-
熱力管網
鎖定
- 中文名
- 熱力管網
- 外文名
- district heating network
- 別 名
- 熱力管道
- 供水温度
- 110~150℃
- 回水温度
- 小於70℃
- 主要附件
- 補償器;支吊架;閥門等
- 應用範圍
- 城市熱網
- 學科分類
- 暖通工程、供熱工程
熱力管網定義
熱力管網從鍋爐房、直燃機房、供熱中心等出發,從熱源通往建築物熱力入口的供熱管道。多個供熱管道形成管網。
熱力管網分類
熱力管網分類 | |||
分類方法 | 種類 | 説明 | |
按熱媒分類 | 蒸汽熱網 | 高壓;中壓;低壓蒸汽熱網 | |
熱水熱網 | 高温熱水熱網:T≥100攝氏度;低温熱水熱網T≤95攝氏度 | ||
按所處地位 | 一級管網 | 從熱源至熱力站的供回水管網 | |
二級管網 | 從熱力站到用户的供回水管網 | ||
按敷設方式 | 地溝敷設 | 通行地溝;半通行地溝;不通行地溝 | |
架空敷設 | 高支架;中支架;低支架 | ||
直埋敷設 | 管道直接埋在地下,無管溝 | ||
按系統形式 | 閉式系統 | 一次熱網與二次熱網採用熱換器連接。 直接消耗一次熱媒,中間設備極少,但一次熱媒補充大 ----------------------------------------------------------------------------- 從熱源到熱用户的管道 | |
開式系統 | |||
按供回分類 | 供水管 | ||
回水管 |
熱力管網技術標準
熱力管網設計標準
適用於供熱熱水介質設計壓力小於或等於2.5MPa,設計温度小於或等於200℃;供熱蒸汽介質設計壓力小於或等於1.6MPa,設計温度小於或等於350℃的下列熱力網的設計:1 由供熱企業經營,以熱電廠或區域鍋爐房為熱源,對多個用户供熱,自熱源至熱力站的城市熱力網;
城市熱力管網設計應符合城市規劃要求,做到技術先進、經濟合理、安全適用,並注意美觀。
熱力管網水質標準
以熱電廠和區域鍋爐房為熱源的熱水熱力網,補給水水質應符合下列規定:
1 懸浮物 小於或等於5mg/L
2 總硬度 小於或等於0.6mmol/L
3 溶解氧 小於或等於0.1mg/L
4 含油量 小於或等於2mg/L
5 pH(25℃) 7~11
①總硬度 小於或等於0.05mmol/L
②含鐵量 小於或等於0.5mg/L
③含油量 小於或等於10mg/L
3.蒸汽管網的凝結水排放時,應符合《污水排入城市下水道水質標準》(CJ 3082)。
熱力管網主要附件
1.熱力網管道的温度變形應充分利用管道的轉角管段進行自然補償。直埋敷設熱水管道自然補償轉角管段應佈置成60°~90°角,當角度很小時應按直線管段考慮,小角度的具體數值應按《城鎮供熱直埋熱水管道技術規程》(CJJ/T 81)的規定執行。
2 選用管道補償器時,應根據敷設條件採用維修工作量小、工作可靠和價格較低的補償器。
3 採用彎管補償器或波紋管補償器時,設計應考慮安裝時的冷緊。冷緊繫數可取0.5.
5 採用波紋管軸向補償器時,管道上應安裝防止波紋管失穩的導向支座。採用其他形式補償器,補償管段過長時,亦應設導向支座。
8 直埋敷設熱水管道,經計算允許時,宜採用無補償敷設方式,並應按《城鎮供熱直埋熱水管道技術規程》(CJJ/T 81)的規定執行。
管道活動支座一般採用滑動支座或剛性吊架。當管道敷設於高支架、懸臂支架或通行管溝內時,宜採用滾動支座或使用減摩材料的滑動支座。當管道運行時有垂直位移且對鄰近支座的荷載影響較大時,應採用彈簧支座或彈簧吊架。
閥門
熱力網管道幹線、支幹線、支線的起點應安裝關斷閥門。
熱水熱力網幹線應裝設分段閥門。分段閥門的間距宜為:輸送幹線,2000~3000m;輸配幹線,1000~1500m.蒸汽熱力網可不安裝分段閥門。多熱源供熱系統熱源間的連通幹線、環狀管網環線的分段閥應採用雙向密封閥門。
當動態水力分析需延長輸送幹線分段閥門關閉時間以降低壓力瞬變值時,宜採用主閥並聯旁通閥的方法解決。旁通閥直徑可取主閥直徑的四分之一。主閥和旁通閥應連鎖控制,旁通閥必須在開啓狀態主閥方可進行關閉操作,主閥關閉後旁通閥才可關閉。
熱力管網監控
監控實質是SCADA系統,主要由監控主站、通信系統和遠程終端構成。監控主站由通信管理單元和監控工作站監控,對於要求高的,可能還需要數據庫服務器,對於需要遠程瀏覽的還需要WEB服務器。通信系統差別很大,可以是電話線,雙絞線,數傳電台,GPRS電台等。遠程終端簡稱RTU,是負責遠方數據採集和控制的設備,因為其工作環境一般在室外,環境比較惡劣,對可靠性和抗干擾能力要求較高。
1.1. 現狀綜述
全國各地已不同程度地進行了熱力管網監控的試點工作,而且參與的廠商數量比較多,水平參差不齊,各個廠家都是在做試點工作,也有個別廠家開始規模推廣。也暴露出很多的問題,主要表現在現場設備可靠性差,可維護性差,不能承受現場惡劣的工作環境(包括高温、低温、潮濕和沙塵)。數據開放性不夠,往往是各個廠家互不兼容,軟件數據不能共享,呈現一個個的自動化孤島。
1.2. 設計思想
目的:
熱力管網遠程監控系統主要是通過對熱力站、管網參數的實時檢測,採用輪詢-應答的通信方式,將檢測到的熱力站,熱力管網狀態,通過各種通信方式傳送給實時數據庫服務器,並以C/S或B/S模式,使各個部門能夠及時熱力站,熱力管網工作狀態,能實時監控熱網的運行情況,如監視熱網最不利壓差,協調控制熱源的供給以適合熱網負荷的變化,保證熱網安全、可靠、高效的運行。
原則:
方案説明:
2. RTU系統
RTU英文名稱Remote Terminal Unit,IEC給的名稱TeleControl。
是一種遠方數據採集和控制的設備。易控微網公司的STC-1是一種合乎IEC要求的一種微型RTU設備,其型號STC為Small TeleControl的縮寫。STC-2是一種可以直接完成交流電量採集的微型RTU設備,主要用於泵站的監控。
2.1. 功能
STC-1 微型RTU設備的功能。
● 8路開關量輸出,可以作為遙控、跳閘或者告警。
● 8路直流採樣,可以接各種變送器。
● 1個標準485通信口,1個RS485/232接口,支持MODBUS或其它規約,擴展更加容易。
● 貼片安裝,無外部總線,可靠性高,抗干擾能力強。
● 卡式導軌或螺絲固定,現場安裝更加便
STC-1主要用於測温點,測壓點和流量的監控。
STC-2設備主要功能:
● 具有3路獨立的開關量輸出,可以作為遙控、跳閘或者告警
● 6路開關量輸入,也可以作為脈衝量輸入
● 2路直流採樣,可以接各種變送器
STC-2 主要用於泵站的監控。
2.2. 現場安裝
每個檢測點需要安裝一個監測箱,監測箱要求合乎IPC55防護等級要求。在監測箱內安裝1台或者多台STC-1、STC-2微型RTU,採用24V供電。箱內配一個220V/24VD或者12V的開關電源,給RTU和電台、變送器供電。
温度變送器選用PT100的温度變送器,輸入為3線制,輸出為2線制。
壓力變送器選用2線制的設備,由24V供電。
3. 通信
SCADA系統的通信方式可以多種多樣,考慮系統的可靠性,有可能還要有備用通道。通信的方式總體説來分為兩種,一種是自己架設的專線系統,一種是架設在公網上的系統。
自己架設的系統:自成系統,不需要別人參與,運行費用低,架設成本高,需要用户自己維護。包括,自架的電話線,雙絞線,光纜,載波,微波,電台等。
公網系統:電話線,專線,ISDN,幀中繼,衞星線路,GPRS等。架設費用低,不需要用户維護,運行費用高。
用户選擇時需要自己根據各種利益和費用考慮。
考慮熱力管網分散,和建設的速度,我們推薦採用無線方式。
參考價格:包月 100元左右 電台 2000元左右。
參考數傳電台:
● 高性能、高穩定、高可靠
● 適合於各種惡劣的工作環境;
● 精密壓鑄鋁結構配合精良的電路設計,抗干擾能力更強;
● 採用温補頻率基準源,確保高穩定收發頻率;
● 專業的散熱設計適合於長期不間斷工作;
● 有效通信距離遠;
● 採用頻率合成技術,通過計算機靈活方便地設置頻點;
● 全部設置通過設置軟件完成,操作簡便;
● 點對點、點對多點,靈活組網;
● 提供外置調制解調器接口;
● 提供模擬通道,方便進行話音通信;
● 電源工作指示燈、空中收發指示燈及數據收發指示燈使工作狀態一目瞭然;
● 工業級產品設計,温度範圍寬。
● 集收發數據、話音通信於一體,功能強大。
1. 總體指標:
● 頻率穩定度:1.5ppm
● 信道間隔:25KHz/12.5KHz
● 接口速率:9600/4800/2400/1200bps(可設置)
● 接口校驗:無校驗/奇校驗/偶校驗 (可設置)
● 信道速率:2400/1200bps (可設置)
● 信道總數:16 (可擴充)
● 天線阻抗:50Ω
● 電源電壓:DC 13.8V (12—15V)
● 電源消耗:接收時<100mA,滿功率發射時<5.5A
● 體積:長×寬×高=149mm×109mm×50mm
2.接收機指標:
● 雜散及鏡頻干擾:≥70dB
● 鄰道選擇性:≥70dB
● 接收失真:≤3%
3.發射機指標:
● 輸出功率:25W (5-25W連續可調)
● 最大頻偏:5Kc
● 鄰道抑制比:≥70dB
● 雜散發射比:≥70dB
● 發射啓動時間:≤40ms
參考GPRS
GPRS MODEM 可以選擇深圳市泰達鑫通信技術有限公司開發的TGM8800 GPRS無線數傳系統。
4. 主站端
選用計算機硬件軟件的原則為夠用,一定時間內不落後。選用油井控制器的原則價格合理,可靠性高。
4.1. 硬件
通信服務可以選擇工控機,對機器要求不是非常高,可以靈活配置。
數據庫服務器選擇小型工作組服務器即可。
4.2. 軟件
參考價格:國內不限點版本 報價 5萬元左右,可以有折扣。
國外軟件可以向代理商諮詢,也有國外的盜版軟件可用。
完成功能:
5. 規約説明
MODBUS 規約
MODBUS規約是MODICOM公司開發的一個為很多廠商支持的開放規約
Modbus 協議是應用於電子控制器上的一種通用語言。通過此協議,控制器相互之間、控制器經由網絡(例如以太網)和其它設備之間可以通信。它已經成為一通用工業標準。有了它,不同廠商生產的控制設備可以連成工業網絡,進行集中監控。
此協議定義了一個控制器能認識使用的消息結構,而不管它們是經過何種網絡進行通信的。它描述了控制器請求訪問其它設備的過程,如果迴應來自其它設備的請求,以及怎樣偵測錯誤並記錄。它制定了消息域格局和內容的公共格式。
當在Modbus網絡上通信時,此協議決定了每個控制器須要知道它們的設備地址,識別按地址發來的消息,決定要產生何種行動。如果需要回應,控制器將生成反饋信息並用Modbus協議發出。在其它網絡上,包含了Modbus協議的消息轉換為在此網絡上使用的幀或包結構。這種轉換也擴展了根據具體的網絡解決節地址、路由路徑及錯誤檢測的方法。
主設備可單獨和從設備通信,也能以廣播方式和所有從設備通信。如果單獨通信,從設備返回消息作為迴應,如果是以廣播方式查詢的,則不作任何迴應。Modbus協議建立了主設備查詢的格式:設備(或廣播)地址、功能代碼、所有要發送的數據、錯誤檢測域。
從設備迴應消息也由Modbus協議構成,包括確認要行動的域、任何要返回的數據、和錯誤檢測域。如果在消息接收過程中發生錯誤,或從設備不能執行其命令,從設備將建立錯誤消息並把它作為迴應發送出去。
在其它網絡上,控制器使用對等技術通信,故任何控制都能初始和其它控制器的通信。這樣在單獨的通信過程中,控制器既可作為主設備也可作為從設備。提供的多個內部通道可允許同時發生的傳輸進程。
在消息位,Modbus協議仍提供了主—從原則,儘管網絡通信方法是“對等”。如果控制器發送消息,它只是作為主設備,並期望從從設備得到迴應。同樣,當控制器接收到消息,它將建立一從設備迴應格式並返回給發送的控制器。
查詢
查詢消息中的功能代碼告之被選中的從設備要執行何種功能。數據段包含了從設備要執行功能的任何附加信息。例如功能代碼03是要求從設備讀保持寄存器並返回它們的內容。數據段必須包含要告之從設備的信息:從何寄存器開始讀及要讀的寄存器數量。錯誤檢測域為從設備提供了一種驗證消息內容是否正確的方法。
迴應
如果從設備產生正常的迴應,在迴應消息中的功能代碼是在查詢消息中的功能代碼的迴應。數據段包括了從設備收集的數據:像寄存器值或狀態。如果有錯誤發生,功能代碼將被修改以用於指出迴應消息是錯誤的,同時數據段包含了描述此錯誤信息的代碼。錯誤檢測域允許主設備確認消息內容是否可用。
控制器能設置為兩種傳輸模式(ASCII或RTU)中的任何一種在標準的Modbus網絡通信。用户選擇想要的模式,包括串口通信參數(波特率、校驗方式等),在配置每個控制器的時候,在Modbus網絡上的所有設備都必須選擇相同的傳輸模式和串口參數。
所選的ASCII或RTU方式僅適用於標準的Modbus網絡,它定義了在這些網絡上連續傳輸的消息段的每一位,以及決定怎樣將信息打包成消息域和如何解碼。
在該系統中,我們僅僅支持RTU的幀格式。
每個字節的位
. 1個起始位
. 1個停止位
錯誤檢測域
. CRC校驗
地址域
消息幀的地址域包含兩個字符(ASCII)或8Bit(RTU)。可能的從設備地址是0...247 (十進制)。單個設備的地址範圍是1...247。主設備通過將要聯絡的從設備的地址放入消息中的地址域來選通從設備。當從設備發送迴應消息時,它把自己的地址放入迴應的地址域中,以便主設備知道是哪一個設備做出迴應。
地址0是用作廣播地址,以使所有的從設備都能認識。當Modbus協議用於更高水準的網絡,廣播可能不允許或以其它方式代替。
消息幀中的功能代碼域包含了兩個字符(ASCII)或8Bits(RTU)。可能的代碼範圍是十進制的1...255。當然,有些代碼是適用於所有控制器,有此是應用於某種控制器,還有些保留以備後用。
當消息從主設備發往從設備時,功能代碼域將告之從設備需要執行哪些行為。例如去讀取輸入的開關狀態,讀一組寄存器的數據內容,讀從設備的診斷狀態,允許調入、記錄、校驗在從設備中的程序等。
當從設備迴應時,它使用功能代碼域來指示是正常回應(無誤)還是有某種錯誤發生(稱作異議迴應)。對正常回應,從設備僅迴應相應的功能代碼。對異議迴應,從設備返回一等同於正常代碼的代碼,但最重要的位置為邏輯1。
支持主要功能碼:
Read Coil Status
Read Input Status
Read Holding Registers(讀保持寄存器)
Read Input Registers (讀輸入寄存器)
Force Single Coil (設置單個繼電器)
Preset Single Register (設置單個保持寄存器)
Force Multiple Coils(設置多個線圈)
Preset Multiple Registers(設置多個保持寄存器)
Read General Reference (讀文件)
Write General Reference
Mask Write 4X Register
Read/Write 4X Registers (讀寫保持寄存器)
Read FIFO Queue(讀FIFO隊列)