全國(guó)平衡軟件在太原市（二電）集中供熱工程中的應(yīng)用

張 真

（太原熱力公司第二供暖分公司，山西 太原 030001）

全國(guó)平衡軟件在太原市（二電）集中供熱工程中的應(yīng)用

張 真

（太原熱力公司第二供暖分公司，山西 太原 030001）

我國(guó)城市集中供熱系統(tǒng)中，很多城市存在熱負(fù)荷不斷增大，相應(yīng)熱源卻不夠，近端熱力站供熱溫度過高，熱能浪費(fèi)嚴(yán)重，末端熱力站供熱效果差，甚至達(dá)不到基本供熱溫度。如何利用有限的熱資源來滿足日益擴(kuò)大的熱需求，文章結(jié)合全網(wǎng)平衡軟件的使用，提高供熱效率，既能確保供暖質(zhì)量，又能將能耗和成本降低，進(jìn)而提高企業(yè)效益和社會(huì)聲譽(yù)。

全網(wǎng)平衡軟件；城市；集中供熱；節(jié)能

1 前言

近年來隨著城市化進(jìn)程的加快，城市面積不斷擴(kuò)大，供熱需求也不斷加大，隨之而來的是有限的熱資源與日益增大的熱需求之間的矛盾。因此從現(xiàn)行的供暖系統(tǒng)中深入挖掘，降低能耗，提高供熱效率勢(shì)在必行。在實(shí)際運(yùn)行中，一次網(wǎng)的不平衡在城市集中供熱系統(tǒng)中始終是個(gè)難以解決的問題，由于熱網(wǎng)的不平衡，不但會(huì)影響到熱用戶的的供熱質(zhì)量，還會(huì)造成極大的熱損失，為此太原市熱力公司第二供暖分公司早在2000年就建成了較為完善的集中供熱自控系統(tǒng)，通過全網(wǎng)平衡軟件及相關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件的運(yùn)用，解決了一次網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)難的問題，極大地提高了供熱質(zhì)量，降低了熱損失。

2 熱網(wǎng)工程簡(jiǎn)介

太原市集中供熱（二電）工程是第二熱電廠四、五、六期擴(kuò)建工程的配套供熱項(xiàng)目，設(shè)計(jì)供熱能力698 MW，實(shí)際供熱面積1 300萬m2。工程于2000年10月完成一期建設(shè)項(xiàng)目并投運(yùn)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)由清華同方股份有限公司承建。到目前為止，已安裝投運(yùn)：中控室1座，操作員站14座（現(xiàn)減為12座），現(xiàn)場(chǎng)可控?zé)崃φ?26座。

以往的一次網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)為人工調(diào)節(jié)，通過人工對(duì)熱力站一次網(wǎng)上的閥門、流量計(jì)進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)，一般經(jīng)過1個(gè)月左右的時(shí)間才能初步平衡，當(dāng)熱力站流量發(fā)生改變時(shí)還需重新調(diào)節(jié)，伴隨著每年不斷擴(kuò)網(wǎng)以及調(diào)節(jié)工作量逐年增大的同時(shí)調(diào)節(jié)難度也不斷提高，效果卻不盡人意。從2000年開始，該分公司采用全網(wǎng)平衡軟件配合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行熱網(wǎng)的調(diào)平工作，在幾個(gè)小時(shí)之內(nèi)即可全網(wǎng)調(diào)平，經(jīng)10年左右的調(diào)試運(yùn)行，基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的控制能力。

3 全網(wǎng)平衡軟件的原理

在穩(wěn)定傳熱情況下，室內(nèi)散熱器的散熱量等于建筑對(duì)外的傳熱量，在給定散熱器面積的條件下，散熱器的平均溫差是散熱器放熱量的單值函數(shù)。因此進(jìn)行供暖系統(tǒng)的供熱調(diào)節(jié)，實(shí)質(zhì)上就是調(diào)節(jié)散熱器的平均計(jì)算溫差，即調(diào)節(jié)供、回水的平均溫度，以滿足不同工況下散熱器的散熱量。

對(duì)于大型城市集中供熱系統(tǒng)，將熱力站的二次網(wǎng)供、回水平均溫度調(diào)節(jié)成一致，就可以使各處的室溫基本上保持一致，這種方法稱為“均勻性調(diào)節(jié)”，以上為全網(wǎng)平衡的原理。

4 全網(wǎng)平衡軟件的運(yùn)用

4.1 自控系統(tǒng)的構(gòu)成

由圖1可以看到全網(wǎng)平衡軟件在自控系統(tǒng)中的位置。

圖1 自控系統(tǒng)的構(gòu)成

熱力站中的現(xiàn)場(chǎng)儀表（溫度傳感器、壓力傳感器）首先進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，通過現(xiàn)場(chǎng)自控柜處理傳輸?shù)絋AC監(jiān)控軟件，而后該軟件將采樣數(shù)據(jù)匯總到全網(wǎng)平衡軟件，全網(wǎng)平衡軟件通過獲得的一次網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的反饋值和設(shè)定值，及二次網(wǎng)供回水溫度、流量值，同時(shí)配合后臺(tái)配置文件，采用一定算法控制一次網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥門開度，通過改變一次網(wǎng)流量來達(dá)到熱網(wǎng)平衡。

4.2 全網(wǎng)平衡軟件主界面及其功能

圖2為全網(wǎng)平衡軟件主界面，其中，菜單欄中包含報(bào)表、故障診斷、設(shè)備檢測(cè)、負(fù)荷計(jì)算、水壓圖、控制模式、排行榜、歷史曲線、生成臨時(shí)配置文件、系統(tǒng)維護(hù)、熱力站面積、通訊端口選項(xiàng)，其中控制模式為主要操作選項(xiàng)，單擊進(jìn)入畫面，見圖2，其中可自動(dòng)或手動(dòng)設(shè)置全網(wǎng)目標(biāo)溫度，當(dāng)選定手動(dòng)給定時(shí)，可對(duì)認(rèn)為達(dá)到目標(biāo)的允許值和手動(dòng)給定全網(wǎng)目標(biāo)溫度值進(jìn)行輸入。

主畫面中包含本公司所轄供熱范圍操作員站，畫面下方為相自控柜采得，允許信息提示則顯示閥位是否在可控范圍。

圖2 全網(wǎng)平衡軟件主界面

圖3 全網(wǎng)平衡控制

圖4 3#操作員站

4.3 全網(wǎng)平衡軟件的調(diào)節(jié)過程

首先啟動(dòng)TAC vista監(jiān)控軟件，待軟件正常運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)成功采樣后，啟動(dòng)全網(wǎng)平衡軟件，軟件啟動(dòng)分為初始化啟動(dòng)和配置數(shù)據(jù)啟動(dòng)，初始化啟動(dòng)即無任何設(shè)定操作，配置數(shù)據(jù)啟動(dòng)則包含前期人工設(shè)置好的設(shè)定溫度、閥門開度等。全網(wǎng)平衡軟件會(huì)每隔5 min（可設(shè)定）從TAC監(jiān)控軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)、后臺(tái)配置文件及壓力分布計(jì)算控件中讀入現(xiàn)場(chǎng)采集的參數(shù)并進(jìn)行運(yùn)算，并得出全網(wǎng)的目標(biāo)溫度及各站與目標(biāo)溫度的對(duì)比值。對(duì)于二次網(wǎng)供、回水平均溫度比目標(biāo)值低或高的熱力站，軟件會(huì)自動(dòng)發(fā)出信號(hào)將該站的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度開大5%或減小5%，此過程通過TAC監(jiān)控軟件配合ADSL專線通訊網(wǎng)將信號(hào)實(shí)時(shí)傳送至各熱力站中的自控柜，而后自控柜通過控制器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行操作調(diào)節(jié)，整個(gè)調(diào)節(jié)過程每隔25 min進(jìn)行一次（調(diào)節(jié)周期可設(shè)置）。通過不斷地調(diào)節(jié)直到各熱力站的二次網(wǎng)供、回水平均溫度達(dá)到或接近其目標(biāo)設(shè)定溫度，從而達(dá)到全網(wǎng)平衡。

在運(yùn)行過程中，全網(wǎng)平衡軟件實(shí)時(shí)對(duì)電廠及各熱力站的溫度變化進(jìn)行匯總，及時(shí)而又不間斷的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，從而使全網(wǎng)始終處于一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡過程中，同時(shí)又實(shí)時(shí)將調(diào)節(jié)結(jié)果以排行榜的方式顯示出來，以供工作人員參考。

4.4 全網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)中的注意事項(xiàng)

（1）在全網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)過程中，由于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)間極短，可以近似地認(rèn)為，數(shù)百個(gè)熱力站同時(shí)接收到軟件發(fā)出的調(diào)閥指令，為了安全，建議調(diào)節(jié)閥盡量不要全開或全關(guān)，并最好在其最佳調(diào)節(jié)曲線范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此調(diào)閥區(qū)間取5%～95%。

（2）在全網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)過程中，有時(shí)會(huì)有個(gè)別熱力站停電、新建熱力站自控系統(tǒng)未及時(shí)投運(yùn)等情況，在此情況下，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)不能及時(shí)匯總，必然會(huì)影響到全網(wǎng)平衡軟件的統(tǒng)籌運(yùn)算，結(jié)果與實(shí)際會(huì)有偏差，因此，有時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況采用人工調(diào)節(jié)相配合的方式進(jìn)行全網(wǎng)調(diào)節(jié)。

5 總結(jié)

應(yīng)操作員站通訊狀態(tài)，深藍(lán)色表示通訊正常，紅色表示通訊故障，淺藍(lán)色表示通訊未投運(yùn)。通訊欄下為自動(dòng)計(jì)算全網(wǎng)目標(biāo)溫度值和調(diào)閥時(shí)間。

單擊主畫面操作員站，可進(jìn)入相應(yīng)調(diào)閥控制畫面，見圖3。

畫面中包含相應(yīng)操作員站所轄各熱力站站名，二次網(wǎng)網(wǎng)供、回水，平均溫度，其參數(shù)來源于TAC監(jiān)控軟件，每隔5 min采樣一次，本站目標(biāo)溫度為軟件自動(dòng)計(jì)算所得，權(quán)重值是根據(jù)熱力站實(shí)際運(yùn)行情況、采暖建筑設(shè)計(jì)、熱源距離等情況對(duì)溫度進(jìn)行的修正值。當(dāng)手操器狀態(tài)為自動(dòng)時(shí)，實(shí)際閥位和閥位設(shè)定值通過現(xiàn)場(chǎng)

近年來，本公司通過熱網(wǎng)自控化的改造，結(jié)合全網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)軟件、TAC監(jiān)控軟件的使用，每年采暖季為公司節(jié)省了極大的人力、物力和時(shí)間，并且取得了很好的供暖效果。在實(shí)際運(yùn)行中做到了節(jié)能降耗、安全生產(chǎn)，自控化、科學(xué)的熱網(wǎng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)在建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的大潮中發(fā)揮了積極的作用，為公司的長(zhǎng)久發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1] 清華同方，周大勇.“供熱調(diào)節(jié)技術(shù)”2006年08月.

[2] 清華同方.“熱網(wǎng)全網(wǎng)平衡軟件使用手冊(cè)”（第二版初稿）2006年08月.

Entire Net Balanced Software in Taiyuan（two electricity）in Central Heat Supply Project Application

Zhang Zhen

In our country city central heat supply system，many cities have the heat load to increase unceasingly，the corresponding heat source is actually insufficient，the near-end thermal energy station heating hyper pyrexia，the heat energy waste is serious，the terminal thermal energy station heating effect is bad，even cannot achieve the basic heating temperature.How to use the hot demand which the limited hot resources satisfy expand day by day，the article unifies the entire net balanced software’s use，raises the heating efficiency，both can guarantee the heating quality，lets the common people be enjoyable，the government felt relieved，and can the energy consumption and cost reduction，then enhances the performance of enterprises and the social prestige.

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TU 996.3

A

1000-8136(2011)08-0023-02