供熱管網(wǎng)中集中供熱自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用

焦祥冬

（長(zhǎng)治市惠城熱力有限公司 山西長(zhǎng)治 046000）

前言

現(xiàn)階段，我國(guó)的城市集中供熱作業(yè)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，而其供熱規(guī)模也在進(jìn)一步的擴(kuò)大。事實(shí)上，由于北方的冬季極為嚴(yán)寒，故而供熱普及率更高。在這樣的狀況下，為了確保我國(guó)供熱質(zhì)量及效益的充分發(fā)揮，節(jié)約能源，技術(shù)人員在實(shí)際操作過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)供熱管網(wǎng)中集中供熱自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)建以及完善，從而實(shí)現(xiàn)了集中供熱工作量的降低。

1 集中供熱自動(dòng)化系統(tǒng)概述

為了進(jìn)一步促進(jìn)城市集中供熱自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行效率及質(zhì)量的提升，工作人員在實(shí)際操作過(guò)程中需要確保熱力站間的科學(xué)連接，并確保一、二次熱網(wǎng)系統(tǒng)間具有較強(qiáng)的獨(dú)立性，避免兩大系統(tǒng)中供熱介質(zhì)的混合，保證熱介質(zhì)的穩(wěn)定運(yùn)輸，規(guī)避不必要能耗問(wèn)題的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)供熱工作的高質(zhì)、高效開(kāi)展。換熱站和操作站之間則通過(guò)遠(yuǎn)程連接，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)化控制。

2 供熱管網(wǎng)中集中供熱自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)分析

2.1 提高供暖質(zhì)量，便捷服務(wù)居民

城市集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)可以通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置溫度，不受外界室溫干擾，加熱到達(dá)系統(tǒng)設(shè)定的溫度時(shí)可以自行停止，充分保證居民室內(nèi)良好的恒定溫度。優(yōu)化設(shè)計(jì)后的管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)作具有間歇性，可以充分實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源、降低供暖設(shè)備運(yùn)行噪音，加上供暖基地的設(shè)備離居民區(qū)較遠(yuǎn)，所以不會(huì)對(duì)居民的日常休息和生活帶來(lái)干擾，充分實(shí)行了以人為本的觀念。

2.2 提高環(huán)保行徑

城市供熱管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化后具有集中性，有效地降低了對(duì)環(huán)境的污染和實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約。其中降低環(huán)境污染的具體措施可采用煙囪高低有序的設(shè)計(jì)理念，又因?yàn)榧泄┡瘯r(shí)燃料設(shè)備內(nèi)容量較大，發(fā)電率進(jìn)一步提高，從而充分降低能源的消耗。環(huán)保理念深入人心，因此作為建筑的基礎(chǔ)設(shè)施，施工人員更要將這一理念貫徹落實(shí)到行動(dòng)中，科學(xué)合理分配資源的利用率。

2.3 充分實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化

目前，城市集中供暖管網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)普遍采用自動(dòng)化控制，可以大大降低工人的工作量，根據(jù)科學(xué)的配置通過(guò)感受室外溫度自行調(diào)整室內(nèi)溫度，采用中央加熱設(shè)備提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性、減少故障發(fā)生率進(jìn)而提高供暖質(zhì)量。供暖自動(dòng)化系統(tǒng)集中性是節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的又一重要舉措，也適應(yīng)了城市現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展的趨勢(shì)和潮流。

3 供熱管網(wǎng)中集中供熱自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成

集中供熱自動(dòng)化系統(tǒng)主要分為三大部分，分別是：熱源、管網(wǎng)與中繼泵站、熱力子站。在具體的系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，上述三個(gè)部分相互協(xié)作，實(shí)現(xiàn)了完整聯(lián)動(dòng)體系的構(gòu)建，并以此為基礎(chǔ)帶動(dòng)三個(gè)控制系統(tǒng)的完善，分別是：調(diào)度中心、通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、熱力子站。其調(diào)度中心與熱力子站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)相互溝通連接。

3.1 熱力站的自動(dòng)化

熱力站自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)建的目的為了充分滿足各個(gè)子站的熱量需求，并根據(jù)所需進(jìn)行及時(shí)、合理調(diào)配。具體內(nèi)容如下：3.1.1換熱站自控系統(tǒng)

作為熱網(wǎng)自控的核心子系統(tǒng)，換熱站自控系統(tǒng)主要由PLC控制器，溫度、壓力及流量傳感器，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，循環(huán)及補(bǔ)水泵變頻器等設(shè)備組成。其控制回路分為：①一次網(wǎng)流量控制回路；②二次網(wǎng)循環(huán)控制回路和定壓回路。該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，能通過(guò)對(duì)一次回水調(diào)節(jié)閥的控制，確保一次網(wǎng)流量控制回路的合理運(yùn)行。借由二次網(wǎng)中循環(huán)泵和補(bǔ)水泵轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)對(duì)二次網(wǎng)流量的調(diào)控。網(wǎng)絡(luò)調(diào)度中心根據(jù)熱網(wǎng)平衡原則，對(duì)換熱站下達(dá)控制指令，換熱站的PLC系統(tǒng)根據(jù)站內(nèi)實(shí)際情況對(duì)二次網(wǎng)中循環(huán)泵和補(bǔ)水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)控。

3.1.2 首站自控系統(tǒng)

首站緊鄰熱電廠，用其輸送的熱蒸汽加熱一次循環(huán)水。該系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中能將熱源中的熱蒸汽、熱水重復(fù)傳輸?shù)綗峋W(wǎng)中去，由此實(shí)現(xiàn)熱源的循環(huán)使用。首站自控系統(tǒng)的構(gòu)建需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行把握，分別是：①安全性；②對(duì)供熱管網(wǎng)負(fù)荷及流量的調(diào)控。

3.1.3 冷熱水換熱站自控體系

該系統(tǒng)的構(gòu)建能為居民提供采暖、熱水供應(yīng)、空調(diào)制冷等實(shí)際需求服務(wù)。一般而言，該系統(tǒng)能在最大程度上滿足居民的日常供暖需求，并能達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。

3.1.4 泵站自動(dòng)化系統(tǒng)

泵站自動(dòng)化系統(tǒng)主要分為兩大類：加壓泵站以及混水泵站。加壓泵站是通過(guò)加壓作業(yè)操作，對(duì)熱管網(wǎng)中的水力狀況進(jìn)行調(diào)控，從而保障供熱作業(yè)的穩(wěn)步開(kāi)展。而設(shè)置在熱源處的混水泵站則能在熱媒的水力與熱力狀況出現(xiàn)異常后對(duì)整個(gè)供熱管網(wǎng)熱媒提供循環(huán)動(dòng)力。加壓泵站的設(shè)置能避免因供熱管線過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致的供熱管線內(nèi)壓力過(guò)大造成的管道泄漏?；焖谜灸苈?lián)結(jié)獨(dú)立運(yùn)行的一、二次管網(wǎng)，使其統(tǒng)一調(diào)配、聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。

3.2 鍋爐房自動(dòng)系統(tǒng)

為提升鍋爐房自動(dòng)化水平，需建立及完善鍋爐集散調(diào)控體系。作為一種新型的集中自控系統(tǒng)，DCS分散控制系統(tǒng)能將鍋爐的控制工作分散到多臺(tái)計(jì)算機(jī)上，并使用雙重化等冗余措施，以達(dá)到運(yùn)行系統(tǒng)的安全運(yùn)行。DCS系統(tǒng)功能如下：①系統(tǒng)連接現(xiàn)場(chǎng)傳感器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集；②根據(jù)所采集數(shù)據(jù)的分析結(jié)果下達(dá)控制指令，使其所關(guān)聯(lián)的現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行設(shè)備進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)的功能；③接收鍋爐控制系統(tǒng)的控制調(diào)度指令，將所的采集數(shù)據(jù)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心的操作系統(tǒng)連接傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)鍋爐系統(tǒng)的優(yōu)化管控，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、智能調(diào)節(jié)等功能。

4 供熱管網(wǎng)中集中供熱自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用相關(guān)技術(shù)

4.1 變頻技術(shù)

變頻技術(shù)的應(yīng)用，能增強(qiáng)供熱自動(dòng)化系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性，并降低成本。由變頻器結(jié)合計(jì)算機(jī)的控制管理模式是建立在原有模式的基礎(chǔ)上，繼續(xù)使用原有監(jiān)控儀表，通過(guò)專業(yè)通訊線路將其與專門的控制計(jì)算機(jī)相連。該技術(shù)的推廣運(yùn)用，能使供熱管理更加簡(jiǎn)便，并能保障邏輯功能保護(hù)的實(shí)現(xiàn)。此外，可通過(guò)構(gòu)建數(shù)據(jù)收集與控制模塊，對(duì)整個(gè)供熱管網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并針對(duì)異常數(shù)據(jù)總結(jié)出故障的類型。

4.2 分時(shí)段控制技術(shù)

隨著熱能計(jì)量收費(fèi)制度的逐漸普及完善，集中供熱系統(tǒng)必須具備分時(shí)供熱、精準(zhǔn)計(jì)量的功能。在供熱系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中需加強(qiáng)對(duì)分戶、分段、分時(shí)控制作業(yè)的開(kāi)展。通過(guò)對(duì)分時(shí)段控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建，提高對(duì)供暖區(qū)域劃分、調(diào)節(jié)溫度變化參數(shù)等數(shù)據(jù)的收集，促進(jìn)供熱效率、節(jié)能環(huán)保等各項(xiàng)指標(biāo)的提升。

4.3 自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)

集中供熱自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)分為一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)。在保證熱力站和熱用戶用熱量的前提下，對(duì)一次網(wǎng)的供水溫度和流量進(jìn)行控制。通過(guò)對(duì)二次網(wǎng)的循環(huán)水泵的變頻調(diào)節(jié)，可減少管網(wǎng)的水力失調(diào)對(duì)熱力失調(diào)的影響，在滿足供熱要求的同時(shí)，達(dá)到良好的節(jié)能效果。例如：通過(guò)測(cè)量熱力站二次網(wǎng)供回水溫度，確定電動(dòng)閥的開(kāi)關(guān)量；調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速使得外網(wǎng)總流量達(dá)到設(shè)定值等方法。

4.4 自動(dòng)化智能設(shè)備應(yīng)用

加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化智能設(shè)備的合理化運(yùn)用，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建集中供熱系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化和功能化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市集中供熱系統(tǒng)的完善。最常用的設(shè)備有：自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，智能、補(bǔ)水、調(diào)節(jié)及加壓水泵等，由此促進(jìn)傳統(tǒng)城市集中供熱系統(tǒng)的改造，實(shí)現(xiàn)定量化的熱源供應(yīng)以及區(qū)別化的熱媒調(diào)節(jié)。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的推進(jìn)、科技領(lǐng)域發(fā)展日新月異，人們對(duì)生活質(zhì)量的需求和生活基本因素的保障也不斷提高?，F(xiàn)在越來(lái)越多的人都將目光聚集在供熱系統(tǒng)的基本配置和資源合理利用問(wèn)題上，將自動(dòng)化系統(tǒng)引入到供熱管網(wǎng)中，能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，低碳環(huán)保，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。