談在集中供熱中自控技術(shù)的應(yīng)用及實施

高 凡

(太原市熱力公司，山西 太原 030031)

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談在集中供熱中自控技術(shù)的應(yīng)用及實施

高 凡

(太原市熱力公司，山西 太原 030031)

介紹了集中供熱的概念與原理，針對集中供熱方式中存在的問題，提出了在集中供熱中實施自控技術(shù)，并闡述了自控技術(shù)的管理措施，有利于保障供暖質(zhì)量，提高供暖能源的利用率。

集中供熱，熱能，自控技術(shù)，管理措施

當(dāng)下城市化的進程越來越快，居民生活區(qū)急速增加，目前的供熱方式以集中供熱為主，相比過去的分散式供熱方式，集中供熱方式在能源節(jié)約方面有著顯著的提高，能源利用率也達到較高的水平，在科學(xué)管理的方式下，能源可以得到更合理的利用和分配，供熱的質(zhì)量更有保障。

1 集中供熱簡介

1)概念。集中供熱一般是以熱水或蒸汽作為熱媒構(gòu)建一個統(tǒng)一的集中熱源系統(tǒng)，在居民區(qū)、工業(yè)區(qū)的范圍里，給生活、生產(chǎn)中保障熱能供應(yīng)。城市集中供熱系統(tǒng)在今天的城市化發(fā)展中占有舉足輕重的地位，是為民服務(wù)的市政基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施。高供熱效率、低成本等特征都是集中供熱方式的優(yōu)點，所以城市系統(tǒng)里，集中供熱工程通過科學(xué)的管理，能夠減少財政的支出，帶來更顯著的經(jīng)濟效益。

2)原理。當(dāng)下的集中供熱方式按熱源來分有小鍋爐房和熱電聯(lián)產(chǎn)兩種形式。熱媒為熱水的供熱系統(tǒng)原理上是熱水泵式循環(huán)，熱媒為蒸汽的供熱系統(tǒng)原理上是高壓蒸汽用戶和供熱設(shè)備間的管道中循環(huán)。

2 集中供熱方式所帶來的問題

2.1 熱能的能源利用率低下

采用集中供熱的方式，熱能的能源利用率低下的問題長期存在，收費制度的單一化是引起這個問題的主要原因。無論是企事業(yè)單位生產(chǎn)供熱還是居民的生活供熱，收費標準都是按照建筑面積來計量的。因為在一個采暖季中收取的是固定的采暖費，對使用熱能的用戶來說，在節(jié)能方面的考慮肯定相對較少。

當(dāng)供熱方式的粗略調(diào)節(jié)使得供熱溫度過高，用戶會開窗散熱，造成了熱能的浪費。在一些老舊小區(qū)中，存在部分用戶在散熱器上安裝水龍頭，從供熱管道中取熱水用于日常家務(wù)等，這種行為對供熱系統(tǒng)造成了極大的損害，使得管網(wǎng)保持不住生產(chǎn)運行所需的壓力，從而造成了更大的熱能浪費。對于這種行為，集中供熱系統(tǒng)沒有設(shè)置有效的監(jiān)管措施，使得這些行為放任自由。除此之外，供熱系統(tǒng)無法在用戶外出時間對其室內(nèi)供熱進行調(diào)節(jié)，這也是產(chǎn)生熱能浪費的原因之一。在當(dāng)下中國，絕大多數(shù)的城鎮(zhèn)都采用集中供熱的方式，但是在供熱的具體執(zhí)行方式上卻不盡相同，部分地區(qū)的供熱系統(tǒng)還比較落后，節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用沒有得到應(yīng)有的重視，這使得熱能的能源利用率一直上不去。

2.2 集中供熱的監(jiān)控和設(shè)備還有待提高

從集中供熱系統(tǒng)的開始實施到發(fā)展成當(dāng)今的規(guī)模已有多年，直到現(xiàn)在，存在很大一部分的設(shè)備在實際的生產(chǎn)運行中出現(xiàn)了老化，較少的功能也滿足不了當(dāng)下的應(yīng)用，供熱設(shè)備質(zhì)量和短缺等問題也存在于部分地區(qū)中，隨著城鎮(zhèn)化的供熱需求量越來越大，出現(xiàn)的供熱管道“跑、冒、滴、漏”問題愈發(fā)嚴重。供熱系統(tǒng)對出現(xiàn)的這些問題，沒有針對性的監(jiān)控措施，發(fā)現(xiàn)不了存在的問題，問題一直得不到解決。當(dāng)事故出現(xiàn)的時候，都不能在第一時間進行處理。除此之外，還有用戶盜用供熱管道中的熱水，這樣會給供熱系統(tǒng)的循環(huán)泵、補水泵造成嚴重的損害，長期以往，會影響供熱管道的實際水力平衡，腐蝕生銹的情況也有可能發(fā)生，進一步損害供熱系統(tǒng)的正常運行。

3 自控技術(shù)在集中供熱工程中的應(yīng)用

采用集散式的控制系統(tǒng)是自控技術(shù)在集中供熱工程中的應(yīng)用的主要方法，將現(xiàn)場的各種儀表、上位機、下位機等結(jié)合到一起組成自動控制系統(tǒng)，由自動控制系統(tǒng)對供熱設(shè)備和供熱管網(wǎng)運行進行全面實時的監(jiān)測、管理和控制。自控技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾方面。

3.1 上位機

上位機，又稱為中央管理計算機，通常上位機都在供熱的熱力企業(yè)生產(chǎn)調(diào)度部門進行管理，上位機需要與下位機等進行相連來實現(xiàn)遠程監(jiān)控和控制，監(jiān)測供熱系統(tǒng)中各類設(shè)備運行狀況，對運行參數(shù)進行顯示和分析，提供給熱力企業(yè)的生產(chǎn)運行中心的調(diào)度員進行供熱系統(tǒng)的掌握和控制，從而為供熱系統(tǒng)完善提供依據(jù)。

在采暖季的實際生產(chǎn)運行中，上位機一般采集的數(shù)據(jù)包括：一級網(wǎng)、二級網(wǎng)的供回水溫度、供回水壓力，各熱力站內(nèi)換熱器一級網(wǎng)、二級網(wǎng)出口溫度、壓力，各個循環(huán)泵、補水泵的工作狀態(tài)、參數(shù)，補水流量、軟化水箱液位等。調(diào)度員會對上位機的每一個參數(shù)測量值設(shè)定一個低限和一個高限，如果參數(shù)超過測量值，將產(chǎn)生報警。任何參數(shù)的報警都將激活系統(tǒng)的公共報警。

在接到報警后，調(diào)度員會根據(jù)報警內(nèi)容采取相應(yīng)的實際操作。根據(jù)日常運行中二級網(wǎng)的回水壓力情況設(shè)定補水泵的啟停壓力，二級網(wǎng)回水壓力下降到定壓點下限時，補水泵啟動；當(dāng)二級網(wǎng)壓力補到定壓點上限時，則補水泵停止。補水泵降到定壓點下限不啟動，觸發(fā)報警，調(diào)度員應(yīng)結(jié)合補水泵狀態(tài)和其他參數(shù)綜合判斷后，通知維檢人員現(xiàn)場查看。補水泵一直運行，同時軟化水箱液位下降，說明二級網(wǎng)出現(xiàn)跑水情況，調(diào)度員應(yīng)立即聯(lián)系用戶單位進行檢修。

3.2 下位機

下位機是根據(jù)熱力站的數(shù)量進行配置的，每個熱力站都需配置一臺下位機。

熱力站內(nèi)壓力變送器、溫度變送器、液位變送器等將采集到的數(shù)據(jù)輸送到下位機，下位機通過網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳送到上位機，根據(jù)上位機的指令來控制熱力站的熱負荷。

自動控制技術(shù)在集中供熱工程中的應(yīng)用是十分重要和關(guān)鍵的，集中供熱系統(tǒng)需要長時間持續(xù)的被自控技術(shù)控制，從安全方面、經(jīng)濟方面、效率方面等多方面進行考慮，自控技術(shù)在實踐中的應(yīng)用是必然的。未來，自控技術(shù)在原有基礎(chǔ)上進一步研究，從而提高自控技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性。1)使自控技術(shù)在多變復(fù)雜的環(huán)境能夠安全運行，尤其是面對低溫環(huán)境或者濕度比較高等條件也要保障運行；2)在抗干擾能力上、穩(wěn)壓性和精度上多做改進，從而在準確率方面進一步提升；3)在集中供熱系統(tǒng)中，利用自控技術(shù)實現(xiàn)自動啟動、自動恢復(fù)等功能，打造真正智能化的供熱系統(tǒng)。

4 自控技術(shù)管理措施

進入采暖季，在運行過程中采用集中供熱方式需要根據(jù)室外氣溫的變化進行相關(guān)參數(shù)的調(diào)節(jié)，使得到達用戶家中的熱量與其熱負荷變化相匹配，保持用戶室溫相對恒定。一般的供熱調(diào)節(jié)方法是采用量調(diào)節(jié)、質(zhì)調(diào)節(jié)、間歇調(diào)節(jié)和分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)等。這些調(diào)節(jié)方法在實際生產(chǎn)運行中達不到精細化管理，針對能源率低下的這個點，采用一種叫“熱量調(diào)節(jié)法”的調(diào)節(jié)方法，來實現(xiàn)熱力站熱量的精細化管理，以達到保障供熱質(zhì)量、能源利用率提升的目的。熱量調(diào)節(jié)法是根據(jù)用戶熱負荷需要量，通過對供水溫度、回水溫度、流量、熱量監(jiān)測計量裝置的控制，來達到系統(tǒng)預(yù)定的供熱量，滿足用戶室溫要求。使用熱量調(diào)節(jié)法，前提是測溫元件、流量變送器和熱量監(jiān)測計量儀器等需要在系統(tǒng)中安裝。在能耗精細化管理的運行過程中，根據(jù)室外氣溫條件，確定所需提供的供熱量、熱力站運行時間和運行負荷，同時給出參考供水溫度、回水溫度和平均流量，用來指導(dǎo)熱力企業(yè)的調(diào)度定額供熱并按需調(diào)節(jié)。在生產(chǎn)運行中，在制訂生產(chǎn)運行方案時明確熱力站的熱負荷、停泵次數(shù)和熱力站運行時間，就達到保障用戶室溫達標的基礎(chǔ)上能源損耗降到最低的目的。

5 結(jié)語

隨著自控技術(shù)的不斷成熟，智能化程度的不斷提高，自控技術(shù)在集中供熱系統(tǒng)中還存在著相當(dāng)大的應(yīng)用提升空間，目前只開發(fā)了比重很小的部分功能。自控技術(shù)在供熱穩(wěn)定性方面、供熱質(zhì)量方面和供熱技能方面等還有很大的潛力?？傊诩泄嶂?，自動控制技術(shù)的應(yīng)用已成為集中供熱未來的發(fā)展趨勢。

[1] 張 鶴.自控技術(shù)在集中供熱工程中的應(yīng)用[J].科技視界,2014(21)：201-202.

[2] 劉立軍.自控技術(shù)在集中供熱工程中的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究，2013(19)：26-27.

[3] 李 寧.淺析提高集中供熱技術(shù)的探索與研究[J].工業(yè)技術(shù)，2012(5)：99-100.

Discussion on the application and implementation of auto-control technology in central heating

Gao Fan

(TaiyuanThermalPowerCorporation,Taiyuan030031,China)

The paper introduces the concepts and principles of central heating. In light of problems existing in central heating, it puts forward implementing auto-control technologies in central heating, and describes auto-control technology management measures, which will be good for guaranteeing heating quality and improving heating energy using ratio as well.

central heating, thermal energy, auto-control technology, management measure

1009-6825(2017)10-0133-02

2017-01-20

高 凡(1989- )，男，助理工程師

TU995

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