城市集中供熱系統(tǒng)控制策略的探討

賈玉寶

摘 要：隨著科技的迅速發(fā)展，在供熱行業(yè)應(yīng)用電氣自動(dòng)控制被廣泛推廣，也使集中供熱系統(tǒng)取得了顯著的效果。通過實(shí)行熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)，使得集中供熱行業(yè)能夠保證溫度均衡，提高服務(wù)質(zhì)量，減少資源消耗。因此，本文研究了集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制方案，來以此解決一些供熱系統(tǒng)中常出現(xiàn)問題，促進(jìn)集中供熱的有效發(fā)展。

關(guān)鍵詞：城市 集中供熱系統(tǒng) 控制策略

引言

現(xiàn)如今，集中供熱成為了城市供熱的主要方式。在集中供熱的發(fā)展下，熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制逐漸應(yīng)用到供熱系統(tǒng)中。熱網(wǎng)應(yīng)用電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)既實(shí)現(xiàn)了供熱的目的，又減少了能源的消耗，對(duì)集中供熱行業(yè)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1、集中式供熱系統(tǒng)概述

眾所周知，供熱就是用人工方法向室內(nèi)供給熱量，保持一定的室內(nèi)溫度，以創(chuàng)造適宜的生活條件或工作條件的技術(shù)。所有供熱系統(tǒng)都由熱媒制備（熱源）、熱媒輸送和熱媒利用（散熱設(shè)備）三個(gè)主要部分組成。根據(jù)三個(gè)主要組成部分的相互位置關(guān)系來分，供熱系統(tǒng)可分為局部供熱系統(tǒng)和集中式供熱系統(tǒng)。熱媒制備、熱媒輸送和熱媒利用三個(gè)主要組成部分在構(gòu)造上都在一起的供熱系統(tǒng)，稱為局部供熱系統(tǒng)。熱源和散熱設(shè)備分別設(shè)置，用熱媒管道相連接，由熱源向各個(gè)房間或各個(gè)建筑物供給熱量的供熱系統(tǒng)，稱為集中式供熱系統(tǒng)。

2、集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制方案

集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)化控制主要依據(jù)的控制方案是均勻調(diào)節(jié)策略，也就是說熱網(wǎng)的自身調(diào)節(jié)目標(biāo)設(shè)為自動(dòng)控制循環(huán)水的溫度，使得各個(gè)熱網(wǎng)的平均溫度達(dá)到一致。均勻調(diào)節(jié)策略主要的調(diào)節(jié)流程是先進(jìn)行循環(huán)水的樣本檢測(cè)，再進(jìn)行供熱面積的數(shù)據(jù)計(jì)算，最后獲得各個(gè)熱網(wǎng)的溫度。對(duì)于在供熱系統(tǒng)中的操控設(shè)備，主要是調(diào)節(jié)熱力站，使得其能夠均衡的供熱，既能保證用戶的供熱需求，又能節(jié)約熱力資源。

2.1熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制的主要設(shè)備

集中供熱系統(tǒng)在正常的運(yùn)行過程中，主要需要調(diào)節(jié)的是熱網(wǎng)的熱力參數(shù)，而我們經(jīng)常提到的熱力參數(shù)一般包括熱網(wǎng)內(nèi)壓、熱網(wǎng)流量、溫度等數(shù)據(jù)，而對(duì)這些熱力參數(shù)的控制需要集中供熱系統(tǒng)中的電氣自動(dòng)控制設(shè)備。一般而言，在熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制中都有變頻器、電動(dòng)閥、傳感器等設(shè)備。在電氣自動(dòng)控制設(shè)備中首先需要掌控的是中央數(shù)據(jù)處理器，這類數(shù)據(jù)處理器主要的特征是可以及時(shí)的處理數(shù)據(jù)信息，自身有網(wǎng)絡(luò)端接口，供數(shù)據(jù)信號(hào)輸入、輸出，及時(shí)的獲取熱網(wǎng)的數(shù)據(jù)信息；其次是電動(dòng)控制系統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，其以信號(hào)動(dòng)態(tài)為原則，來進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。在供熱系統(tǒng)中由于熱力壓力對(duì)其影響較小，使得在集中供熱系統(tǒng)中采用這種電動(dòng)調(diào)節(jié)閥更有助于熱網(wǎng)的穩(wěn)定。還有變頻器，其功能是改變泵類的轉(zhuǎn)行方式，在端口可以進(jìn)行自由的輸入、輸出，也可以隨時(shí)的切換熱網(wǎng)的電子自動(dòng)控制的一些電機(jī)數(shù)據(jù)。除此之外，變頻器還具有對(duì)于電壓的保護(hù)、以及對(duì)電源線路、電動(dòng)機(jī)的保護(hù)等作用；最后，熱網(wǎng)的電動(dòng)自動(dòng)控制設(shè)備還有傳感器、現(xiàn)場(chǎng)控制器，在這里傳感器一般由流量統(tǒng)計(jì)器、壓力變送器、溫度傳感器等構(gòu)成。而現(xiàn)場(chǎng)控制器，多數(shù)情況下熱網(wǎng)系統(tǒng)中都有設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)控制器。利用現(xiàn)場(chǎng)控制器主要是對(duì)一些收集的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行分析，比如說電流、水壓、溫度等，現(xiàn)場(chǎng)控制器對(duì)這些數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行接收并分析，從而發(fā)送出一些控制命令。

2.2熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制過程

在供熱系統(tǒng)中主要由變頻器對(duì)循環(huán)水泵進(jìn)行控制，具體的控制過程是當(dāng)二次管網(wǎng)壓力出現(xiàn)變更時(shí)，壓力變頻器就會(huì)采集二次管網(wǎng)壓力的系統(tǒng)數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并傳送到現(xiàn)場(chǎng)控制器中，應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)控制器對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。之后向變頻器發(fā)出指令，使變頻器根據(jù)指示信息進(jìn)行循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)行速度控制，在二次循環(huán)中能夠通過固定的數(shù)據(jù)進(jìn)行熱網(wǎng)的定壓、定流量，使其高效的運(yùn)轉(zhuǎn)。在熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制中采用溫度傳感器，溫度傳感器的主要運(yùn)作方式是將室內(nèi)外的溫度以及熱力站的供水溫度等進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，將這些數(shù)據(jù)傳送到現(xiàn)場(chǎng)控制器中進(jìn)行處理，現(xiàn)場(chǎng)控制器將依據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算出二次網(wǎng)循環(huán)水的溫度。之后，對(duì)電氣自動(dòng)控制的調(diào)節(jié)閥發(fā)出指令，改變其流量，到達(dá)二次循環(huán)水的溫度。在這同時(shí)調(diào)節(jié)閥起到一定的作用，需要根據(jù)首次水循環(huán)的周期、溫度等數(shù)據(jù)收集，為二次水循環(huán)打下良好的基礎(chǔ)，準(zhǔn)確的計(jì)算出二次水循環(huán)的平均水溫，使得調(diào)節(jié)閥在進(jìn)行二次水循環(huán)時(shí)做出科學(xué)合理的時(shí)間、幅度調(diào)節(jié)。在熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中主要是靠上機(jī)作用才使得電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的有效運(yùn)行，在上機(jī)中主要通過網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)端，下發(fā)有關(guān)溫度調(diào)節(jié)的控制指令到現(xiàn)場(chǎng)控制器中，現(xiàn)場(chǎng)控制再根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息，對(duì)二次循環(huán)水泵、調(diào)節(jié)閥等設(shè)備進(jìn)行操控，這些現(xiàn)場(chǎng)控制數(shù)據(jù)也將傳送到上位機(jī)，最終將這些數(shù)據(jù)傳送到總的網(wǎng)絡(luò)中心。

2.3供熱系統(tǒng)中應(yīng)用到的自動(dòng)控制軟件

自動(dòng)控制軟件是電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中重要的支撐，其主要的作用是對(duì)全網(wǎng)的控制，以致達(dá)到熱網(wǎng)的溫度平衡。自動(dòng)控制軟件主要是從熱網(wǎng)中獲取數(shù)據(jù)參數(shù)，像循環(huán)水的溫度、調(diào)節(jié)閥的數(shù)據(jù)等都是自動(dòng)控制軟件常收集的數(shù)據(jù)，之后將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，計(jì)算出之后二次網(wǎng)循環(huán)水的調(diào)節(jié)溫度，對(duì)熱網(wǎng)中各調(diào)節(jié)閥有效的控制，使得調(diào)節(jié)后的各熱網(wǎng)的參數(shù)達(dá)到均衡。電氣自動(dòng)控制軟件除了具有以上的作用外，還應(yīng)具有對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程操控功能，對(duì)于熱網(wǎng)中的各設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)數(shù)據(jù)的傳送進(jìn)行管理，自動(dòng)生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)表格。自動(dòng)控制軟件能對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保密處理，通過設(shè)置登錄權(quán)限、安裝防病毒的軟件等實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)，使其安全運(yùn)行。

3、供熱系統(tǒng)節(jié)能探討

（1）利用科學(xué)技術(shù)提高能源利用率。在一定時(shí)期內(nèi)，耗能系統(tǒng)和設(shè)備的各個(gè)環(huán)節(jié)，利用當(dāng)前科學(xué)技術(shù)，采取技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、優(yōu)化系統(tǒng)、設(shè)備及用戶能接受的措施后，可取得的節(jié)能效益。

（2）制訂可行措施，尋找能耗差距，挖掘節(jié)能潛力。結(jié)合實(shí)際情況，研究和提出為實(shí)現(xiàn)先進(jìn)指標(biāo)的可行方案，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證認(rèn)為技術(shù)可行且經(jīng)濟(jì)合理后才能實(shí)施。每個(gè)供熱單位要定期檢測(cè)評(píng)估各耗能環(huán)節(jié)的能耗指標(biāo)，對(duì)比先進(jìn)指標(biāo)尋找能耗差距，分析能耗差別的原因，實(shí)施后，在運(yùn)行中再檢驗(yàn)是否達(dá)到預(yù)測(cè)的應(yīng)挖掘的節(jié)能潛力和經(jīng)濟(jì)效益。

（3）從目前的供暖現(xiàn)狀來看，將功能相似的樓宇按區(qū)域劃分并安裝智能區(qū)域調(diào)控裝置，配以工業(yè)級(jí)熱量表，以樓為單位進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高用戶的節(jié)能意識(shí)，達(dá)到節(jié)能效果，由于技術(shù)上的限制，尚不具備分戶計(jì)量的條件，而智能區(qū)域調(diào)控裝置既能帶來分戶計(jì)量的好處，又克服了技術(shù)上的問題。也為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)分戶計(jì)量，按表收費(fèi)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與先進(jìn)評(píng)估指標(biāo)的差距體現(xiàn)節(jié)能潛力，節(jié)能潛力是通過分析對(duì)比得出的，目標(biāo)是反應(yīng)各個(gè)耗能環(huán)節(jié)現(xiàn)有的耗能指標(biāo)提高到先進(jìn)水平，其運(yùn)行評(píng)估指標(biāo)的變化量則體現(xiàn)了節(jié)能潛力。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過對(duì)集中供熱中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制進(jìn)行了深入的分析，并提出了熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制方案。電氣自動(dòng)化控制應(yīng)用到供熱中，將實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)的安全運(yùn)行，使集中供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)溫度更穩(wěn)定。希望通過以上的分析，能夠提高城市的集中供熱水平，也能起到對(duì)資源節(jié)約、環(huán)保的作用。

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