CN202748655U - 热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台 - Google Patents

热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台 Download PDF

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Abstract

一种热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台,包括用水量测量装置、用汽量测量装置、污水量测量装置、远传数据采集系统、厂级监控信息系统及汽水平衡分析管理平台,用水量测量装置、用汽量测量装置和污水量测量装置分别通过一个远传数据采集系统与厂级监控信息系统的输入端连接,厂级监控信息系统的输出端与汽水平衡分析管理平台连接。本实用新型的优点是:建立了完善的全面的检测及数据分析管理平台,对汽水不平衡数据进行在线分析,及时给出应对措施,并建立水、汽用表、漏点测量一对一鉴定档案,对整个汽水平衡管理做到在线可控、在控,使企业汽损率降到最低,给企业带来效益。

Description

热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台,主要用于发电及供热联产企业内部对机组的汽-水平衡的在线检测与管理。
背景技术
[0002] 国家”十二五”规划中,节能减排是首要战略目标,近年来,随着电力及供热事业 的高速发展,发电及供热机组大量地投入运行,这些企业的节能减排的必要性非常突出,而企业内部的汽水平衡管理又是节能减排的重中之重。由于受建厂设计背景及时代技术条件的制约,发电、供热的热电联产企业目前的设备配置均不能实现在线检测汽水平衡,更没有有效实用的分析管理平台,这样使企业有很高的汽水损失,提高了企业的运营成本,大多数热电企出现了巨亏,但对设备现状又找不到针对性解决的办法;很多企业动用人海战术,进行原始的手动记录和测量,仅能捕捉某一时段的近似情况,对于不同工况的复杂状态,不具备参考价值。从统计数据来看,许多企业的汽水损失超过3 %,使企业能耗提闻。
[0003]目前供热、发电的热电联产企业主要的水量表均无远传功能,蒸汽表配置不全,没有排污点及漏点的检测;缺少专用在线检测平台及专用分析管理平台,计算汽水平衡主要靠人工手动抄表计算,许多位置的损失都是靠估算;尤其是汽、水小流量测量几乎测不出,给贸易结算带来很大的困难,企业的汽水损失也无相应的办法和措施去解决。部分大的企业建立了 SIS (厂级监控信息系统),但缺少现场表计提供数据,也没建立起针对性的汽水平衡分析管理平台,所以,导致该重要区域的技术管理还基本停留在落后的手动状态,给企业带来的损失也是很明显的,这个问题也是多年来困扰企业的问题之一。
发明内容
[0004] 本实用新型旨在提供一种热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台,以解决现有技术存在的由于数据检测不全和分析管理落后给企业造成的汽水损失问题。
[0005] 本实用新型的技术方案是:一种热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台,其特征在于,包括用水量测量装置、用汽量测量装置、污水量测量装置、远传数据采集系统、厂级监控信息系统及汽水平衡分析管理平台,用水量测量装置、用汽量测量装置和污水量测量装置分别通过一个远传数据采集系统与厂级监控信息系统的输入端连接,厂级监控信息系统的输出端与汽水平衡分析管理平台连接。
[0006] 所述的汽水平衡分析管理平台通过通信网络与一汽水平衡监控中心连接。
[0007] 所述的用水量测量装置包括电子远传水表、椭圆齿轮小流量计和插入式阿牛巴式流量计的一种或以上;所述的用汽量测量装置包括小旁路小流量蒸汽流量计;所述的污水量测量装置包括插入式多普勒超声流量计、插入式时差型超声流量计、堰槽式超声液位计、明渠式液位/流速测量仪和电磁流量计的一种或以上。
[0008] 所述的厂级监控信息系统包括网闸、SIS系统服务器、防火墙、厂级网络、厂内服务器和厂内浏览器终端,所述的远传数据采集系统的输出端依次通过网闸、SIS系统服务器、防火墙和厂级网络分别与厂内服务器和至少一个厂内浏览器终端连接。
[0009] 所述的汽水平衡分析管理平台包括交换机、工作站计算机、数据服务器和应用服务器,所述的厂级监控信息系统通过交换机分别与工作站计算机、数据服务器和应用服务器连接。
[0010] 所述的应用服务器通过通信网络与一汽水平衡监控中心连接。
[0011] 本实用新型的优点是:建立了完善的全面的检测及数据分析管理平台,对汽水不平衡数据进行在线分析,及时给出应对措施,并建立水、汽用表、漏点测量一对一鉴定档案,对整个汽水平衡管理做到在线可控、在控,使企业汽损率降到最低,给企业带来效益。
附图说明
[0012] 图I是本实用新型的总体构成示意图;·
[0013] 图2是本实用新型的厂级监控信息系统的构成示意图;
[0014] 图3是本实用新型的汽水平衡分析管理平台的构成示意图。
具体实施方式
[0015] 参见图I,本实用新型一种热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台,其特征在于,包括用水量测量装置A、用汽量测量装置B、污水量测量装置C、远传数据采集系统(IDAS)、厂级监控信息系统(SIS) 12及汽水平衡分析管理平台13,用水量测量装置A、用汽量测量装置B和污水量测量装置C分别通过用水量测量远传数据采集系统3、用汽量测量远传数据采集系统5和污水量测量远传数据采集系统11与厂级监控信息系统(SIS) 12的输入端连接,厂级监控信息系统的输出端与汽水平衡分析管理平台13连接。
[0016] 所述的汽水平衡分析管理平台还可通过现有的任一通信网络14与一汽水平衡监控中心15连接。
[0017] 所述的用水量测量装置A包括电子远传水表、椭圆齿轮小流量计和插入式阿牛巴式流量计的一种或以上。所述的用汽量测量装置B包括小旁路小流量蒸汽流量计。所述的污水量测量装置C包括插入式多普勒超声流量计、插入式时差型超声流量计、堰槽式超声液位计、明渠式液位/流速测量仪和电磁流量计的一种或以上。
[0018] 参见图2,所述的厂级监控信息系统(SIS) 12包括网闸12-1、SIS系统服务器12-2、防火墙12-3、厂级网络12-4、厂内服务器12_5和两个厂内浏览器终端12_6和12_7,所述的远传数据采集系统(IDAS)的输出端依次通过网闸12-1、SIS系统服务器12-2、防火墙12-3和厂级网络12-4分别与厂内服务器12-5和至少一个厂内浏览器终端连接。
[0019] 参见图3,所述的汽水平衡分析管理平台13包括交换机13-1、工作站计算机13_2和13-3 (可以是多台)、数据服务器13-4和应用服务器13-5,所述的厂级监控信息系统(SIS)12通过交换机13-1分别与工作站计算机13-2和13_3、数据服务器13_4和应用服务器13-5连接。所述的应用服务器13-5通过通信网络14与汽水平衡监控中心15建立通信连接。
[0020] 本实用新型整个构架采用根据各企业情况,将企业水、汽用表均改为带标准远传信号表,增加排污点及漏点量的检测;通过远传数据采集系统(IDAS)将数据上传进各厂SIS (MIS)系统,或再通过远方数据服务器,或将数据通过internet网14,远传进监控中心15。建立完善的全面的检测及数据分析管理平台,对汽水不平衡数据进行在线分析,及时给出应对措施,并建立水、汽用表、漏点测量一对一鉴定档案,对整个汽水平衡管理做到在线可控、在控,使企业汽损率降到最低,给企业带来效益。
[0021] 本实用新型具有以下功能:
[0022] I )准确测量汽、水表量及小流量测量;
[0023] 2)漏点测量及报警;
[0024] 3 )污水、废水的测量;
[0025] 4 )系统性的把汽水平衡相关信号在线检测并远传;
[0026] 5 )汽水平衡分析管理平台建立。·
[0027] 能够提供汽、水平衡测点分布实时数据、故障及累计数据图;即时显
[0028] 示总体、单元、区域汽水平衡计算图及历史数据曲线;现场漏点测量及报警;
[0029] 各汽、水表、测点鉴定档案及超期提示。
[0030] 下面对本实用新型的组成和工作原理进行详细地说明。
[0031]、本实用新型的测量部位:
[0032] 热电企业存在着蒸汽和凝结水的损失,简称汽水损失。汽水损失是全厂性的技术经济指标。它主要是指阀门、管道泄漏、疏水、排汽等损失。汽水损失也可用汽水损失率来表示:汽水损失率=(全厂汽水损失)/(全厂锅炉过热蒸汽流量)X100%。
[0033] 发电厂的汽水损失分为内部损失和外部损失两部分:
[0034] I) 内部损失:
[0035] 主机和辅机的自用蒸汽消耗。如锅炉受热面的吹灰、重油加热用汽、重油油轮的雾化蒸汽、汽轮机启动抽汽器、轴封外漏蒸汽等。
[0036] 热力设备、管道及其附件连接处不严所造成的汽水泄漏。
[0037] 热力设备在检修和停运时的放汽和放水等。
[0038] 经常性和暂时性的汽水损失。如锅炉连污、定排,开口水箱的蒸发、除氧器的排汽、锅炉安全门动作,以及化学监督所需的汽水取样等。
[0039] 热力设备启动时用汽或排汽,如锅炉启动时的排汽、主蒸汽管道和汽轮机的暖管、暖机等。
[0040] 2) 发电厂的外部损失
[0041] 发电厂外部损失的大小与热用户的工艺过程有关,它的数量取决于蒸汽凝结水是否可以返回电厂,以及使用汽水的热用户对汽水污染情况。
[0042] 3) 降低汽水损失的措施
[0043] 提高检修质量,加强堵漏、消漏,压力管道的连续尽量采用焊接,以减少泄漏。
[0044] 采用完善的疏水系统,按疏水品质分级回收。
[0045] 减少主机、辅机的启停次数,减少启停中的汽水损失。
[0046] 减少凝汽器的泄漏,提高给水品质,降低排污量。
[0047]、测量方法
[0048] (I)生活办公区域远传水流量测量方案:
[0049] I) 方案概述:[0050] 选用电子远传水表是在原水表的基础上将机械转动转变成电信号,并将电信号转变成4〜20mA (或RS-485)标准电流信号输出,与IDAS接口通讯,
[0051] 2) 工作原理:
[0052] 通过管道里的水经过整流后冲击叶轮使之旋转,其转速与水流量成正比,传感器将叶轮的旋转转换成电信号,并将电信号转变成与流量对应的4〜20Ma (或RS-485)标准电流信号输出。
[0053] 3) 主要特点:
[0054] 采用可拆式结构,水表壳体不必从管道上拆下,即可在现场取出更换
[0055]机芯。 [0056] 测量机芯通用性、一致性好,更换机芯或叶轮无需重新标定,方便用
[0057] 户维修。
[0058] 采用插入式结构,流通能力大,压力损失小。
[0059] 除了显示累计流量外还显示瞬时流量。便于时时监控管道中的流量。
[0060] 与普通水表的连接尺寸相同,老水表更换电子水表非常方便。
[0061] 输出4〜20mA (或RS-485)标准电流信号,可方便接入各种自控系统。
[0062] 水表安装即可水平安装也可垂直安装。
[0063] 4) 主要技术指标:
[0064] 被测水温不超过40°C (热水表不超过90°C)。
[0065] 被测水的最高工作压力为I. OMPa。
[0066] 在过载流量时,水表的压力损失不超过0.03Mpa。
[0067] 示值误差限:从包括最小流量至不包括分界流量的低区为±5%。
[0068] 从包括分界流量至包括过载流量的高区为±2%。
[0069] 输出信号:4〜20mA。
[0070] 电源:3V或3. 6V锂电池,电池使用寿命3年。
[0071] 显示:液晶显示,上一行显示数字为瞬时流量,单位为m3/h,下一行
[0072] 显示数字为累流量,单位为m3。
[0073] 显示形式:一体型和分体型。
[0074] 外壳防护等级:一体型:IP67。
[0075] 分体型:水表本体IP68 ;壁挂式显示箱不防水。
[0076] 环境温度:O〜50°C。
[0077] 安装方式:可水平或垂直安装(垂直安装介质流向建议从下向上)。
[0078] (2)超常规型小流量测量解决方法:
[0079] 超常规型小流量测量主要利用MG系列椭圆齿轮小流量计实现。
[0080] 澳大利亚trimecind公司生产小流量计是一款非常经济实用的流量计,最小的一款MG004能测量0.5-36升/小时的范围。安装简便,有铝和不锈钢两种材质可选。
[0081] MG系列小型椭圆齿轮流量计采用液体流动推动两个非常精密的椭圆转子转动的方式测量流量。采用最新工艺和材料。测量精准、可靠,更重要的是经济实用。
[0082]型号:MG004 MG006, MG008
[0083] 尺寸:4mm, 6mm,8mm[0084]测量范围:O. 5-36 2-100 15-550 升 / 小时
[0085] 测量水流量
[0086] 高精度,高重复性,精度1%读数精度,提升精度0.2% ;重复性0.03%
[0087] 材质:316不锈钢、铝等
[0088] 两种脉冲输出:干簧管型脉冲和霍尔脉冲
[0089] 抗干扰性能好
[0090] 无需直管段,垂直或水平安装均可
[0091] 有闻压型,最闻耐压:400bar
[0092] 有本安型
[0093] 可选IXD显示带脉冲信号或4_20mA信号输出
[0094] 可选IXD批量控制仪表
[0095] 可配Y型过滤器
[0096] (3)超常规型大流量(生产区)测量解决方法:
[0097] 口径大于I O O的水管可以选用标准孔板与差压变送器配合的方法进行测量;特大口径超过I Q O O的可选配插入式阿牛巴式流量计进行测量。
[0098] (4)蒸汽流量测量方案:
[0099] 按照不同管径和工况对蒸汽测量选用不同的选型方案,蒸汽主要用孔板、涡街流量计、喷嘴等来测量,其中以涡街流量计更为常见,其主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。
[0100] 按照蒸汽流量大小,可以采用加小旁路满足小流量蒸汽测量的方法。
[0101] (5)污水、废水测量方案:
[0102] I) 可选用污水专用流量计或电磁流量计进行测量,污水流量测量主要方案包括:插入式多普勒超声流量计测量原理:
[0103] 当污水含有较多的泥沙或气泡,并且污水是在满管状态下流动时,适合采用这种原理。
[0104] 因为如果采用电磁流量计,开始几年会运行良好,但几年后读数会逐渐变小,主要是因为污水比较脏污,含有大量的粘性污物,在长期运行下会在电极上粘上污物,导致电极灵敏度降低,电磁流量计就不能正常工作了。
[0105] 如果采用外夹式超声原理,也会因为管壁导声性能不好、内壁粘附污物、传感器浸水污染耦合剂等原因影响测量效果。
[0106] 而采用插入式多普勒原理,可以有效地解决上述问题。当安装位置在地下或浸入工作时,请选用防护等级为IP68的插入式传感器。如果管壁为铸铁、水泥管、PVC管、波纹管等,还可以加选抱箍,保证安装运行稳定可靠。
[0107] 2) 插入式时差型超声流量计测量原理
[0108] 当污水相对较清澈,无太多的杂质或气泡等污物时,并且是在满管状态下流动时,适合采用这种原理。原因同上。
[0109] 3) 堰槽式超声液位测量原理
[0110] 如果污水流经的是开放式的沟渠,可以施工合适的堰槽,用超声液位计测液位,然后通过积算仪转化为污水流量。
[0111] 4) 明渠式测量原理
[0112] 采用面积、流速法,采用液位、流速一体化传感器,同时测量液位和流速,积算仪再根据截面形状及流速、液位信息计算流量。
[0113] 5) 电磁流量计测量原理
[0114] 如果污水不会污染或粘附电极,可以采用此法,但要慎用。
[0115]、数据采集系统(IDAS) [0116] 远程I/O采集盒广泛适用于电力、石油、化工和冶金等行业,主要用于生产过程中各种模拟量、就地集中采集和数字式转换,转换后的数据可直接用于就地设备的控制,也可通过网络将数据送入上位大型化处理系统(DCS等),由系统做统一处理后,用于设备参数监测及作为设备控制的依据。
[0117] I) 主要特点:
[0118] 采用壁挂式就地安装,可节省大量信号电缆。
[0119] 采用DYNET (RS-485/RS-422)现场总线式远程网络,无中继时通信距
[0120]离可 I. 2Km。
[0121] 设计冗余通讯,通讯最高速率为2. 5Mb/S。
[0122] 采用最新技术设计,电气抗干扰性能强。
[0123] 外壳为进口钢制机箱,防护等级为IP65 (无显示窗口 IP66)
[0124] I 实现防尘、防水、防磁。
[0125] 采集盒内置操作键和显示功能,可方便用于现场调试。
[0126] 采集盒可同时独立向数显器通讯,用于重要参数监视。
[0127] 2、系统结构:
[0128] 通过远传数据采集系统(IDAS),将数据传送进DCS,增设远方数
[0129] 据接口机,由DCS系统,将数据上传进各厂SIS (MIS)系统,再通过远方数据服务器,将数据通过internet网,远传进监控中心。
[0130] 本实用新型的系统全面对汽水平衡状态检测系统运行状态进行检测,建立科学、完善的检测数据分析管理平台,能够准确测量、计量贸易结算表计,按300t/h蒸汽流量,精度提高O. 5,误差有15t/h,每年贸易结算偏差近700万;若按现管理方法,漏点、小流量测不出、手抄表误差造成的汽水损失达I〜2%,30万机组多补水10吨/小时,百万机组每年损失过3百万;可为企业提高减人增效,其中节省人工抄5人以上统计管理工作,每年节省人工费30余万元。

Claims (6)

1. 一种热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台,其特征在于,包括用水量测量装置、用汽量测量装置、污水量测量装置、远传数据采集系统、厂级监控信息系统及汽水平衡分析管理平台,用水量测量装置、用汽量测量装置和污水量测量装置分别通过一个远传数据采集系统与厂级监控信息系统的输入端连接,厂级监控信息系统的输出端与汽水平衡分析管理平台连接。
2.根据权利要求I所述的热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台,其特征在于,所述的汽水平衡分析管理平台通过通信网络与一汽水平衡监控中心连接。
3.根据权利要求I所述的热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台,其特征在于,所述的用水量测量装置包括电子远传水表、椭圆齿轮小流量计和插入式阿牛巴式流量计的一种或以上;所述的用汽量测量装置包括小旁路小流量蒸汽流量计;所述的污水量测量装置包括插入式多普勒超声流量计、插入式时差型超声流量计、堰槽式超声液位计、明渠式液位/流速测量仪和电磁流量计的一种或以上。
4.根据权利要求I所述的热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台,其特征在于,所述的厂级监控信息系统包括网闸、SIS系统服务器、防火墙、厂级网络、厂内服务器和厂内浏览器终端,所述的远传数据采集系统的输出端依次通过网闸、SIS系统服务器、防火墙和厂级网络分别与厂内服务器和至少一个厂内浏览器终端连接。
5.根据权利要求I或4所述的热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台,其特征在于,所述的汽水平衡分析管理平台包括交换机、工作站计算机、数据服务器和应用服务器,所述的厂级监控信息系统通过交换机分别与工作站计算机、数据服务器和应用服务器连接。
6.根据权利要求5所述的热电联产企业汽与水平衡在线检测及分析管理平台,其特征在于,所述的应用服务器通过通信网络与一汽水平衡监控中心连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106440019A (zh) * 2016-11-18 2017-02-22 新疆华电喀什热电有限责任公司 间接空冷机组高背压运行优化系统

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