РД 34.35.128-96

Российское акционерное общество энергетики и электрификации

"ЕЭС России"

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

"ФИРМА ПО НАЛАДКЕ, СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И СЕТЕЙ ОРГРЭС"

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

К СОЗДАНИЮ ИНТЕГРИРОВАННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯМИ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ "ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ" (ИАСУ "ТЕПЛОСЕТЬ")

отраслевой методический материал

РД 34.35.128-96

АННОТАЦИЯ

Настоящая работа определяет общую концепцию и содержит основные научно-технические требования по созданию интегрированных автоматизированных систем управления предприятий "Тепловые сети" (ИАСУ "Теплосеть"), входящих в состав ИАСУ акционерных обществ энергетики и электрификации (АО-энерго).

В работе дана характеристика предприятия "Тепловые сети" как объекта управления и автоматизации, организующего работу системы централизованного теплоснабжения. Рассмотрены основные принципы построения организационной и функциональной структур ИАСУ "Теплосеть", определены основные виды автоматизируемых функций и перечень реализующих их комплексов задач. Сформулированы требования созданию основных видов обеспечения ИАСУ "Теплосеть" (техническому, программному и информационному) и организации работ.

Разработаны требования к созданию автоматизированной системы контроля и управления потреблением теплоэнергии.

Данная работа выполнена в соответствии с заданием 04.03.01 Отраслевой научно-технической программы 0.05 "Интегрированная автоматизированная система управления "ИОАСУ-Энергия".

В работе использованы общеотраслевые и отраслевые методические материалы по созданию интегрированных автоматизированных систем управления предприятий и производственных объединений, а также учтен опыт создания АСУ в предприятиях "Тепловые сети" ряда АО-энерго.

Работа выполнена АО ВНИИЭ, АО "ГВЦ Энергетики", Ассоциацией "Союз теплофикаторов".

Научно-технические требования являются отраслевым методическим материалом по созданию ИАСУ "Теплосеть" в составе ИАСУ АО-энерго.

Состав участников:

от АО ВНИИЭ

Горлов И.Г.

Владимирова Е.Г.

от АО "ГВЦ Энергетики"

Шумилин В.Ф.

Нецветаев А.П.

от Ассоциации "Союз теплофикаторов"

Малафеев В. А.

Принимали участие на отдельных этапах работы в обсуждении материалов:

Кондауров А.П. – Тепловые сети АО Мосэнерго.

Оверченко А.А. – Тепловые сети АО Башкирэнерго.

Семена О.А. – ИВЦ Мосэнерго.

Сивелькин В. В. – Татэнерго.

Штейнбок Л.С. – АО ВНИИЭ.

ВВЕДЕНИЕ

Интегрированная автоматизированная система управления предприятием "Тепловые сети" (ИАСУ "Теплосеть") создается с целью повышения экономичности, надежности и качества теплоснабжения путем реализации оптимальных режимов и условий эксплуатации источников тепла, теплопроводов и другого оборудования, связанного с транспортом и распределением тепла, совершенствования управления выработкой, транспортом и распределением тепловой энергии, а также контроля и коммерческого учета отпуска тепла и теплоносителей на источниках и (или) на границах раздела с потребителями за счет автоматизации и соответствующего повышения эффективности управления основными видами деятельности теплоснабжающих предприятий в составе региональных АО-энерго.

В ИАСУ "Теплосеть" предприятие "Тепловые сети" (ПТС) является основным звеном управления системой централизованного теплоснабжения (СЦТ).

Создание ИАСУ "Теплосеть" является логическим развитием локальных автоматизированных систем управления теплоснабжением различного вида (оперативно-диспетчерских - АСДУ, технологических - АСУТП, организационно-экономических - АСОУ, производственно-технических - АСПТУ) за счет расширения и углубления автоматизируемых функций и объединения их в единую систему с учетом изменения организационных и экономических форм управления энергетикой и на основе применения новейших средств вычислительной техники и связи.

Полученный при создании ИАСУ "Теплосеть" совокупный (интегральный) экономический эффект превысит сумму эффективности входящих в ее состав автономных автоматизированных систем за счет их согласованного взаимодействия в рамках единой системы

Предлагаемые в настоящей работе основные научно-технические требования к созданию ИАСУ "Теплосеть" исходят из существующего уровня автоматизации процессами теплоснабжения и учитывают тенденции и перспективы развития средств измерения параметров режимов технологических процессов, устройств сбора и передачи информации и вычислительной техники в стране и за рубежом.

Выбранный состав автоматизируемых функций учитывает перспективы развития ИАСУ "Теплосеть" и переход к новым экономическим методам управления системами централизованного теплоснабжения.

Разработаны требования к созданию в составе ИАСУ "Теплосеть" автоматизированной системы контроля и учета потреблением теплоэнергии и теплоносителей (АСКУТ).

Настоящие "Основные научно-технические требования к созданию интегрированных автоматизированных систем управления предприятиями "Тепловые сети" определяют общую концепцию создания ИАСУ "Теплосеть" и могут использоваться на предпроектной стадии ее разработки.

При создании конкретных ИАСУ "Теплосеть" в зависимости от особенностей предприятий "Тепловые сети" в составе АО-энерго и их финансовых возможностей объем автоматизируемых функций и реализующих их комплексов задач может быть сокращен или дополнен, а также могут быть внесены соответствующие изменения в предлагаемые в данной работе организационные и функциональные структуры.

Данный методический материал позволит проводить в отрасли единую техническую и технологическую политику по созданию ИАСУ "Теплосеть", сократить затраты на ее создание, осуществить типизацию и унификацию проектных решений.

1. ПРЕДПРИЯТИЕ "ТЕПЛОВЫЕ СЕТИ" КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ И АВТОМАТИЗАЦИИ

Согласно общей концепции развития ИАСУ в электроэнергетической отрасли в перспективе должны быть созданы интегрированные автоматизированные системы управления системами централизованного теплоснабжения.

СЦТ представляет собой комплекс технологически связанных между собой источников тепла (ИТ), магистральных тепловых сетей, транспортирующих тепло до крупных потребителей (промышленные предприятия, жилые микрорайоны, общественные и административные центры) и распределительных сетей, обеспечивающих подачу тепла до конечных потребителей, систем теплопотребления.

Основной задачей СЦТ является организация надежной и качественной подачи тепловой энергии разнородным потребителям в виде теплоносителей (пара, горячей воды) с заданными параметрами.

Технологическая схема СЦТ включает, как правило, разные источники теплоты, работающие на общего пользования тепловые сети.

В районы потребления горячая вода и (или) пар поступают по магистральным сетям. В узлах соединения магистральных и распределительных сетей могут устанавливаться секцианирующие камеры (СК) с ответвлениями, узлы контроля и управления (УКУ), в которых могут измеряться расход и давление теплоносителей, либо более сложные контрольно-регулировочные пункты (КРП), в которых могут измеряться также и температура теплоносителя, подаваемого в распределительные сети. Разновидностью КРП являются центральные тепловые пункты (ЦТП), которые сооружались в составе распределительных тепловых сетей. Подключение потребителей к распределительным сетям осуществляется через потребительские тепловые пункты (ТП).

Главным звеном, организующим работу СЦТ, является предприятие "Тепловые сети". ПТС получает тепловую энергию от других предприятий - ТЭЦ в составе АО-энерго, либо блок-ТЭЦ и собственных источников теплоты, осуществляет транспорт теплоносителей по транзитным и магистральным тепловым сетям, распределение его по распределительным сетям (если они имеются) и контроль за использованием теплоносителя у потребителя, а также осуществляет ремонтно-эксплуатационное обслуживание систем.

К сожалению, в целях снижения затрат на строительство магистральных тепловых сетей, на них не сооружались ни УКУ, ни КРП, а ЦТП строились на распределительных сетях у оптовых потребителей. Поэтому технологически предприятие "Тепловые сети" сегодня во многом не подготовлены для полноценного внедрения АСУТП и АСДУ из-за отсутствия УКУ и КРП с электрофицированными исполнительными органами.

В данной работе в качестве объекта автоматизации рассматривается предприятие "Тепловые сети", организующие работу систем централизованного теплоснабжения, в которых источниками тепла служат ТЭЦ и (или) районные отопительные котельные (РОК) в составе АО-энерго.

В качестве технологических объектов, входящих в состав ПТС и подлежащих автоматизации, входят собственные ИТ, транзитные и магистральные тепловые сети (далее тепловые сети) с насосными станциями (НС) (подкачивающими, дренажными и др.), узлы контроля и управления транспортом и распределением тепловой энергии (СК, УКУ, КРП).

Системы теплопотребления, с помощью которых конечные потребители используют тепловую энергию, являющиеся составной частью СЦТ, не входят в состав рассматриваемого объекта управления

Организационно ПТС базируются на районах тепловых сетей (РТС), которые могут обслуживать источники теплоты в составе ПТС, магистральные тепловые сети с насосными подстанциями на них, распределительные тепловые сети (если они входят в состав ПТС).

Вариант организационной структуры управления предприятия "Тепловые сети" представлен на рис 1.1.

Главной функцией РТС является оперативное и техническое обслуживание всего комплекса тепловых сетей, включая теплопроводы, насосные (дроссельные) подстанции (НП, ДП), здания и сооружения. В функции РТС входит также надзор за строительством новых тепловых сетей и насосных станций, участие в проведении ремонтных и наладочных работах, контроль за режимами работы тепловых пунктов и теплоиспользующих установок потребителей. В состав РТС могут также входить РОК и ТЭЦ. В этом случае функции РТС включают также оперативное и техническое обслуживание и ремонт оборудования РОК и ТЭЦ.

Зоной обслуживания РТС являются транзитные и магистральные тепловые сети от выходных задвижек ИТ (иногда двух и более) до границы раздела с потребителями тепла или с тепловыми сетями предприятий другой ведомственной принадлежности (других форм собственности).

Радиусы действия тепловых сетей (магистральных плюс распределительных). обслуживаемых РТС, могут составлять в среднем 5-15 км, по ПТС в целом - до 30 км, а с учетом транзита от крупных загородных ИТ - до 50 км.

Количество РТС в составе ПТС зависит как от мощности ИТ, так и протяженности и радиуса действия обслуживаемых магистральных тепловых сетей, а также распределительных тепловых сетей, если они находятся на балансе ПТС.

Развитие рыночных отношений диктует создание подразделений, занимающихся коммерческо-сбытовой деятельностью по реализации теплоэнергии и теплоносителей либо в ПТС, либо в Энергосбытах АО-энерго.

Связанные в единый технологический процесс элементы системы централизованного теплоснабжения находятся в ведении различных предприятий и организаций.

ПТС и ТЭЦ в составе АО-энерго не являются юридическими лицами, но самостоятельно осуществляют производственно-хозяйственную деятельность в рамках АО-энерго.

Распределительные тепловые сети вместе с ЦТП, построенные для теплоснабжения жилых зданий, как правило, являются собственностью муниципалитетов и эксплуатируются муниципальными предприятиями СЦТ, которые являются для АО-энерго потребителями тепла.

При этом, в соответствии с действующим законодательством, ПТС, которым обычно АО-энерго делегирует свои права энергоснабжающих организаций, осуществляет контроль за эффективностью использования теплоносителей и тепловой энергии как у оптовых потребителей (муниципальных ПТС), так и у конечных потребителей (жилых и общественно-административных зданий) в случае, если распределительные сети находятся на балансе ПТС АО-энерго.

Основными показателями, характеризующими величину ПТС, являются объем ремонтно-эксплуатационного обслуживания, выраженный в условных единицах (у. е.) и рассчитываемый исходя из нормативов трудозатрат на ремонтно-техническое обслуживание единицы мощности ИТ и единицы длины тепловой сети, тепловая мощность и количество РТС.

Широкий диапазон значений показателей, характеризующих величину ПТС, приводит к целесообразности их деления на классификационные группы. Характеристика классификационных групп ПТС приведена в таблице 1.1.

Особо крупные ПТС (1 группа) обслуживают СЦТ городов с населением свыше 1,5 млн. чел., наиболее сложные по конфигурации кольцевые тепловые сети, включая транзитные магистрали от загородных ИТ, с количеством РТС более 10, могут иметь в своем составе ряд электростанций местного значения (ТЭЦ) и крупных районных отопительных котельных, а также распределительные сети в старой (сложившейся) части городов.

Особо крупные ПТС могут иметь в своем составе РТС, которые обслуживают ИТ и тепловые сети, расположенные в нескольких городах, областном и районном центрах.

Крупные ПТС (II группа) характеризуются развитыми магистральными кольцевыми тепловыми сетями, наличием до 6-9 РТС и нескольких ТЭЦ и собственных РОК, имеют установившуюся типовую структуру управления. Обслуживают СЦТ городов с населением от 600 тыс. до 1, 5 млн. чел.

Рис. 1.1 Вариант организационной структуры управления предприятия "Тепловые сети"

Таблица 1.1.

Средние и малые ПТС (III и IV группы) являются наиболее распространенными среди всех предприятий. Они обслуживают магистральные (кольцевые и радиальные) тепловые сети (а в ряде случаев и распределительные) от 1-2 ТЭЦ и нескольких (2-3) собственных районных котельных. Имеют типовую структуру управления, обслуживают СЦТ городов с населением от 200 до 600 тыс. чел.

Значения экономических и технических параметров ИАСУ "Теплосеть" и входящих в ее состав АСУ разных видов зависят от величины (классификационные группы) ПТС. Группа ПТС, как правило, определяет состав и количество входящих в ИАСУ "Теплосеть" локальных автоматизированных систем управления, состав автоматизированных функций и число комплексов задач их реализующих.

Как показывает опыт, с увеличением ПТС растут затраты на создание ИАСУ, однако растет и экономический эффект от их внедрения и уменьшается срок окупаемости затрат.

2. НАЗНАЧЕНИЕ, ОРГАНИЗАЦИОННАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРЫ ИАСУ "ТЕПЛОСЕТЬ".

Интегрированная автоматизированная система управления предприятиями "Тепловые сети" предназначена для повышения экономичности, надежности и качества теплоснабжения потребителей путем реализации оптимальных режимов и условий эксплуатации теплопроводов и другого вспомогательного оборудования, совершенствования контроля, учета и управления выработкой (на ТЭЦ и РОК) и транспортом теплоносителей и тепловой энергии в транзитных и магистральных тепловых сетях за счет автоматизации и соответствующего повышения эффективности управления основными видами деятельности ПТС и ТЭЦ и распределения их с доведением до конечного потребителя.

В полном объеме ИАСУ "Теплосеть" представляет собой интегрированную многоуровневую систему, сочетающую функции диспетчерского, технологического, производственно-технического и организационно-экономического управлений, включая коммерческий учет энергии, и обеспечивающую совместное функционирование всех автоматизированных систем управления предприятий централизованного теплоснабжения.

ИАСУ "Теплосеть" является составной частью ИАСУ АО-энерго.

ИАСУ "Теплосеть" создается на базе функционирующих и вновь создаваемых локальных АСУ предприятий как интегрированная автоматизированная система управления единым производственно-техническим комплексом. Наибольший экономический эффект интегрированная АСУ дает в крупных системах централизованного теплоснабжения, вопросы создания которых и рассматриваются в данной работе, как включающей все составляющие элементы ИАСУ.

ИАСУ "Теплосеть" для предприятий меньшей мощности должна строиться поэтапно с учетом развития ПТС. Поэтому для таких развивающихся ПТС важно видеть ИАСУ "Теплосеть" в полном объеме в перспективе.

Организационная структура ИАСУ "Теплосеть" должна отражать структурный состав автоматизируемых органов управления предприятия с учетом развития существующей системы управления в направлении использования современной вычислительной техники, средств связи и автоматизации.

Типовая организационная структура ИАСУ "Теплосеть" (при полном ее развитии) (см. рис. 2.1.) представляет собой совокупность АСУ разных уровней и видов: АСУ аппарата управления и технических служб ПТС, АСУ РТС, АСУТП РОК, АСУТП НС на магистральных тепловых сетях, АСУТП УКУ, АСУТП КРП.

Верхний уровень ИАСУ "Теплосеть" автоматизирует функции аппарата управления и технических служб ПТС: оперативно-диспетчерские, производственно-технические, организационно-экономические, а также контроля и учета потреблением теплоэнергии и теплоносителей. Этот уровень информационно связан с АСУ предприятий, эксплуатирующих ИТ (ТЭЦ и др.) и АСУ местных органов.

На среднем уровне находятся АСУ РТС, охватывающие функции оперативно-диспетчерского, производственно-технического и организационно-экономического управления районов тепловых сетей, а также контроля и учета потреблением теплоэнергии и теплоносителей и взаимодействующих с АСУ потребителей тепла (АСУ ЦТП и др.).

Нижн�