Опыт диспетчеризации тепловой сети ОАО «ИжАвто»

Л. И. Решетов, главный энергетик,

В. Д. Александров, начальник бюро,

С. А. Хорьков, начальник центра, ОАО «ИжАвто»

На современных промышленных предприятиях управление тепловой сетью осуществляется через автоматизированное рабочее место диспетчера, а воздействие на тепловые потоки производится через систему регулирующих элементов – задвижек. Однако системы, объединяющей данные о режимах тепловой сети на всех ее участках в режиме реального времени, как правило, на производственном предприятии нет. Система управления, снабженная блоком контроля рабочих параметров тепловой сети от источника тепла до конечных потребителей, обеспечивает получение полной информации о состоянии сети, позволяет оперативно реагировать на любые изменения и организовывать необходимые режимы теплоснабжения и теплопотребления в строгом соответствии с заданием. Модернизации уже существующей системы регулирующих элементов при этом не требуется.

Для автоматической передачи информации с нескольких десятков, а иногда и сотен приборов учета тепловой энергии необходимо все эти приборы объединить компьютерной сетью. При этом приборы учета тепловой энергии должны иметь возможность не только быть подключенными к компьютеру, но и поддерживать определенные протоколы обмена. Поэтому уже на этапе принятия решения о создании информационной сети, важно ориентироваться на коммуникационные возможности приборов, позволяющие объединить все элементы в единую систему.

Как правило, в тепловой сети крупного производственного предприятия установлены приборы как коммерческого, так и технического учета тепловой энергии. Объединение этих приборов единой компь-ютерной сетью создает условия для осуществления контроля и управления параметрами тепловой энергии на всем пути передачи от источника тепла до потребителя, обеспечивая безаварийную и эффективную работу всей системы.

Пример подобного управления реализован в теп-ловой сети ОАО «ИжАвто». Котельная (тепловая станция) ОАО «ИжАвто» снабжает тепловой энергией автомобильный завод и сторонних потребителей. Фактическая нагрузка котельной составляет 320 Гкал/ч. Тепловая станция ОАО «ИжАвто» является начальным пунктом передачи тепловой энергии и включает пять основных магистралей (веток) и ряд более мелких тепловых сетей. Конечными пунктами тепловой сети ОАО «ИжАвто» являются центральные тепловые пункты (ЦТП), объединяющие потребителей, и конкретные потребители. На начальном и конечных пунктах тепловой сети, т. е. сразу после котельной и перед потребителями, установлены первичные измерительные преобразователи (датчики) и вторичные приборы учета (вычислители) тепловой энергии. Диаметр условного прохода применяемых приборов находится в диапазоне от Ду 50 до Ду 600. Эти приборы отвечают современным требованиям учета тепловой энергии и подключены к компьютерной сети. Тепловая сеть разделена на отдельные рабочие участки задвижками, выполняющими функцию регулирования потоков теплоносителя. Управление тепловой сетью осуществляется через автоматизированное рабочее место диспетчера. Диспетчер имеет телефонную и компьютерную связь и с котельной, и с ЦТП потребителей и имеет возможность воздействовать на степень открытия задвижек.

На рис. 1 представлено окно компьютерной прог-раммы со схемой, на которой отображены параметры теплоносителя в начальном пункте сети (на выходе из котельной).

Рисунок 1 (подробнее)   Схема тепловой сети с указанием параметров теплоносителя на выходе из котельной

Из рис. 1 видно, что на всех магистралях тепловой сети установлены приборы учета тепловой энергии, объединенные в единую систему диспетчеризации и позволяющие в режиме реального времени получать информацию о давлении, температуре, массовом расходе прямой и обратной магистрали тепловой сети; а также представлены данные о массовом расходе подпиточной воды котельной.

На рис. 2 показано окно компьютерной программы, на которое выведены параметры теплоносителя во всех конечных пунктах тепловой сети (на входе к потребителям).

Рисунок 2 (подробнее)   Схема тепловой сети с указанием параметров теплоносителя на входе к потребителям

При сравнении рисунков видно, что данные о параметрах тепловой энергии, подаваемой потребителям, формируются аналогично сведениям, получаемым на выходе из котельной. Помимо этого, как пос-тавщик, так и потребитель могут получить дополнительную информацию. Для этого достаточно подвес-ти курсор на экране компьютера к интересующему объекту и щелкнуть на нем два раза «мышью». В результате откроется архив, содержащий графики дав-ления, температуры, массового расхода теплоносителя; для ЦТП – еще и массовый расход подпиточной воды. Данные в указанном формате для ЦТП-1 представлены на рис. 3.

Рисунок 3 (подробнее)   Архивные данные для ЦТП-1

Отметим, что подобные графики (см. рис. 3) можно построить в любом диапазоне времени, который может предоставить тепловой счетчик. Это позволяет точно анализировать аварийные ситуации в контрольных точках тепловой сети практически в любой момент времени.

Информационная сеть, объединяющая тепловые счетчики, позволяет организовать прием и передачу данных, как в проводном, так и беспроводном режимах. Проводную передачу информации целесообразно осуществлять при близком расположении тепловых счетчиков к серверу, например, для приборов, установленных на выходе их котельной, а беспроводную связь использовать для удаленных объектов. Такой комбинированный вариант передачи информации реализован на тепловой сети ОАО «ИжАвто».

Беспроводная сеть основана на работе сотовой связи. Для этого вычислитель теплосчетчика снабжается адаптером сотовых соединений, обеспечивающим вывод информации параметров теплоносителя на экран компьютера в режиме реального времени. Настройки адаптера позволяют организовывать обмен информацией между тепловым счетчиком и сервером по событиям, например, при аварии на конкретном объекте из-за превышения величины заданных значений, по временному критерию, например, по выбранному расписанию, по запросу оператора.

На основании информации, поступающей по компьютерной сети на автоматизированное рабочее место диспетчера, и согласно стандартным процедурам и предписаниям, дежурный оператор принимает то или иное решение по выбору режима работы тепловой сети и/или отдельных ее участков.

Через внутризаводскую сеть данные о параметрах тепловой сети передаются на компьютеры главного энергетика, начальника котельной и другого технического персонала.

Диспетчеризация тепловой сети ОАО «ИжАвто» позволяет:

1. Обеспечивать безопасную работу тепловой сети благодаря предоставлению информации о ее режимах и параметрах в любой момент времени, что дает возможность оперативно реагировать на аварийные и внештатные ситуации.

2. Регистрировать и вести учет давления, температуры, массового расхода прямой и обратной магистралей тепловой сети, массового расхода подпиточной воды за любой период времени, а также:

– фиксировать время работы и простоя теплосистемы;

– регистрировать параметры тепловой сети при теплогидравлических испытаниях и создавать карты испытаний на бумажном и/или электронном носителях;

– регистрировать утечки сетевой воды;

– определять фактические потери тепловой энергии в сети и на отдельных ее участках;

– регистрировать и рассчитывать величину теплопотребления сторонних потребителей;

– регистрировать и учитывать подпитку теплосистемы сетевой водой;

– осуществлять контроль за режимной картой работы котельной.

3. Получать информацию в режиме реального времени, создавать и хранить архивы практически любого объема в виде таблиц, графиков, сводных таблиц данных и масштабных планов.

Создание системы диспетчеризации тепловой сети ОАО «ИжАвто» явилось результатом сотрудничества ОАО «ИжАвто» и ООО «Взлет-Ижевск», которое началось в 2004 году и продолжается в настоящее время, уже разработаны долгосрочные планы совместной работы на будущее. Наиболее капиталоемкой частью работы по созданию системы контроля и управления режимами тепловой сети ОАО «ИжАвто» стало приобретение и установка приборов учета. Подключение собственной информационной сети потребовало гораздо меньшего времени и материальных затрат.

Эффект от применения системы диспетчеризации для тепловой сети ОАО «ИжАвто» выражается в повышении безопасности режимов тепловой сети, в повышении эксплуатационной надежности, в увеличении оперативности ее управления, в оптимизации режимов тепловой сети и в снижении непроиз-водительных потерь тепловой энергии. Расчеты показали, что при эксплуатации тепловой сети с использованием системы диспетчеризации, количество сберегаемого тепла составляет около 10 % от отпускаемой тепловой энергии за один отопительный сезон.