Идее создания системы мониторинга тепловых сетей уже более 25 лет. Необходимость создания системы предопределена стремлением минимизировать затраты времени и человеческих ресурсов на поиск утечек в тепловых сетях. Учитывая значительную протяженность тепловых сетей, обнаружение мест повреждений трубопроводов тепловых сетей является весьма трудоемкой задачей. Для сокращения времени на поиски утечек был разработан проект установки расходомеров на ответвлениях от магистральных тепловых сетей, но проект не был реализован из-за трудностей с передачей данных. После начала диспетчеризации ЦТП и котельных ПП "Белгородские тепловые сети" иногда удавалось отследить изменения расходов на диспетчеризированных объектах и обнаруживать утечки в более короткое время. Но для этого требовалось значительное количество времени для просмотра и анализа параметров теплоснабжения, чем не всегда обладал диспетчер ПП "Белгородские тепловые сети".

Реализация проекта

утечка мониторинг расходомер трубопровод

Для установки расходомеров в тепловых камерах существуют следующие основные ограничения:

¦ температура окружающей среды;

¦ температура измеряемой среды;

¦ высокая влажность;

¦ возможность затопления камеры водой;

¦ отсутствие электропитания.

В результате длительного анализа, учитывая вышеизложенные факторы, для реализации проекта был выбран ультразвуковой, двухканальный тепловодосчетчик украинского производства. Расходомер предназначен для измерения среднего и суммарного расхода звукопроводящих жидкостей и имеет встроенный интерфейс RS232 для считывания параметров по протоколу ModbusRTU.

Для эксперимента в 2011 г. производителем были выделены два комплекта расходомеров для установки в магистральной тепловой камере и на перекачивающей насосной станции. Передача данных осуществлялась по сотовой связи, для чего были установлены модемы на объектах и в диспетчерском пункте ПП "Белгородские тепловые сети". В магистральной тепловой камере питание расходомера и модема передачи данных осуществлялось от аккумулятора, который ежемесячно заряжался. Сложность отслеживания параметров заключалась в необходимости запуска программы для снятия данных. Оборудование показало свою работоспособность в сложных условиях эксплуатации.

По результатам эксперимента было принято решение о применении вышеупомянутых тепло-водосчетчиков и выбраны места для их установки. В итоге в 2012 г. в рамках реализации инвестиционного проекта диспетчеризации объектов ОАО "Белгородская теплосетевая компания", была внедрена система мониторинга тепловых сетей производственного подразделения "Белгородские тепловые сети", предназначенная для оперативного обнаружения утечек в трубопроводах магистральных и распределительных тепловых сетей. Расходомеры были установлены на одной перекачивающей насосной станции, в четырех магистральных и одной распределительной тепловых камерах, что позволило условно разделить тепловые сети на участки для локализации возможного места повреждения тепловой сети. Места установки расходомеров были определены с учетом планов реконструкции тепловых камер и возможности установки расходомеров (наличие прямых участков и уличного освещения). Так же в каждой тепловой камере были установлены датчики затопления, которые позволяют определить залитие тепловых сетей теплоносителем, холодной и грунтовыми водами, что позволяет оперативно организовать откачку. Общая протяженность тепловых сетей, включенных в систему мониторинга, составляет 298 км (в однотрубном исчислении). Опыт эксплуатации системы мониторинга на сегодняшний день доказал ее эффективность при обнаружении мест повреждения трубопроводов тепловых сетей.

Система мониторинга реализована с привязкой к существующей системе АСДТУ на базе программного обеспечения Gtect Scada V 7.0. Каналы передачи данных, объединяющие расходомеры и сервер АСДУ выполнены на GPRS-модемах CCU Wireless COM и представляют собой прозрачный интерфейс RS232. Серверное программное обеспечение сбора и расчетов параметров представлено OPC-сервером Cyberlogic. Визуализация, контроль аварийных пределов и хранение исторических данных выполнено с помощью SCADA-системы Citect.

Электроснабжение осуществляется от аккумуляторов, которые периодически (во время работы освещения в ночное время) подзаряжаются от уличного освещения. Передача данных осуществляется по каналу сотовой связи GPRS в непрерывном режиме. Тепловычислитель, устройство защитного отключения, GPRS-модем и аккумуляторная батарея с зарядным устройством расположены в шкафу системы мониторинга, имеющего габаритные размеры 400 мм х 300 мм х 200 мм. Шкаф имеет вандалозащищенное исполнение IP 65. Шкафы системы мониторинга расположены на опорах осветительной сети, шкаф приведен на рис. 1 и 2.

Практически система мониторинга представляет собой упрощенную схему магистральных тепловых сетей с параметрами расходов в точках установки расходомеров. Разница расходов рассчитывается автоматически, функция расчета допустимых отклонений позволяет отслеживать превышения разницы расходов. Предусмотрена возможность построения трендов параметров, что значительно упрощает анализ состояния тепловых сетей. Все отклонения сопровождаются изменением цвета отображаемых параметров. В таблице вкладки программы, представленной на рис. 3, указаны (слева на право):

¦ наименование объекта измерения и передачи информации;

¦ состояние канала связи;

¦ текущая информация о разности расходов в подающем и обратном трубопроводах тепловой сети;

¦ информация о затоплении тепловой камеры;

¦ информация о последней возникшей аварийной ситуации.

Для удобства работы диспетчеров мнемосхема (рис. 4) объединена с таблицей, характеризующей работу теплоисточников. На данной мнемосхеме можно получить информацию о расходах по любой из точек измерения в режиме реального времени. Глубина архива хранения данных составляет 2 года. В нормальном рабочем режиме текущие параметры отображаются на мониторе зеленым цветом, при выходе параметра за пределы уставок цвет изменяется на красный.

Варианты электроснабжения шкафа системы мониторинга

Особое внимание в ходе реализации проекта было уделено способу электроснабжения шкафов системы мониторинга, в результате к проработке были приняты следующие варианты:

1. От существующей сети уличного освещения (рис. 5). Основными преимуществами данного варианта являются стабильное напряжение, доступность и простота подключения.

2. От солнечной батареи (рис. 6). Основным недостатком варианта является зависимость питания от погодных условий.

Практически электроснабжение шкафов системы мониторинга реализовано по варианту № 1 - от существующей сети уличного освещения.

На следующий год планируется дальнейшее развитие системы мониторинга тепловых сетей в г. Белгороде с установкой 10 комплектов расходомеров и введением в систему данных с ЦТП.

Размещено на Allbest.ru