淺析集中供熱自動(dòng)化系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與控制

劉繼

摘要：隨著集中供熱系統(tǒng)融入到人們的日常生活，供熱系統(tǒng)在使用過(guò)程逐漸邁向成熟，而熱網(wǎng)控制自動(dòng)化水平不斷提高。作為我國(guó)城市集中供熱系統(tǒng)中主要的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，熱網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)用不僅提高熱網(wǎng)運(yùn)行的平衡性和穩(wěn)定性，同時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的故障，有效地降低供熱系統(tǒng)的熱量消耗。因此文章重點(diǎn)就集中供熱自動(dòng)化系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與控制展開探討。

關(guān)鍵詞：集中供熱；自動(dòng)化系統(tǒng)；協(xié)調(diào)；控制

中圖分類號(hào)：TU995 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674—3024（2017）06—0152—01

引言

在倡導(dǎo)集約化、智能化城市建設(shè)的今天，城市集中供暖已成為生活、生產(chǎn)和建設(shè)的基礎(chǔ)性問(wèn)題。要把握城市集中供暖的系統(tǒng)建設(shè)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)重要環(huán)節(jié)，將成熟可靠的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用在城市集中供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將高新科技、自動(dòng)化趨勢(shì)和嶄新理念融入城市集中供暖系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)，發(fā)揮自動(dòng)化城市集中供暖系統(tǒng)對(duì)節(jié)能、環(huán)保、民生的優(yōu)勢(shì)，全面提升城市集中供暖系統(tǒng)的效率意義深遠(yuǎn)。

1城市集中供熱系統(tǒng)發(fā)展的概述

隨著城市建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大、住宅小區(qū)數(shù)量增多，生產(chǎn)與生活中對(duì)熱能的需求數(shù)量和范圍正在擴(kuò)大，集中供熱已發(fā)展成為目前主要的供熱手段。目前，我國(guó)城市集中供熱系統(tǒng)尚處于發(fā)展階段，城市集中供熱系統(tǒng)提高能源利用率，在擴(kuò)大城市集中供熱系統(tǒng)功能性上有著巨大的空間，特別是自控技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)在城市集中供熱系統(tǒng)的應(yīng)用普及，使城市集中供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化發(fā)展有了根本保障。當(dāng)前，自控技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)著高速度、大范圍的態(tài)勢(shì)，將自控技術(shù)完整而全面地應(yīng)用在城市集中供熱系統(tǒng)中成為發(fā)展的主要趨勢(shì)。

2城市集中供熱系統(tǒng)的調(diào)控基本原理

從廣義的角度來(lái)看，熱網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要由熱網(wǎng)中的熱力站及熱源廠兩個(gè)部分組成。熱網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)θ繜崃φ具M(jìn)行實(shí)時(shí)控制和監(jiān)測(cè)，其中既可以控制站內(nèi)全部的一級(jí)管網(wǎng)回水電動(dòng)閥門，同時(shí)還能通過(guò)中控室調(diào)控全部的熱力站及其網(wǎng)絡(luò)。熱網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）熱源廠中控室。熱源廠作用主要在于負(fù)責(zé)對(duì)全部熱力站內(nèi)的所有儀器設(shè)施的使用情況進(jìn)行遠(yuǎn)程觀測(cè)，及時(shí)收集各熱力站的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)詳細(xì)的研究及比對(duì)，以這些數(shù)據(jù)信息作為基礎(chǔ)，經(jīng)由計(jì)算機(jī)分析后，從而得出正確的控制指令。然后遠(yuǎn)程輸送、執(zhí)行這些控制指令，有效地調(diào)節(jié)熱網(wǎng)系統(tǒng)，使其能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）各小區(qū)熱力站。一般每個(gè)小區(qū)熱力站閥門的控制及調(diào)節(jié)，都是根據(jù)預(yù)定溫度值進(jìn)行的。此外，也可以通過(guò)直接執(zhí)行上一次系統(tǒng)執(zhí)行的指令，以管理和控制一級(jí)管網(wǎng)回水閥門。（3）通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的功能主要負(fù)責(zé)傳輸及配置熱力站和中控室之間的有關(guān)數(shù)據(jù)。

3集中自動(dòng)化供熱系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與控制

熱網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行效率與熱力站調(diào)節(jié)控制能力的優(yōu)劣有直接關(guān)系，若熱力站調(diào)節(jié)控制能力差，不僅會(huì)影響到熱網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行，甚至還會(huì)影響到整個(gè)集中供熱系統(tǒng)的運(yùn)行。當(dāng)前，我國(guó)城市集中供熱系統(tǒng)大多數(shù)都是建立在保證熱力站調(diào)節(jié)控制能力的基礎(chǔ)上，因而才能實(shí)現(xiàn)所有二級(jí)管網(wǎng)供、回水平均溫度的統(tǒng)一，從而使用戶室內(nèi)溫度的基本保持一致。這種形式一般稱為均勻性供熱調(diào)節(jié)。均勻性供熱調(diào)節(jié)模式的運(yùn)用能夠在很大程度上降低能源的消耗，提高能源的利用率，在減少能源使用量的同時(shí)，還能大大地提高供熱效果。

同時(shí)，為了使均勻性供熱調(diào)節(jié)模式發(fā)揮更高的效率，搭配使用全網(wǎng)平衡控制和組態(tài)兩款軟件，使均勻性供熱調(diào)節(jié)在現(xiàn)代城市集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用起到事半功倍的效果。

中控室內(nèi)的上位機(jī)一般選擇工控機(jī)，主要以穩(wěn)定性高、適應(yīng)性強(qiáng)、質(zhì)量?jī)?yōu)異為主，具有一定的控制能力。同時(shí)，工控機(jī)不但需要配置組態(tài)軟件，還需配有全網(wǎng)平衡控制軟件，兩款軟件協(xié)調(diào)配合使用，效果極佳。相關(guān)技術(shù)人員只要通過(guò)組態(tài)軟件采集各個(gè)熱力站的實(shí)時(shí)畫面，就能收集到二級(jí)管網(wǎng)供、回水溫度、一級(jí)管網(wǎng)電動(dòng)閥門的反饋值，以及熱源的溫度、壓力、流量等參數(shù)。再通過(guò)配置文件輸入熱網(wǎng)的其它信息，以備全網(wǎng)平衡軟件使用。全網(wǎng)平衡軟件根據(jù)獲得的參數(shù)信息，采用一定的控制算法，得到各個(gè)熱力站供、回水平均溫度設(shè)定值。組態(tài)軟件在實(shí)際使用過(guò)程中，會(huì)根據(jù)各個(gè)熱力站二級(jí)管網(wǎng)供、回水的平均溫度設(shè)定值，控制一級(jí)管網(wǎng)電動(dòng)閥門的動(dòng)作，從而減小熱網(wǎng)的水平失調(diào)度，達(dá)到均勻供熱的目的。

城市集中供熱系統(tǒng)中的熱力站自動(dòng)控制系統(tǒng)屬于基本的組成之一，供熱系統(tǒng)的供熱強(qiáng)弱與熱力站自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果有直接關(guān)系。而自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括：①測(cè)量?jī)x器。主要有一、二級(jí)管網(wǎng)供回水溫度變送器、壓力變送器，二級(jí)管網(wǎng)補(bǔ)水管流量計(jì)、一級(jí)管網(wǎng)回水流量計(jì)，軟化水箱液位計(jì)等。②熱力站自動(dòng)控制器。一般考慮技術(shù)方面，采用最為先進(jìn)的自動(dòng)控制器，在我國(guó)熱網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中均有配置。③熱力站內(nèi)的運(yùn)行設(shè)備。主要由變頻器、二級(jí)管網(wǎng)補(bǔ)水泵、循環(huán)泵、一級(jí)管網(wǎng)回水調(diào)節(jié)閥、電磁閥、加壓水泵等組成。④通訊設(shè)備。目前自動(dòng)控制系統(tǒng)常用通訊設(shè)備為ADSL通訊傳輸設(shè)備。

通訊系統(tǒng)是整個(gè)城市集中供熱系統(tǒng)的連接樞紐，主要負(fù)責(zé)來(lái)回傳輸熱力站與中控室的數(shù)據(jù)，以及時(shí)接受上層命令并處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。目前，通訊傳輸方式主要包括GP R S、ADSL、光纖等。根據(jù)供熱企業(yè)的具體位置、便利性、經(jīng)濟(jì)成本等，選擇合適的通訊方式，以保證供熱效果。熱網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行最為穩(wěn)定，位于中控室內(nèi)的上位機(jī)運(yùn)行過(guò)程也相對(duì)穩(wěn)定。因而進(jìn)行熱網(wǎng)系統(tǒng)維護(hù)工作時(shí)，主要考慮關(guān)鍵設(shè)備的密封情況，保證其能夠穩(wěn)定使用。

總之，隨著熱網(wǎng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，熱網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，許多相關(guān)技術(shù)都需要進(jìn)行更新，以滿足用戶的需求。熱網(wǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)是現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的體現(xiàn)形式，隨著人們的生活水平和質(zhì)量的提高，對(duì)于供熱需求將不斷增加，因此，必須加強(qiáng)熱網(wǎng)控制自動(dòng)化的研究，解決自動(dòng)化過(guò)程的問(wèn)題，改善供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的供熱服務(wù)。