Автоматизация систем теплоснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Липецкий государственный технический университет

Кафедра металлических конструкций

Реферат

по дисциплине «Автоматизация и управление»

на тему «Автоматизация систем теплоснабжения»

Студент

Гр. ТВ-10 Самохина Ю.Н.

Руководитель ст. пр. Акулова И.А.

Липецк 2014

Содержание

1. Введение

2. Типы автоматизации

3. Погодозависимое регулирование теплопотребления

4. Автоматизация ИТП: современные технические решения

5. Диспетчеризация теплоснабжения

6. Заключение

7. Библиографический список

1. Введение

Современные системы теплоснабжения должны быть полностью автоматизированными, поскольку это является не только жизненной необходимостью, но и одним из требований современных строительных норм и правил.

Автоматизация системы теплоснабжения решает несколько основных задач:

§ Обеспечение в различные периоды времени стабильных комфортных для человека температур воздуха во всех отапливаемых помещениях на том уровне, который необходим конечному потребителю;

§ Поддержание требуемой нормативными актами температуры горячей воды в системах горячего водоснабжения;

§ Упрощение процесса эксплуатации системы теплоснабжения, которое достигается благодаря тому, что для управления автоматизированной системой теплоснабжения не требуется вмешательство человека;

§ Существенная экономия энергоресурсов;

§ Охрана окружающей среды, достигаемая благодаря уменьшению количества выброса в атмосферу продуктов сгорания топлива.

Системы теплоснабжения представляют собой достаточно сложный механизм, состоящий из пунктов производства тепловой энергии и систем ее транспортировки и регулирования. В связи с этим, полноценная установка систем автоматизации теплоснабжения возможна только путем применения множества средств автоматизации, которые должны быть установлены как в тепловых пунктах, так и собственно в теплопотребляющих системах и установках.

2. Типы автоматизации

автоматизация система теплоснабжение диспетчеризация

1. Центральное регулирование, осуществляемое на источнике теплоты (непосредственно на ТЭЦ или же в котельной).

Автоматизация котельных и ТЭЦ позволяет существенно снизить затраты энергоносителей за счет оптимизации процесса работы котельного оборудования. Кроме того, установка систем автоматизации на данном этапе позволяет сократить количество дежурного и обслуживающего персонала, что ведет к уменьшению зарплатного фонда, а, следовательно, и к сокращению расходов. Перечень оборудования, устанавливаемого здесь достаточно широк, и заслуживает отдельной статьи, поэтому говорить об автоматизации котельной мы будем в отдельной статье.

2. Местное регулирование (осуществляемое в тепловом пункте здания либо комплекса зданий).

По своему типу, все тепловые пункты подразделяются на центральные и индивидуальные. Индивидуальные тепловые пункты используются для передачи тепла получаемого от внешнего источника к одному потребителю (зданию). Индивидуальный тепловой пункт как правило располагается в подвале здания или на специальном техническом этаже. Центральный тепловой пункт от индивидуального теплового пункта отличается только тем, что он используется для отопления группы сооружений, и, как правило, находится в отдельном здании.

Для создания систем автоматизации тепловых пунктов используются температурные датчики, датчики давления, реле и контролеры, осуществляющие управление всей остальной автоматикой. Благодаря установке автоматики в тепловых пунктах можно при необходимости корректировать подачу тепла в системы теплоснабжения потребителя в прямой зависимости от температуры воздуха и времени суток, снижая подачу в то время, когда объект не эксплуатируется. Таким образом, автоматизация тепловых пунктов позволяет добиться существенной экономии энергоресурсов и увеличения уровня комфорта в здании.

3. Индивидуальное (осуществляемое у конечного потребителя теплоты).

К индивидуальным средствам автоматизации теплоснабжения относятся регуляторы, устанавливаемые непосредственно на теплопроводе перед радиатором. Благодаря установке подобного оборудования можно всегда поддерживать в помещении такую температуру, которая будет максимально комфортной для всех находящихся в нем людей. Помимо этого, регулятор можно настроить таким образом, что он автоматически будет снижать температуру воздуха в помещении в то время, когда в нем никого нет. Таким образом, установка данного оборудования позволит повысить уровень комфорта в конкретном помещении.

3. Погодозависимое регулирование теплопотребления

Для создания комфортных условий в морозы и снижения перегрева зданий в теплую погоду теплоноситель с источника теплоты подается в соответствии с отопительным графиком, предусматривающим обратную зависимость температуры в теплосети от температуры наружного воздуха, т.е. чем холоднее погода, тем горячее теплоноситель, и наоборот. Например, наиболее распространенный в нашей стране график 150/70 предусматривает, что при морозе -26°С в подающем трубопроводе теплосети температура воды должна быть 150°С, а в обратном трубопроводе - 70°С.

Температурный график 150°С/70°С - приведен на рисунке 1

Рисунок 1

Однако системы отопления проектируются на более низкие температуры теплоносителя: чем ниже температура отопительных приборов, тем эффективней они работают (снижается вероятность ожогов, меньше «выжигается» кислород и более равномерно распределяется тепло по помещению). Наиболее распространенными в нашей стране являются отопительные графики 95/70, 90/70, 80/70.

Кроме того, при наиболее распространенной в нашей стране двухтрубной системе теплоснабжения, источник теплоты не может снижать температуру в подающем трубопроводе ниже 65°С, т.к. согласно санитарным нормам на горячее водоснабжение должна подаваться вода температурой 60-65°С. Это ограничение неизбежно приводит к «перетопу» здания в период межсезонья.

Следует помнить, что если даже температурный график теплосети соответствует расчетному графику системы отопления, то реальный график, при котором обеспечивается наиболее полная экономия тепла при сохранении комфортной температуры в помещениях, для каждого здания индивидуален и подбирается опытным путем при пусконаладочных работах, как правило, он ниже расчетного.

Исходя из вышеперечисленных причин необходима автоматизация ИТП, а именно установка в каждом индивидуальном тепловом пункте системы автоматического погодозависимого управления, обеспечивающей поддержание температуры воды, подаваемой в систему отопления, в зависимости от температуры наружного воздуха (погодный компенсатор).

4. Автоматизация ИТП: современные технические решения

Автоматика ИТП дает возможность поддерживать требуемые параметры теплоснабжения, снизить потребление тепловой энергии за счет погодной компенсации, производить диагностику работы оборудования и системы в целом, при обнаружении нештатной ситуации выдать сигнал аварии и принять меры по снижению ущерба от данной нештатной ситуации.

Выбор оборудования и схемных решений зависит также от того, требуется ли диспетчеризация теплоснабжения (или диспетчеризация ИТП).

Система управления может строиться как на жеско-запрогаммированных микропроцессорных терморегуляторах (ECL - “Danfoss”, ТРМ - «Овен», ВТР - «Вогез» и пр.), так и на базе свободно-программируемых контроллеров. Проведение пуско-наладочных работ последних требует высокой квалификации наладчиков. Тем не менее, в последние годы наиболее часто проекты выполняются на базе именно свободно-программируемых контроллеров. Их использование обусловлено следующими причинами:

a) Возможностью применения нестандартных алгоритмов, учитывающих технические особенности конкретного объекта и изменяющиеся требования теплоснабжающей организации.

b) Возможностью минимизации последствий внештатной ситуации.

c) Снижением аппаратной избыточности: снимаемая с любого датчика информация может быть использована для различных целей; например, с одного датчика давления может быть получена информация и сформированы команды по следующим ситуациям: аварийно-высокое давление, подпитка вторичного контура теплообменника, угроза завоздушивания системы, сухой ход насоса, текущее значение давления для диспетчеризации.

d) Возможностью использования информации с некоторых типов вычислителей (тепла, газа, электроэнергии); например, можно не дублировать датчики узла учета тепловой энергии, а получать данные с этих датчиков через СПсеть.

e) Возможностью применения периферийных устройств с любыми стандартными и даже нестандартными характеристиками, легкая замена приборов (датчиков, приводов и пр.) с одними характеристиками на приборы с другими характеристиками, что может быть важным для оперативной замены вышедших из строя элементов или при модернизации.

f) Легкостью изменения алгоритма управления (без перемонтажа или с незначительными переделками схемы).

g) Одно устройство (контроллер) управляет всем оборудованием теплового пункта, что значительно упрощает электрическую принципиальную схему шкафа управления, это особенно важно, если автоматизация и диспетчеризация решаются на достаточно высоком уровне. Исключается применение дополнительных элементов автоматики, таких как промежуточные реле, таймеры, компараторы и пр. Таким образом, электрическая схема шкафа управления упрощается, что снижает затраты, это тем более важно, если проектируется сложная автоматика, например, автоматика ИТП высотных зданий.

h) Контроллер производит подробную диагностику практически всего оборудования и режимов работы.

i) Многовариантностью доведения диагностических сообщений до обслуживающего персонала (сигнальными лампами, подробная информация на пульте контроллера, местная диспетчеризация теплоснабжения через локальную сеть Ethernet, удаленная диспетчеризация теплоснабжения и других процессов через Internet, посылка SMS сообщений ответственному лицу).

j) Многовариантностью доведения диагностических сообщений до обслуживающего персонала (сигнальными лампами, подробная информация на пульте контроллера, местная диспетчеризация через локальную сеть Ethernet, удаленная диспетчеризация через Internet, посылка SMS сообщений ответственному лицу).

k) Невысокой ценой на качественные отечественные свободно-программируемые контроллеры КОНТАР, выпускаемые ОАО «Московский завод тепловой автоматики», которая стала сопоставима с ценой на жестко-запрограммированные контроллеры (погодные компенсаторы).

5. Диспетчеризация теплоснабжения

Диспетчеризация системы теплоснабжения необходима для дистанционного контроля за работой системы, архивирования ее параметров, для дистанционного вмешательства в работу системы (например, для изменения настроечных параметров). Диспетчеризация может быть как местной (контроллеры связаны с компьютером диспетчера по локальной сети), так и удаленной (связь осуществляется через Интернет, практически, из любой точки Земли). Возможно организовать несколько рабочих мест диспетчера.

На мониторе компьютера может отображаться различная информация, связанная с работой системы, например, мнемосхемы с показаниями измеряемых параметров и т.д. Оператор может как постоянно наблюдать за работой технологической системы, так и периодически выходить на связь по мере необходимости (когда необходимо проконтролировать или вмешаться в работу системы). Каждый оператор имеет свой приоритет, в соответствии с которым он может вмешаться в работу системы: например, один может только наблюдать за работой системы без права вмешательства, другой имеет право включать и выключать отдельные агрегаты, третий - менять настройки приборов автоматики, четвертый - изменять алгоритм работы.

Диспетчеризация теплоснабжения предполагает реализацию следующих функций:

* Визуализацию, в виде мнемосхем, технологических процессов в ИТП;

* Уведомление диспетчера и ответственных лиц объекта о наступлении предаварийных и аварийных ситуаций;

* Звуковое и цветовое (на мнемосхеме) оповещение при авариях;

* Оповещение при авариях удаленных пользователей через E-mail или (и) SMS сообщениями (оговаривается отдельно при заключении договора на проектирование диспетчеризации).

* Цветовую и цифровая (на мнемосхеме) технологическую сигнализацию;

* Ведение графиков параметров (давления, температуры, расходы и др.);

* Ведение архива аварий;

* Передачу на щит управления ИТП управляющих воздействий (изменение положения регулирующих клапанов, отопительных графиков, изменение заданий и уставок и др.).

Другими словами, диспетчеризация ИТП обеспечивает выдачу сигнала аварии звуком, а также соответствующими надписями и изображениями на мониторе компьютера.

Автоматика ИТП может быть связана с компьютером диспетчера - оператора различными способами:

· через локальную компьютерную сеть, если оператор и автоматика ИТП недалеко удалены друг от друга (находятся в одном или в соседних зданиях). Организация такой связи дешева, практически не требует средств на свое поддержание, ее работа не зависит от операторов связи. Идеально подходит для организации круглосуточной работы диспетчерского пункта на объекте;

· автоматизация, диспетчеризация могут осуществляться с помощью связи по сети Internet, в таком случае контроль за системой и вмешательство в её работу может проводиться практически из любой точки Земного шара. Для этого необходимо только обеспечить возможность подключения к Internet как в месте расположения контролируемого объекта, так и в месте нахождения оператора. Специального программного обеспечения оператору в этом случае не требуется (достаточно любого браузера для выхода в Internet). Теперь ответственный работник может быть в курсе дел на своем объекте, находясь от него на любом удалении, достаточно лишь иметь доступ в Internet. Эта система прекрасно подходит для обслуживания удаленных объектов;

· модемная связь позволяет периодически осуществлять связь с объектом по каналам GSM или телефонной связи, например, можно организовать рассылку соответствующих SMS-сообщений при возникновении определенных ситуаций;

· можно использовать комбинацию нескольких видов связи: например, выход в Internet легко организовать через GPRS-модем.

Важным требованием к трем последним видам связи является обеспечение защиты от постороннего вмешательства в работу системы.

6. Заключение

Автоматизация систем теплоснабжения обеспечивает высокое качество управления работой отдельных объектов и всей системы теплоснабжения в целом, повышает надежность и уровень эксплуатации систем теплоснабжения, способствует экономии энергетических, материальных и трудовых ресурсов.

7. Библиографический список

1. Инженерная энциклопедия Автоматизация систем теплоснабжения [Электронный ресурс]/ - Режим доступа:www.URL:http://engineeringsystems.ru/a/avtomatizaciya-sistem-teplosnabjeniya.php

2. Автоматизация инженерных систем НТО Галакс [Электронный ресурс]/ - Режим доступа:www.URL:http://www.halax.ru/avtomatizacija-dispetcherizacija-sistem.html

3. Aircut - климат доверия [Электронный ресурс]/ - Режим доступа:www.URL: http://aircutklima.com/oborudovanie/avtomatizacija-inzhenernyh-sistem/avtomatizacija-sistem-teplosnabzhenija.php

Размещено на Allbest.ru