérlőrendszer egyszintű, automata vezérlőállomáson (SAU TsTP, SAU BMK) épül. A hőhálózatok felépítésének megfelelően a hőpontok vezérlőállomásai egy hőhálózati terület helyi hálózatába kapcsolódnak, és egy hőhálózati terület kezelő állomásához kapcsolódnak, amely viszont információs összeköttetéssel rendelkezik egy hőhálózati területtel. magasabb szintű integrációjú kezelőállomás.

Kezelői állomások

A kezelőállomás szoftvere barátságos felületet biztosít az automatizált technológiai komplexum működését irányító kezelőszemélyzet számára. A kezelői állomások fejlett eszközökkel rendelkeznek az operatív diszpécser vezérléshez, valamint tömegmemória-eszközökkel rendelkeznek a technológiai vezérlőobjektum paramétereinek állapotáról és az üzemeltető személyzet tevékenységéről szóló rövid és hosszú távú archívumok szervezésére.

Az operatív személyzet elől elzárt nagy információáramlások esetén célszerű több kezelői állomást megszervezni, külön adatbázis-szerver és adott esetben kommunikációs szerver kiosztásával.

A kezelő állomás általában nem érinti közvetlenül magát a vezérlő objektumot - információkat kap a technológiai állomásoktól, és automatikusan vagy félautomatikusan generált utasításokat továbbít a kezelő személyzetnek vagy a felügyeleti vezérlés feladatait (beállításait). Kialakul munkahelyösszetett objektum, például kazánház üzemeltetője.

Létrehozott rendszer automatizált vezérlés egy intelligens kiegészítő felépítését írja elő, amelynek nem csak a rendszerben fellépő zavarokat kell figyelnie, és azokra reagálnia kell, hanem előre jeleznie kell a vészhelyzetek bekövetkezését és meg kell akadályoznia azok előfordulását. A hőellátó hálózat topológiájának és folyamatainak dinamikájának megváltoztatásakor lehetőség nyílik az elosztott vezérlőrendszer szerkezetének megfelelő megváltoztatására új vezérlőállomások hozzáadásával és (vagy) szoftverobjektumok megváltoztatásával a meglévő állomások berendezéskonfigurációjának megváltoztatása nélkül.

A hőellátó rendszer APCS-ének hatékonysága

A hőszolgáltató vállalatok 1 automatizált folyamatvezérlő rendszereinek működési tapasztalatainak elemzése Fehéroroszország és Oroszország számos városában az elmúlt húsz év során azt mutatta, hogy gazdasági hatékonyságés megerősítette a meghozott architektúra, szoftver és hardver döntések életképességét.

Ezek a rendszerek tulajdonságaikat és jellemzőit tekintve megfelelnek az intelligens hálózatok ideológiája által támasztott követelményeknek. Ennek ellenére folyamatosan folyik a munka a kifejlesztett automatizált vezérlőrendszerek fejlesztésén és fejlesztésén. A hőellátás automatizált folyamatirányító rendszereinek bevezetése növeli a fűtési üzem megbízhatóságát és hatékonyságát. A fő tüzelőanyag- és energiaforrás-megtakarítást a fűtési hálózatok termikus-hidraulikus üzemmódjainak, a hőforrások fő- és segédberendezéseinek, a szivattyútelepek és a fűtési pontok működési módjainak optimalizálása határozza meg.

Irodalom

1. Gromov N.K. Városi fűtési rendszerek. M.: Energia, 1974. 256 p.
2. Popyrin L. S. Hőellátó rendszerek kutatása. M.: Nauka, 1989. 215 p.
3. Ionin A. A. Termikus hálózatok rendszereinek megbízhatósága. Moszkva: Stroyizdat, 1989. 302 p.
4. Monakhov G. V. Hőhálózatok szabályozási módjainak modellezése M.: Energoatomizdat, 1995. 224 p.
5. Sednin VA Automatizált hőellátás-szabályozó rendszerek létrehozásának elmélete és gyakorlata. Minszk: BNTU, 2005. 192 p.
6. Sednin V. A. Automatizált folyamatvezérlő rendszerek bevezetése, mint alapvető tényező a hőellátó rendszerek megbízhatóságának és hatékonyságának javításában // Technológia, berendezések, minőség. Ült. mater. Belarusian Industrial Forum 2007, Minsk, 2007. május 15–18. / Expoforum – Minsk, 2007, 121–122.
7. Sednin V. A. A fűtési rendszerek hőellátásának hőmérsékleti grafikonja paramétereinek optimalizálása // Energetika. Hírek a magasabbról oktatási intézményekés a FÁK energiaszövetségei. 2009. No. 4. S. 55–61.
8. Sednin V. A. A minszki fűtési hálózatok technológiai folyamatainak automatizált vezérlőrendszerének létrehozásának koncepciója / V. A. Sednin, A. V. Sednin, E. O. Voronov // A hatékonyság javítása erősáramú berendezések: Tudományos és gyakorlati konferencia anyaga, 2 kötetben T. 2. 2012. S. 481–500.

1 A kutató-fejlesztő csapat készítette innovációs központ a Fehérorosz Nemzeti Műszaki Egyetem hőenergetikai és ipari automatizált vezérlőrendszerei.

1. A hőellátó rendszerben a hőenergia-fogyasztók hőterhelésének elosztását az e hőellátó rendszerben hőenergiát ellátó hőenergia-források között az e szerint felhatalmazott szerv végzi. szövetségi törvény a hőszolgáltatási séma jóváhagyására, a hőszolgáltatási séma éves módosításával.

2. A hőenergia-fogyasztók hőterhelésének elosztása érdekében minden hőszolgáltató szervezetnek, amely ebben a hőellátó rendszerben hőenergia-forrással rendelkezik, köteles benyújtani a szövetségi törvénynek megfelelően felhatalmazott szervhez a hőellátási rendszer jóváhagyását. , egy alkalmazás, amely információkat tartalmaz:

1) arról a hőenergia-mennyiségről, amelyet a hőszolgáltató szervezet vállal a fogyasztók és a hőszolgáltató szervezetek ellátására ebben a hőszolgáltató rendszerben;

2) a hőenergia-források kapacitásának nagyságáról, amelynek fenntartását a hőszolgáltató szervezet vállalja;

3) a hőszolgáltatás területén érvényes tarifákról, valamint a hőenergia-termelés, a hőhordozó és az energia-fenntartás előre jelzett fajlagos változó költségeiről.

3. A hőellátási rendszernek meg kell határoznia azokat a feltételeket, amelyek mellett lehetséges a fogyasztók hőenergiával való ellátása különböző hőenergia-forrásokból, a hőellátás megbízhatóságának megőrzése mellett. Ilyen feltételek fennállása esetén a hőterhelés hőenergia-források közötti elosztása versenyszerűen történik, a hőenergia-forrásokkal történő hőenergia-termelés minimális fajlagos változó költségeinek kritériuma szerint, meghatározott módon. az Orosz Föderáció kormánya által jóváhagyott, a hőellátás területén a hőenergia-forrásokkal rendelkező szervezetek pályázatai alapján megállapított árképzési alapok, valamint a hőszolgáltatás területén a tarifák szabályozása során figyelembe vett szabványok. megfelelő szabályozási időszak.

4. Ha a hőszolgáltató szervezet nem ért egyet a hőterhelés hőellátási rendszerben történő elosztásával, jogában áll fellebbezni az ilyen elosztásról szóló határozat ellen, amelyet a jelen szövetségi törvénynek megfelelően felhatalmazott szerv hozott. hagyja jóvá a hőellátási rendszert az Orosz Föderáció kormánya által felhatalmazott szövetségi végrehajtó szervnek.

5. Az azonos hőszolgáltató rendszerben működő hőszolgáltató szervezetek és hőhálózati szervezetek évente a fűtési időszak kezdete előtt kötelesek maguk között megállapodást kötni a hőszolgáltató rendszer irányításáról a hőszervezési szabályok szerint. az Orosz Föderáció kormánya által jóváhagyott ellátás.

6. A jelen cikk 5. részében meghatározott megállapodás tárgya a hőellátó rendszer e szövetségi törvény követelményeinek megfelelő működésének biztosítására irányuló kölcsönös intézkedésekre vonatkozó eljárás. Kötelező feltételek az említett megállapodás a következő:

1) a hőszolgáltató szervezetek és a hőhálózati szervezetek diszpécserszolgálati alárendeltségének, együttműködésük eljárásának meghatározása;

2) a hőhálózatok beállításának megszervezésére és a hőellátó rendszer működésének szabályozására vonatkozó eljárás;

3) a megállapodásban részes felek, illetve a megállapodásban részes felek közös megegyezése alapján más szervezethez a hőhálózatokhoz való hozzáférés biztosítására vonatkozó eljárás a hőhálózatok kiigazítása és a hőellátó rendszer működésének szabályozása céljából;

4) a hőszolgáltató szervezetek és a hőhálózati szervezetek vészhelyzetekben és vészhelyzetekben történő interakciójára vonatkozó eljárás.

7. Ha a hőszolgáltató szervezetek és a hőhálózati szervezetek nem kötötték meg az e cikkben meghatározott megállapodást, a hőszolgáltató rendszer kezelésének rendjét az előző fűtési időszakra kötött megállapodás határozza meg, és ha ilyen megállapodás nem jött létre. korábban a meghatározott eljárást az e szövetségi törvénynek megfelelően felhatalmazott szerv állapítja meg a hőellátási rendszer jóváhagyására.

A kapcsolótábla-berendezések beszerzésének részeként két épület áram- és kapcsolószekrényei (ITP) kerültek szállításra. A hőpontokon történő villamos energia fogadására és elosztására bemeneti elosztó berendezéseket alkalmaznak, amelyek egyenként öt panelből állnak (összesen 10 panel). A bemeneti panelekbe kapcsolókapcsolók, túlfeszültség-levezetők, ampermérők és voltmérők vannak beépítve. Az ITP1 és ITP2 ATS panelek automatikus átviteli egységek alapján valósulnak meg. Az ASU elosztó paneljeiben a fűtőpontok technológiai berendezéseihez védő- és kapcsolóberendezések (kontaktorok, lágyindítók, gombok és lámpák) vannak beépítve. Minden megszakító vészleállítást jelző állapotérintkezőkkel van felszerelve. Ezt az információt továbbítják az automatizálási szekrényekbe telepített vezérlőknek.

A berendezés vezérléséhez és kezeléséhez OWEN PLC110 vezérlőket használnak. Csatlakoztathatók az ARIES MV110-224.16DN, MV110-224.8A, MU110-224.6U bemeneti / kimeneti modulokhoz, valamint a kezelői érintőpanelekhez.

A hűtőfolyadékot közvetlenül az ITP helyiségbe vezetik. A szellőztető rendszerek melegvízellátásának, fűtésének és hőellátásának vízellátása a külső levegő hőmérsékletének megfelelő korrekcióval történik.

Az ITP technológiai paramétereinek, baleseteinek, berendezési állapotának és diszpécservezérlésének kijelzése a diszpécserek munkaállomásáról történik az épület integrált központi irányítótermében. A diszpécser szerveren a technológiai paraméterek, balesetek, az ITP berendezés állapotának archívuma tárolódik.

A hőpontok automatizálása biztosítja:

• a fűtési és szellőzőrendszerekbe szállított hűtőfolyadék hőmérsékletének fenntartása a hőmérsékleti ütemterv szerint;
• a víz hőmérsékletének fenntartása a melegvíz-rendszerben a fogyasztók ellátásánál;
• különféle programozás hőmérsékleti viszonyok a nap óráira, a hét napjaira és Nemzeti ünnep;
• a technológiai algoritmus által meghatározott paraméterértékek betartásának ellenőrzése, a technológiai és vészhelyzeti paraméterhatárok támogatása;
• visszatért a hőhordozó hőmérséklet-szabályozása fűtési hálózat hőellátó rendszerek, adott hőmérsékleti ütemterv szerint;
• külső levegő hőmérséklet mérés;
• adott nyomásesés fenntartása a szellőztető és fűtési rendszerek be- és visszatérő vezetékei között;
• keringető szivattyúk vezérlése adott algoritmus szerint:
  • be ki;
  • frekvenciahajtású szivattyúberendezések vezérlése az automatizálási szekrényekbe telepített PLC jelei szerint;
  • időszakos fő / tartalék kapcsolás az azonos működési idő biztosítása érdekében;
  • automatikus vészhelyzeti átvitel a készenléti szivattyúra a nyomáskülönbség-érzékelő vezérlése szerint;
  • adott nyomáskülönbség automatikus fenntartása hőfelhasználó rendszerekben.
• hőhordozó szabályozó szelepek vezérlése az elsődleges fogyasztói körökben;
• Szivattyúk és szelepek vezérlése fűtési és szellőztetési tápkörökhöz;
• technológiai és vészhelyzeti paraméterek értékeinek beállítása a diszpécserrendszeren keresztül;
• vízelvezető szivattyúk vezérlése;
• az elektromos bemenetek állapotának szabályozása fázisonként;
• a vezérlőidő szinkronizálása a diszpécserrendszer közös idejével (SOEV);
• berendezés indítása az áramellátás helyreállítása után egy adott algoritmus szerint;
• vészhelyzeti üzenetek küldése a diszpécserrendszernek.

Az automatizálási vezérlők és a felső szint (munkaállomás speciális MasterSCADA diszpécserszoftverrel) közötti információcsere a Modbus/TCP protokoll segítségével történik.