自控技術(shù)在集中供熱工程中的應(yīng)用

張 鶴

（中核新能核工業(yè)工程有限責(zé)任公司，山西 太原030012）

0 引言

我國(guó)當(dāng)前正處于高速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，社會(huì)生產(chǎn)和人們的生活中都不斷有新技術(shù)在出現(xiàn)和應(yīng)用，科學(xué)技術(shù)帶給了我們?cè)絹?lái)越大的進(jìn)步和突破。在集中供熱被提出并應(yīng)用后，節(jié)能技術(shù)也在不斷研究和創(chuàng)新，供熱系統(tǒng)中大部分應(yīng)用的都是最先進(jìn)的供熱系統(tǒng)和設(shè)備，同時(shí)在先進(jìn)的管理系統(tǒng)下，很多的供熱系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化管理，未來(lái)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)將更加明顯，下面對(duì)集中供熱工程中的自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

1 集中供熱工程概述

1.1 集中供熱的基本理論

集中供熱是指以熱水或蒸汽作為熱媒，由一個(gè)或多個(gè)熱源通過(guò)熱網(wǎng)向城市、鎮(zhèn)或其中某些區(qū)域熱用戶供應(yīng)熱能的方式。 集中供熱主要是在現(xiàn)代工業(yè)區(qū)、居民區(qū)等一定范圍內(nèi)建立的來(lái)保障生產(chǎn)和生活的社會(huì)公益系統(tǒng)，屬于市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在保障工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活上具有十分重要的地位。 集中供熱能夠?qū)崿F(xiàn)更大范圍的統(tǒng)一供熱，有利于實(shí)現(xiàn)成本的降低和保障供熱效果，也有利于節(jié)能環(huán)保。

在我國(guó)各個(gè)地區(qū)，集中供熱還存在供熱形式上的不同，主要包括熱電聯(lián)產(chǎn)形式和小鍋爐房的形式，供熱媒介主要是上文提到的熱水或蒸汽。 以熱水為媒介的供熱系統(tǒng)利用的是熱水泵式的循環(huán)理論，而以蒸汽為媒介的供熱系統(tǒng)主要利用的是高壓蒸汽管道的循環(huán)理論。

1.2 熱源和熱媒

集中供熱工程中熱媒介大多是水，一般來(lái)說(shuō)以質(zhì)調(diào)節(jié)手段進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)效益。理論上在供熱系統(tǒng)運(yùn)行處于低位的熱負(fù)荷時(shí)，最有效也最節(jié)能的方式就是將高溫水作為熱媒介，使得汽輪機(jī)能夠最大程度在低壓條件下實(shí)現(xiàn)抽氣。集中供熱系統(tǒng)向生產(chǎn)熱負(fù)荷以及供暖提供熱能時(shí)，一般采用蒸汽式的熱媒。 以上所說(shuō)的熱源和熱媒， 在實(shí)踐中要根據(jù)供熱需要以及實(shí)際情況進(jìn)行綜合考量后選擇，除了需求外，還需要考慮技術(shù)和成本因素。 在實(shí)踐中很多的小型企業(yè)或者中型生產(chǎn)企業(yè)都會(huì)選擇蒸汽的集中供熱系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)集中供熱；對(duì)于大多數(shù)的室內(nèi)供熱則多數(shù)選擇蒸汽和熱水聯(lián)合的集中供熱系統(tǒng)；對(duì)于大型生產(chǎn)企業(yè)則更多的選擇熱水式的集中供熱系統(tǒng)。

2 城市集中供熱系統(tǒng)工程中存在的問(wèn)題

2.1 熱能浪費(fèi)問(wèn)題依然存在

在集中供熱系統(tǒng)下，熱能浪費(fèi)問(wèn)題依然存在主要是由于收費(fèi)制度存在缺陷引起的， 當(dāng)前我國(guó)供熱的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是按照面積來(lái)收費(fèi)的，包括企事業(yè)單位和居民的生活供熱，都是按照各自的使用面積和居住面積來(lái)計(jì)算的，由于單一的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于使用熱能的老百姓而言，大多數(shù)就不會(huì)考慮節(jié)能，當(dāng)冬日里供熱溫度過(guò)高，可能就會(huì)開(kāi)窗散熱，甚至還有人從供熱管道中取水。 供熱系統(tǒng)對(duì)于這種行為又是無(wú)能為力的，無(wú)法通過(guò)有效的措施進(jìn)行約束，包括居民外出時(shí)間也無(wú)法對(duì)其室內(nèi)供熱進(jìn)行調(diào)節(jié)，這就會(huì)產(chǎn)生很多的熱能浪費(fèi)。 雖然大多數(shù)的城市和地區(qū)都是在采用集中供熱，但是在供熱方式上卻存在不同，有些地區(qū)的供熱系統(tǒng)還較為分散或者較為落后，有的在節(jié)能技術(shù)應(yīng)用上還沒(méi)有相應(yīng)的注重，都是產(chǎn)生熱能浪費(fèi)的重要原因之一。

2.2 集中供熱工程中的設(shè)備和監(jiān)控存在不足

集中供熱系統(tǒng)在我國(guó)實(shí)施已經(jīng)有多年的歷史，時(shí)至今日，很多的集中供熱系統(tǒng)所使用的設(shè)備都已經(jīng)出現(xiàn)了老化，在功能上也顯示出了明顯的不足，有的地區(qū)還存在供熱設(shè)備短缺和質(zhì)量等問(wèn)題，這就使得在供熱需求量逐漸增大的形勢(shì)下，出現(xiàn)了越來(lái)越多的供熱管道漏水問(wèn)題。 同時(shí)，針對(duì)此類問(wèn)題，供熱系統(tǒng)中還缺乏有效的監(jiān)控措施，這就使得問(wèn)題很難被發(fā)現(xiàn)，一旦出現(xiàn)事故也很難進(jìn)行及時(shí)有效的處理。此外，還有用戶私自偷用供熱系統(tǒng)管道中的熱水，這樣也會(huì)給供熱管道造成嚴(yán)重的影響，時(shí)間長(zhǎng)了難免會(huì)降低供熱管道的實(shí)際水力狀況，生銹腐蝕情況加劇，生銹被氧化后也會(huì)脫落到管道中，這樣又會(huì)形成堵塞，進(jìn)一步損害供熱系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 集中供熱工程中的自控技術(shù)

自控技術(shù)在集中供熱工程中的應(yīng)用主要是采用集散式的控制系統(tǒng)，將上位機(jī)、下位機(jī)、值班機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)的各種儀表等組合到一起構(gòu)成自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)對(duì)供熱網(wǎng)和供熱設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行全面實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)、管理和控制。 自控技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：

3.1 上位機(jī)

上位機(jī)，又稱為中央管理計(jì)算機(jī)，通常上位機(jī)都在供熱的熱力企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度部門(mén)進(jìn)行管理，上位機(jī)需要與值班機(jī)、下位機(jī)等進(jìn)行相連來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，監(jiān)測(cè)供熱系統(tǒng)中各類設(shè)備運(yùn)行狀況，對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行顯示和分析，提供給熱力公司的管理者進(jìn)行供熱系統(tǒng)的理解和掌握，從而為供熱系統(tǒng)完善提供依據(jù)。

3.2 值班機(jī)

值班機(jī)可以說(shuō)是整個(gè)自控技術(shù)的核心，值班機(jī)的功能設(shè)定主要是實(shí)現(xiàn)供熱負(fù)荷的自動(dòng)控制，對(duì)于運(yùn)行中的每一臺(tái)鍋爐供熱負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)合理的分配和控制調(diào)節(jié)，同時(shí)值班機(jī)還能夠?qū)Τ跛缓蜏囟葘?shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 值班機(jī)是上位機(jī)和下位機(jī)之間進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的橋梁。

3.3 下位機(jī)

下位機(jī)是根據(jù)鍋爐的數(shù)量進(jìn)行配置的，每個(gè)鍋爐都配置一臺(tái)下位機(jī)，來(lái)根據(jù)值班機(jī)的負(fù)荷分配來(lái)控制鍋爐的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)與控制，下位機(jī)還要對(duì)與其相連的鍋爐運(yùn)行進(jìn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)和計(jì)算，同時(shí)將所監(jiān)測(cè)到的信息傳遞給上位機(jī)。

自動(dòng)控制技術(shù)在集中供熱工程中的應(yīng)用是十分關(guān)鍵和重要的，自控技術(shù)需要長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的對(duì)集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行控制，在實(shí)踐中自控技術(shù)的應(yīng)用是從經(jīng)濟(jì)成本、安全高效等多方面進(jìn)行考慮后選擇的，今后還要進(jìn)一步將自控技術(shù)進(jìn)行研究改進(jìn)，提高自控技術(shù)的可靠性和穩(wěn)定性。第一，要使自控技術(shù)能夠適應(yīng)更加多變復(fù)雜的環(huán)境，尤其是在惡劣環(huán)境中也要確保持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行；第二，要在精度上、穩(wěn)壓性和抗干擾能力上做出改進(jìn)，從而有效改善供電環(huán)境；第三，利用自控技術(shù)實(shí)現(xiàn)集中供熱系統(tǒng)的自動(dòng)恢復(fù)、自動(dòng)啟動(dòng)等功能，來(lái)實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的真正智能化和無(wú)人值守。

4 結(jié)語(yǔ)

社會(huì)的迅猛發(fā)展使得對(duì)熱能的需求也將進(jìn)一步加大， 在此形勢(shì)下，集中供熱也將進(jìn)一步擴(kuò)大范圍，作為市政建設(shè)的重要內(nèi)容，集中供熱也要大規(guī)模建設(shè)起來(lái)，在集中供熱工程的建設(shè)發(fā)展中，自控技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)節(jié)能和高效都是據(jù)喲至關(guān)重要的作用的，自控技術(shù)的應(yīng)用也將成為集中供熱工程的主要發(fā)展方向，因此有必要對(duì)自控技術(shù)進(jìn)行深入的研究，從而為高效的應(yīng)用提高技術(shù)支持。

［1］靳偉斌.集中供熱節(jié)能技術(shù)措施研究[J].機(jī)電信息,2011(36).

［2］方向輝.供熱系統(tǒng)中自動(dòng)控制設(shè)備故障的現(xiàn)場(chǎng)診斷及維修[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2010(12).