談集中供熱自動化系統(tǒng)在供熱管網(wǎng)中的應(yīng)用

張金來 孫美華

摘 要：隨著人們環(huán)保意識的增強，各地都開展"藍天碧水工程"，集中供熱事業(yè)迅猛發(fā)展，管網(wǎng)規(guī)模不斷擴大；另一方面，隨著人們生活水平的提高，對供熱質(zhì)量的需求也越來越高。這些，都使得技術(shù)進步和技術(shù)改造成為各熱力公司面臨的緊迫問題，粗放型的供熱方式必須向"高效、節(jié)能、舒適"的高技術(shù)型供熱方式轉(zhuǎn)變，因此，供熱管網(wǎng)自動化系統(tǒng)正是適應(yīng)時代要求的產(chǎn)物。

關(guān)鍵詞：集中供熱；自動化系統(tǒng)；供熱管網(wǎng)；應(yīng)用

1集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)勢分析

1.1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)可以通過系統(tǒng)自動設(shè)置溫度定時，不受外界室溫干擾，加熱到達系統(tǒng)設(shè)定的溫度時可以自行停止，充分保證居民室內(nèi)良好的恒定溫度。優(yōu)化設(shè)計后的管網(wǎng)系統(tǒng)運作具有間歇性，可以充分實現(xiàn)節(jié)約能源、降低供暖設(shè)備運行噪音，又因為供暖基地的設(shè)備離居民區(qū)較遠，所以不會對居民的日常休息和生活帶來干擾，充分實行了以人為本的觀念。

1.2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，有效地降低了對環(huán)境的污染和實現(xiàn)資源的節(jié)約。其中降低環(huán)境污染的具體措施是采用煙囪高低有序的設(shè)計理念，又因為集中供暖時燃料設(shè)備內(nèi)容量較大，發(fā)電率進一步提高，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到行動中，科學(xué)合理分配資源的利用率。

1.3充分實現(xiàn)自動化。目前，城市集中供暖管網(wǎng)系統(tǒng)普遍采用自動化控制，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)備運行的可靠性、減少故障發(fā)生率進而提高供暖質(zhì)量。供暖系統(tǒng)集中性是節(jié)約資源和保護環(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)展的趨勢和潮流。

2自動化系統(tǒng)的作用及位置

熱網(wǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計采用PC+PLC模式，以此實現(xiàn)對整個熱網(wǎng)系統(tǒng)的集中管理、分散控制。系統(tǒng)主工控機設(shè)在熱網(wǎng)控制中心，主要負責(zé)采集過程數(shù)據(jù)，并提供操作指導(dǎo)、設(shè)備控制、故障診斷、報警信息、事件報告、數(shù)據(jù)處理、趨勢顯示。監(jiān)測系統(tǒng)由1個熱網(wǎng)控制中心及若干個PLC遠程子站組成，負責(zé)各站內(nèi)數(shù)據(jù)采集、控制調(diào)節(jié)、系統(tǒng)報警、通過接口模塊和通訊系統(tǒng)將檢測的數(shù)據(jù)傳送到熱網(wǎng)控制中心上位機等功能。熱網(wǎng)控制中心主要任務(wù)是負責(zé)供熱系統(tǒng)的節(jié)能運行，集中體現(xiàn)為：①全熱網(wǎng)熱力平衡管理，包括對一次網(wǎng)的平衡管理和二次網(wǎng)的平衡管理。②基于熱力平衡的熱網(wǎng)，熱源供熱量合理并跟隨氣象預(yù)報進行科學(xué)預(yù)測和規(guī)劃。實現(xiàn)跟隨環(huán)境溫度變化執(zhí)行科學(xué)供熱運行，從而達到經(jīng)濟運行的目的。

3供熱管網(wǎng)自動化系統(tǒng)原理和組成

3.1供熱網(wǎng)自動化系統(tǒng)的5大功能。①及時檢測參數(shù)，了解系統(tǒng)工況，做到“居調(diào)度室而知全局”。②均勻調(diào)節(jié)流量，消除冷熱不均，消除水力工況失調(diào)，不能單靠系統(tǒng)投運前的一次性初調(diào)節(jié)，在系統(tǒng)運行過程中，經(jīng)常的流量均勻調(diào)節(jié)是必不可少的。除電動自力式調(diào)節(jié)閥外，其它手動調(diào)節(jié)閥將無能為力。③合理匹配工況，保證按需供熱。自動化系統(tǒng)可以通過軟件開發(fā)，配量供熱系統(tǒng)熱特性識別和工況優(yōu)化分析程序，根據(jù)前幾天供熱系統(tǒng)的實測供回水溫度、循環(huán)流量、室外溫度，以及歷年同期情況和氣象預(yù)報，預(yù)測當(dāng)天的最佳況匹配，進而對熱源和熱力網(wǎng)實行直接自動控制或運行指導(dǎo)。④及時診斷故障，確保安全運行。⑤健全運行檔案，實現(xiàn)量化管理。計算機系統(tǒng)可以建立各種信息數(shù)據(jù)庫，能夠?qū)\行進程的各種信息數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)需要打印運行日志。

3.2自動化系統(tǒng)的應(yīng)用。第一，中控室系統(tǒng)又稱管理級。有和熱源監(jiān)控系統(tǒng)全為一體的，也有單獨對外部供熱網(wǎng)實施監(jiān)控的，有和單位局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的，也有自成體系的。其硬件部分主要包括：工控機（上位機）、服務(wù)器、UPS電源、網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備等。第二，通訊系統(tǒng)又稱通訊級。實現(xiàn)遠程監(jiān)控的各種通訊手段，一般分為有線傳輸和無線傳輸兩大類型。第三，熱力站自控系統(tǒng)又稱自動級。由于換熱站的自控系統(tǒng)功能明確，監(jiān)測參數(shù)相對固定，所以，一般不再采用PLC系統(tǒng)，而是使用針對不同應(yīng)用要求而開發(fā)的換熱站專用控制器?？刂破鞯幕竟δ艹齾?shù)監(jiān)測、安全保護、數(shù)據(jù)遠傳外，主要就是通過控制一次側(cè)調(diào)節(jié)閥開度而改變一次側(cè)流量，從而達到控制二次側(cè)水溫的目的。根據(jù)應(yīng)用層次不同，大概可以分為3類。①簡單單回路控制器。在生活熱水系統(tǒng)中，換熱器二次側(cè)水溫要求相對穩(wěn)定，所以只安裝自力式溫控閥便可基本滿足要求。②氣候補償型控制器。根據(jù)室外溫度的變化而改變二次網(wǎng)的水溫，在保證室內(nèi)溫度合格的前提下，做到舒適、節(jié)能。這進行流量累積和熱量累積。同樣，二次網(wǎng)也可以如此。控制也是一種簡單的控制器，功能包括二次側(cè)供水溫度/供回水平均溫度控制，一次側(cè)回水最高溫度限制，也沒有更復(fù)雜的功能，但價格便宜，安裝使用方便，一次、二次回水溫度限制（DR）T，一次流量最高、最低限制，運行可靠，所以特別適合在小型機組上應(yīng)用，在無人值守站閥位最大、最小開度限制，二次側(cè)供、回壓差控制，二次側(cè)中也可使用。由于它沒有聯(lián)網(wǎng)功能，所以在大型的供熱網(wǎng)還需兼具監(jiān)回水定壓，手動/自動方式切換等功能。③標準換熱站控制器。為了適應(yīng)我國供熱化，熱網(wǎng)規(guī)模大，工況復(fù)雜，技術(shù)水平相對落后的情況，對二次供溫超高限保護及報警，二次供壓超高限保護及報警，二次回溫超低限保護及報警，泵變頻器運行保護及報警，熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)核心設(shè)備的換熱站控制器等都提出較高要求。

總之，隨著經(jīng)濟建設(shè)的推進、科技領(lǐng)域發(fā)展日新月異，人們對生活質(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題上，將自動化系統(tǒng)引入到供熱管網(wǎng)中，能夠進一步實現(xiàn)節(jié)能降耗，低碳環(huán)保，值得進一步推廣應(yīng)用。