浅析老旧热力站无人值守改造的实现

浅析老旧热力站无人值守改造的实现

李聪亮

 太原市热力集团有限责任公司

摘要

本文通过对老旧热力站的设备状况及运行问题进行剖析，为老旧热力站进行自动化设备设计改造提纲思路，最终将老旧热力站从传统的有人值守运行模式升级为无人值守热力站。并将热力站进行无人值守运行管理方式进行阐述，最终得出热力站通过无人值守自动化系统改造，可以有效地降低企业生产成本，提高企业生产效率及管理水平。并可以为供热企业进一步向智慧供热打下坚实的技术基础。

关键词：老旧热力站，无人值守改造，自动化控制系统，远程监控

引言

随着社会的发展和科技的进步，能源供应和利用的效率成为一个重要的议题。热力站作为城市集中供热系统的核心组成部分，对于保障居民供暖质量和提高能源利用效率起着至关重要的作用。然而，传统的老旧热力站在运行过程中面临着多种问题，如设备老化、能耗高、维护困难等，这些问题制约着供热系统的稳定运行和能源资源的合理利用。

为了解决传统热力站存在的问题，无人值守改造逐渐引起了广泛关注。通过引入自动化控制系统、远程监控与远程操作技术等技术，可以实现热力站的无人值守运行管理，提升供热系统的运行效率和能源利用效率，降低维护成本和安全风险。因此，深入研究老旧热力站无人值守改造的实现方法和效果评估对于推进供热系统的现代化建设具有重要意义。

1、老旧热力站现状

   以笔者所在供热企业为例，最早的热力站建设于20世纪90年代初期，随着城市进程的不断推进，城市规模不断扩大，热力站的数量也随之逐年增长。作为城市供热系统的核心节点，热力站在满足居民供暖需求和提供稳定热能的同时，也面临着对热力站数量和运行质量的巨大压力。

由于所有热力站建成投运时间跨度大，建设时的标准不统一，同时间段建设的热力站可能采用不同的设备型号和规格，导致站内运行设备的差异，虽在使用过程中经过多次的升级与迭代。但仍不可避免地会造成站内运行设备不统一，控制方式和自动化控制技术不统一的问题。这种不统一性都对供热企业的后续发展带来一系列难题和困难。

2、热力站无人值守

热力站无人值守，是一种新式的热力站的运行管理方式，与之相对的是常规的有人值守热力站运行管理方式。随着自动化控制技术和远程监控技术在供热行业的不断渗透。热力站可以通过远程的、无人值守的情况将各种传感器实时采集和监测热力站运行的关键参数，如温度、压力、流量等。这些数据通过网络传输到控制中心或者远程监控终端，运维人员可以远程实时监控热力站的运行状态，并根据需求进行远程操作和调节。最终实现热力站无人值守运行生产的目的。

2.1热力站无人值守优劣分析

   热力站实现无人值守是我国现阶段大型集中供热企业进行自动化控制升级改造的首选方案。其主要优势在于，与传统有人值守热力站运行方式相比：1、极大地降低了热力站运行期间的季节性临时运行工的人工使用成本；2、降低运行生产期间由于运行人员对生产设备操作不熟悉而产生的误操作故障率；3、由于全网平衡系统的投入使用，可以有效地提高热网的热源使用率；4、提高企业的运行管理水平。但与上述优势相比，还有一些在热力站无人值守改造项目中存在的弊端甚至会成为供热企业在今后运行中的掣肘：1、缺乏针对集中供热企业或热力站无人值守改造的相应规范或标准；2、热力站无人值守改造首次投入成本相对过高；3、后期使用设备保养内容及成本高于有人值守热力站设备保养内容及成本。4、热力站无人值守需要制定配备专门的运行管理方式。

3、无人值守改造方案

依前文所述，热力站无人值守系统主要包括：视频监控系统、热力站自控系统、全网平衡系统。（如图1所示）

图一 热力站无人值守系统功能示意图

要制定科学合理的热力站运行无人值守系统改造方案，首先就需要明确无人值守系统中各子系统可实现功能作用。

视频监控系统：视频监控系统主要功能是实现替代传统热力站运行中人工的巡视工作，包括安防、设备运行工况巡视等，所以在设计热力站监控系统时首先要考虑的问题是，热力站内主要工作区无监控死角。通过监控内容可以看到主要运行设备即循环泵、补水泵、换热器及配电室设备的运行情况。所以在配置站内摄像头时笔者建议在站内工作区安置1-2部云台监控镜头，在配电室安置1部云台监控镜头，同时在热力站大门处安置1部固定式摄像头。

热力站自控系统：如前文所述现今集中供热企业运行的老旧热力站，自控系统多数都做过自控系统的升级改造。但要实现具备无人值守功能，需要判断热力站自控系统是否具备设备参数的自动采集上传、设备运行工况的控制以及热力站二网自动补水功能。这三项功能也是传统热力站运行中人工操作的主要作用。是否能通过热力站自控系统完全替代可以作为热力站自控系统是否符合具备无人值守的主要参考标准之一，相关改造方案也应围绕此内容制定，同时由于老旧热力站在建设时站内管线布设、电传仪表安装点位等不合理等问题都应该进行专门的移位改造。在此笔者建议针对老旧热力站自控系统改造过程中，应考虑后期设备维保问题，应将温度、压力等设计采集点位进行合理移位安装，为后期维保留出足够空间。

全网平衡系统：全网平衡系统是热力站无人值守系统中的主要核心功能，通过上位机的优化控制和先进管理方式可以实现热源与热负荷的供需平衡，可以有效地提高热源利用率、减少热损耗。该系统的实现既要依托于完善的热力站自动化控制系统对运行设备参数的采集和控制，还要具备完善可靠的网络环境来支持，更需要先进的热网控制策略进行全面协调控制。

由于多数老旧热力站所带负荷小区都是老式串联式供暖方式及三供一业改造后小区。所以在实际供热运行中，在全网平衡控制策略中应将老旧小区供热运行参数进行加权设置，以应对由于房屋散热量大影响供热质量。

4、老旧热力站无人值守运行管理方案

   如前文所述，老旧热力站是可以经过自动化控制设备的升级改造实现无人值守运行管理的。但是由于其热力站自身和热用户的局限性，在实际运行管理中还是需要有专门的运行管理方案与之相适应。

4.1、运行与巡视

老旧热力站及其负荷小区，由于长期运行致使管道老化，在运行过程中有更多的管网失水风险，故在运行过程中，应重点加强远程对二次网压力、水箱液位、补水量等关键参数的远程巡查，在无人值守系统中设置相应的报警点位。并可针对地势较低或有积水风险的热力站点位加装浸水报警装置。确保热力站在无人值守状态下能够及时发现并处理潜在的运行隐患。

4.2上位系统控制

   如前文所述，老旧小区热力站在实现无人值守运行中，受负荷热用户楼体保温质量、管网敷设方式、散热器选用方式及布局等多方面影响，在实际运行老旧小区热力站的单位耗热量是远高于新建小区热力站的。所以在运行控制中需要更多地结合热力站管网运行温度参数及户内温度参数进行及时调整，特别是在投入全网平衡系统功能后，需要单独对老旧小区供热运行参数进行加权优化。其次，在远程上位视频巡视中也应对老旧热力站内管网运行情况、用电设备等易产生安全隐患的点位通过视频轮播、热力站内摄像头云台扫视等方面给予更多的视频巡视注意力。

5、结论

   随着集中供热系统自动化控制技术与物联网技术的不断融合，在我国大型集中供热企业运行管理中，已经逐步开始引入智慧供热这个更加先进的集中供热自动化控制技术。但是要想实现智慧供热，热力站实现无人值守是其必经之路，而热网当中的老旧热力站无人值守升级改造又是这条路中的巨大坎坷。笔者通过多次参与集中供热企业中对热力站自控设备的数次技术迭代与升级中发现，集中供热企业是可以通过对热力站自控设备升级改造而实现无人值守的。并且通过科学的前期规划与改造标准制定，是可以稳定地控制设备改造内容和改造成本的。并且在今后的改造过程中可以有效地控制自控设备维保成本和维保工作量。但是本文相关改造内容只是针对于老旧热力站运行管理本身，要想实现更加节能、更加科学的集中供热控制管理手段还需要配合老旧小区庭院网本身的改造。如此才能实现最终的智慧供热控制管理方式。

参考文献：

[1]杨双双 张赟纲 闭铭 李登峰. 集中供热系统分时段供热方法探索与研究[J]. 区域供热,2023(3):64-71.

[2]申鹏飞 石光辉《基于太古热网智慧供热信息服务平台搭建基础数据体系的探讨》区域供热 2019年6期