CC BY
65
МОНИТОРИНГ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ КИШИНЕВА
Черней М.И., Леу В.И.
Акционерное Общество «Термоком», г. Кишинев
Аннотация. В работе описаны основные модули системы контроля и дистанционного сбора данных централизованной системы теплоснабжения Кишинева, компоненты на уровне производства, транспорта и распределения тепловой энергии.
Ключевые слова: Централизованная система теплоснабжения, автоматизированная система мониторинга, телеметрические системы.
MONITORIZAREA SISTEMULUI DE ALIMENTARE CENTRALIZATA CU ENERGIE TERMICA CHISINAU Cernei M., Leu V.
Societatea pe Acfiuni „Termocom”
Rezumat. in lucrare este prezezentata descrierea modulelor principale ale sistemului automatizat de monitoring a sistemului de alimentare centralizata cu energie termica din mun.Chi§inau, coponentele la nivel de producere, transport §i distribute a energiei termice.
Cuvinte-cheie: Sistemul centralizat de alimentare cu caldura, sistemul automatizat de monitoring, sistemele de telemetrie.
MONITORING OF DISTRICT HEATING SYSTEM OF KISHINAU
Chernei M., Leu V.
Joint Stock Company „Termocom”, Kishinau Abstract. The article describes basic modules of SCADA in district heating system of mun. Kishinau and some main components of it.
Keywords: District heating system, automated monitoring, telemetry systems.
В настоящее время централизованная система теплоснабжения (ЦСТ) имеет следующее основное оборудование:
S 2 теплоэлектроцентрали, 3 районных котельных с установленной мощностью 300-400 Гкал/ч (ЮРК, ЗРК);
S 19 пригородных котельных с установленной мощностью до 50 Гкал/ч;
•S 17 насосных станций;
S тепловые сети (в 2-х трубном исчислении):
- магистральные и распределительные - 259,9 км;
- внутриквартальные - 262,1 км;
- горячего водоснабжения - 188,6 км;
- 401 центральных тепловых пунктов (ЦТП);
- 185 блочных индивидуальных тепловых пунктов (ИТП).
В работе [1] представлен опыт использования предварительно изолированных трубопроводов в пенополиуретановой изоляции (ППУ) в системе теплоснабжения мун. Кишинев, а в [2] опыт применения схем частотного регулирования. В данной работе представлен опыт внедрения автоматизированной системы мониторинга (АСМ).
АСМ обеспечивает учёт, запись и архивацию значений основных параметров работы теплоэлектроцентралей (ТЭЦ), тепловых станций (ТС), насосных станций (НС), центральных тепловых пунктов (ЦТП) и индивидуальных тепловых пунктов (ИТП) (учет отпущенного тепла теплоносителем, расходы теплоносителей, температура теплоносителя и температура горячей воды, давления), в виде графиков или таблиц.
Начиная с 2005 г. телеметрическая система Expert постоянно модернизировалась. Оистема была предназначена для получения данных с городских источников тепловой
энергии и насосных станций. Впоследствии, была внедрена другая телеметрическая система LOVATI, открытого типа SCADA, которая позволяет обеспечить отражение постоянного обновления как измерительных приборов и инструментов мониторинга (сенсоров), так и алгоритмов обработки и визуализации данных (отчётов, сигналов об авариях, превышения нормированных режимов и т.п.).
Ниже в таблице 1 представлены составные части данной системы, которые распределены технологически и территориально:
Таблица 1. Составные части АСМ
Название составной части Зона действия
Автоматизированная система мониторинга технологического процесса распределения тепловой энергии LOVATI 2 ТЭЦ, 2 ТС, 17 НС 26 промежуточных пунктов на тепловых сетях.
Автоматизированная система мониторинга технологического процесса выработки тепловой энергии Диспетчер - 60 19 ТС
Автоматизированная система мониторинга технологического процесса распределения тепловой энергии Монитор - ЦТП Автоматизированная система мониторинга БИТП П П ТТ ЦИ 1Л) О 00
Преимущества АСМ:
- визуализация в реальном времени базовых параметров (расход, температура, давление) теплоносителя и тепловой энергии выработанной тепловыми централями и доставленной конечному потребителю (рис.1);
- своевременное выявление аварийных ситуаций, регистрацию увеличения утечек теплоносителя, отклонения от нормы отслеживаемых параметров;
- составление серии ежедневных и ежемесячных отчётов по потреблению тепловой энергии, локализация трасс и районов с повышенной утечкой тепла (рис. 2);
- исправление гидравлических и тепловых режимов в соответствии с реальными данными;
- оперативное районирование утечек теплоносителя из магистральных и распределительных сетей; внутриквартальных тепловых сетей;
- регулировка потребления электроэнергии электронасосов по реальному расходу и, как следствие, уменьшение расходов электроэнергии;
- регулировка расходов в соответствии с потреблением электроэнергии и, как следствие, оптимизация параметров теплоносителя;
- оптимизация потребления тепловой энергии, регистрация изменений схем тепловых сетей, планов ремонта и т.п.
- организация коммерческого учёта потребления тепловой энергии и горячей воды.
AСМ обеспечивает оперативный просмотр собранных контроллерами данных. Информация может быть представлена в виде карты с нанесенными на нее объектами, в виде таблиц или отражающих положение дел на определенных магистралях. Также по каждому объекту можно получить на экране технологическую схему выбранного объекта с указанием мест отбора параметров и другой сопутствующей информации. Система позволяет контролировать неограниченное количество объектов, поддерживает непрерывный опрос счетчиков тепловой энергии и датчиков температуры (7 шт.), давления (8 шт.), частотных или импульсных (4 шт.). Собранные контроллерами данные передаются на центральный сервер и записываются в базу
данных. Просмотр оперативной информации и отчетов возможен с автоматизированных рабочих мест, объединенных локальной вычислительной сетью предприятия. Ниже приведено описание некоторых рабочих модулей АСМ.
Графическое отображение информации представлено в форме графиков с возможностью самостоятельного выбора периода просмотра, а также автоматического обновления информации. Максимальный период просмотра в графике 7 дней.
В случае аварийных ситуаций возникает необходимость более частого опроса объекта (АСМ позволяет опрашивать объект намного чаще), при этом связь с другими объектами не прекращается, однако цикл опроса возрастает в 3 раза. Через 15 минут приоритетный опрос объекта автоматически прекращается и восстанавливается штатный режим последовательного опроса.
http://lovati/termocoml/table.htrrtl - Windows Internet Explorer
.L-iWa-Г
11.9 2.3
Ciocana "''ll.9 2.1
j- ^
59 2.0
&I2;
N° і
11.7 2.1
^33.9 0-800
-3S53.5 0-125
£Vi6976.9
IV26914.1
ffl
104 10106 2.0 87 3.6 90 8.3
О 6.6
I 64
I________________________
О 1.1
4.8
pr. Botanies IL _
4.8
11.6 Гч
1 52ІНО !
Ora? _________
2.4 ІУРІ5
Ciocana _
140 8.0
65 9.3
78 3.1 74 8.1
ІЇО > 114 3.2
| 1 і I0,3
0.0
hocebal
6.9
12.1 2003.0
5 0 0-0
1920.3
13.5 1537.2
13.5 1047.6
7.1 319.8
13.1 665.2
53.1 139.3 8.1 І216.4
12.3 888.1
10.3 313.7
12.4 668.1
2336.3
1414.5
0.0 v 1912.9 1524.3 1046.1
9.5 7.6
7.5 4.0
2068.3 H 6.9
^7"
4,4
3.1 3.1
5.3 1.1
09~”
4. 3_______
4.9 0.3
3 9
1 П
3.9
4.8 nP 0.7
4 4
fl 9
4. 6________
4.2 1.2
OlgWarT-Sud 183 ^8.9 2.3
'*'9.0 2.1
-4Ї5.9 0.0
Baza Avarie
iio18 lei ід
O 7.7 61.2 11.0 8.2 510.0 480.0 8.7 4.8
ІГОІ9 138 0.7 0 2.7 60.7 9.9
кі v
9.9 259.2 249.6 3.2
5.3 115.2 121.6 3.4
ЗІ4 3.3
Рис. 1 Визуализация в реальном времени базовых параметров (расход, температура, давление) теплоносителя и тепловой энергии
Также производится автоматический подсчет суммарных значений параметров для всех ЦТП включенных в магистраль (ЭД, 01, 02, dG, V! V2, dV, Vгвс). Для значений температуры вычисляется средняя по магистрали, производится автоматический подсчет разницы между источником тепла или насосной станцией (если таковые существуют) к которой подключена магистраль и значениями параметров.
Система позволяет оперативно контролировать состояние радиосвязи и питания от электросети контроллера и теплосчетчика. Параметр «инапр» указывает напряжение питания контроллера в Вольтах. Значение параметра от 13В до 14В указывает на наличие напряжения 220В в электросети, значение параметра от 10В до 12В указывает на отсутствие напряжения 220В в электросети и работу контроллера от аккумуляторной батареи. Примечание: Падение напряжения на аккумуляторной батарее ниже 10В приводит к останову работы контроллера и теплосчетчика на объекте.
Модуль «Сервер отчеты»» предназначен для просмотра отчетов о работе широкого спектра объектов, таких как: источники тепла, насосные станции и центральные тепловые пункты предприятия. Ниже приведено краткое описание некоторых отчетов:
1. ОТЧЕТ «MULTICAL DAILY» - предназначен для анализа данных полученных с теплосчетчиков о потребленной тепловой энергии и других параметров на объекте в среднем за сутки и по контуру в целом.
2. ОТЧЕТ « DCX CURENT» - предназначен для детального анализа данных полученных с аналоговых и температурных входов контроллера установленного на объекте
3. ОТЧЕТ « MULTICAL CURENT» - предназначен для детального анализа данных полученных с теплосчетчика установленного на объекте.
4. ОТЧЕТ « MULTICAL DAILY» - предназначен для анализа данных полученных с теплосчетчиков о потребленной тепловой энергии и других параметров на объекте в среднем за сутки.
5. ГРАФИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ «MULTICAL GRAPH» - предназначен для детального анализа в графической форме всех значений параметра полученных с теплосчетчика установленного на объекте по времени контроллера.
6. ГРАФИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ « MULTICAL GRAPH2» - предназначен для детального анализа в графической форме значений параметра полученных с теплосчетчика установленного на объекте через каждые 20 минут.
Следует отметить, что возможно сохранения отчета в нужном файловом формате XML, CSV, TIFF, PDF, WEB archive, Excel.
http://lovati/char11/chart.html - Microsoft Internet Explorer
CET-2_Adaos_sumar
soo
500
400
300
200
100
0
500
400
300
200
100
0
} 1 і I fj t,
і! І
ftГ
J
IF !
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10 20 21 22 23
SP-7 Delta M
® Подробно О По часам О По суткам
12008 zft Низ л] январ^^^ ■= I [о
Показать
Рис. 2. Изменение подпитки на ТЭЦ №2 и дельта-расходов на напоре ПНС №7
На верхнем рисунке зафиксирован аварийный рост подпитки на ТЭЦ №2, при этом благодаря автоматизированной системе мониторинга было зафиксировано направление разрыва на тепловых сетях, в данном случае выше ПНС №7 и в течении получаса линия была отключена.
Модуль “Лимиты Т1/Т2” предназначен для оперативной оценки ситуации в АСМ и в нем применен следующий алгоритм работы сигнализации (цветная точка). Данный модуль предназначен для установки пределов изменения температуры в подающем и обратном трубопроводе в СЦТ в соответствии с утвержденным температурным графиком теплоснабжения (130/70 °С). Данные пределы автоматически
распространяются на все значения температуры Т1 и Т2 в АСМ, что приводит к изменению окраски после завершения сеанса связи с объектом.
Вар. 1 (зима): Автоматическая установка значения T2 в зависимости от T1. Установка температуры подачи производится в соответствии с утвержденным температурным графиком теплоснабжения, автоматический при помощи интерполяции из температурного графика теплоснабжения будет вычислена температура обратной сетевой воды.
Сигнализация
Красный Т1 Т, Т2Т, (Т1 Т, Т2 - норма) ТіТ, Т2Х, Тії, Т2Т, (Ті - норма, Т2 Т)
Зеленый Т1 , Т2 - норма (Ті - норма , Т2Х)
Синий ТіХ, Т2Х ТіХ , Т2 - норма
Норма - изменения значения Т1 , Т2 в пределах +- 3% от заданных. Т - превышение значения Т1 , Т2 относительно нормы.
X - понижение значения Т1 , Т2 относительно нормы.
Вар. 2 (Лето): Ручная установка значений T1/T2.
Сигнализация идентична варианту 1
Модуль “Лимиты Тгвс” предназначен для установки пределов изменения температуры горячего водоснабжения в СЦТ в соответствии с утвержденным температурным графиком. Данные пределы автоматически распространяются на все значения температуры Тгвс в АСМ «Монитор».
Ь;1Ручная установка пределов Тгвс.
Сигнализация
Красный Тгвс Т
Зеленый Тгвс - норма
Синий ТгвсХ
Норма - изменения значения Тгвс в пределах +- 5 °С от заданной.
Т - превышение значения Тгвс относительно нормы.
X - понижение значения Тгвс относительно нормы.
Внедрение АСМ, мониторинг и оперативное реагирование на нештатные ситуации с учетом того, что износ тепловых сетей составляет 65,1%, дало достижение уровня подпитки ЦСТ Кишинев в три раза ниже норматива (0,25% среднегодового объема воды в тепловой сети и присоединенных к ней системах теплопотребления в час независимо от схемы их присоединения). Удельная утечка теплоносителя постоянно снижалась, и достигнутые результаты представлены на рис.3. САМ было внедрена начиная с 2005 г. а общая инвестиционная составляющая составляет 1,7 млн. Евро, а полученный экономический эффект за 2005-2012 годах составляет 24 млн. Евро. За основу расчета был взят достигнутый показатель подпитки в 2004г. Экономия
представляла собой сэкономленные средства с учетом среднегодовой стоимости подпиточной воды и тепловой энергии.
Удельная утечка теплоносителя, л/м3ч
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Рис.3. Удельная утечка теплоносителя.
В настоящее время разработан и утвержден перечень первоочередных инвестиционных мероприятий на краткосрочный период (три года) [3]. В ближайшем будущем будет завершено внедрение системы автоматического мониторинга тепловых установок на вводах потребителей.
Литература
[1] М. Черней, Леу В. Об использовании предизолированных трубопроводов в ППУ изоляции в системе теплоснабжения мун. Кишинев. // «Новости теплоснабжения» №3 (151), 2013г., с.46-49.
[2] Черней М., Леу В. Опыт применения схем частотного регулирования в централизованной системе теплоснабжения г.Кишинев. // «Новости теплоснабжения» №4 (152), 2013г, с. 35-38.
[3] Identification of Near-term Priority and Preparation of their Technical Specifications and Tender Documents. Final Report 26 February 2013. Sweco International AB. www.termocom.md
Сведения об авторах.
Черней М.И., к.т.н., генеральный директор АО «Термоком». Область интересов: электроэнергетика,
теплоэнергетика.
E-mail: cernei@termocom. md
Леу В.И., технический директор. Область интересов: теплоэнергетика.
E-mail: leu@termocom. md
