電氣自動(dòng)化在供熱節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用

張鐘勝 高云

【摘 要】目前人們冬季進(jìn)行取暖的主要方式仍然是集中供暖，集中供暖過程中對(duì)于燃料和電及水等能源的消耗十分巨大，為了推動(dòng)供熱事業(yè)的蓬勃發(fā)展，提高供熱質(zhì)量和效率，就必須不斷提高相關(guān)技術(shù)水平。尤其是在當(dāng)前社會(huì)，節(jié)能減排已成為社會(huì)發(fā)展的主流趨勢(shì)，因此供熱行業(yè)也在積極響應(yīng)這一號(hào)召，在供熱過程中不斷加大對(duì)節(jié)能技術(shù)的研究和應(yīng)用，而電氣自動(dòng)化在供熱節(jié)能技術(shù)中的有效運(yùn)用，不僅能減輕供熱行業(yè)中工作人員的工作量和工作壓力，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的自主控制和調(diào)節(jié)，還能大大提高供熱效率及供熱質(zhì)量，從而有效滿足供熱用戶的采暖需求，同時(shí)減少供熱成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化；供熱節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用

1開展供熱節(jié)能的必要性

我們國(guó)家疆域遼闊，各個(gè)地方氣候類型是不一樣的，冬季東北地區(qū)、華北地區(qū)以西北地區(qū)溫度較低，給當(dāng)?shù)鼐用竦纳顜砹酥T多不便之處，在此形勢(shì)下采取集中供暖工作就顯得非常重要。但現(xiàn)階段集中供暖對(duì)能源的消耗是巨大的。最近幾年，隨需要集中供暖面積的逐漸擴(kuò)大，長(zhǎng)江以南的湖南、江西、浙江等地大眾迫切希望可以享受到政府的集中供暖，這樣一來，對(duì)能源的利用效率提出了越來越高的要求。另一方面，由于集中供暖能源消耗所造成的環(huán)境問題日益突出，加之大量的排放溫室氣體，使其海平面不斷上升，在很大程度上給諸多海島國(guó)家構(gòu)成了極大的威脅。故而，深入分析供暖技能技術(shù)，進(jìn)一步研究降低環(huán)境影響或是熱損失的方法，有利于更好地提升能源利用效率，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

2供熱系統(tǒng)能源浪費(fèi)原因

對(duì)于供熱系統(tǒng)能源浪費(fèi)的原因分析，主要是因?yàn)檫x型不合理導(dǎo)致電能浪費(fèi)。一些設(shè)計(jì)人員針對(duì)供熱系統(tǒng)能源應(yīng)用設(shè)計(jì)，墨守成規(guī)的設(shè)計(jì)方式，加上按照平時(shí)工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于具體的能源消耗等調(diào)查與分析不到位，導(dǎo)致資源浪費(fèi)現(xiàn)象非常嚴(yán)重。其次是技改措施不合理導(dǎo)致資源浪費(fèi)，一些企業(yè)技術(shù)人員，其供熱系統(tǒng)在運(yùn)行期間存在供熱問題，對(duì)于問題研究分析不到位，并沒有準(zhǔn)確尋找出出現(xiàn)問題的原因，單憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行問題處理，導(dǎo)致問題處理不及時(shí)、不到位，造成能源浪費(fèi)。加上在管理措施上制定與執(zhí)行不到位，造成水循環(huán)阻力增加，導(dǎo)致供熱系統(tǒng)能源浪費(fèi)。

3供熱系統(tǒng)應(yīng)用電氣自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)

（1）涉及面較廣，相對(duì)于其他的技術(shù)，電氣自動(dòng)化可應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。該技術(shù)可以結(jié)合供熱行業(yè)的特點(diǎn)針對(duì)性地應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)供熱的自動(dòng)化，減輕了人力負(fù)擔(dān)，促使工作人員有更多的時(shí)間完成其他工作，有利于提高供熱的效率，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的目標(biāo)。可見電氣自動(dòng)化具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。（2）安全性較強(qiáng)，各企業(yè)在生產(chǎn)過程中在各處安裝自動(dòng)化監(jiān)控裝置，監(jiān)管人員通過觀察監(jiān)控視頻，隨時(shí)查看供熱設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)不安全問題。此外，一旦出現(xiàn)故障就會(huì)自動(dòng)提醒，盡快找到故障點(diǎn)，落實(shí)相應(yīng)的措施加以解決，確保產(chǎn)品合格達(dá)標(biāo)，以免重新加工浪費(fèi)時(shí)間。

4電氣自動(dòng)化在供熱節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用

電子自動(dòng)化技術(shù)不斷發(fā)展，已經(jīng)在各行各業(yè)的應(yīng)用中取得了良好的效果。同時(shí)，電氣自動(dòng)化在工業(yè)行業(yè)也取得了巨大成就，供熱電氣自動(dòng)化的風(fēng)險(xiǎn)較低，技術(shù)應(yīng)用比較成熟，能夠節(jié)省大量的人力勞動(dòng)，解決供熱企業(yè)人員短缺的問題。并且，供熱電氣自動(dòng)化能夠在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確分析，簡(jiǎn)化人工管理工作。另外，供熱電氣自動(dòng)化能夠自動(dòng)控制溫度和熱量，減少資源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

4.1樓宇分時(shí)段供熱調(diào)控技術(shù)

伴隨人們對(duì)供熱質(zhì)量要求的日益增高，供暖公司推出精細(xì)化的服務(wù)是一種必然的趨勢(shì)。其中，分時(shí)段調(diào)控系統(tǒng)就是精細(xì)化服務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠有效地改善用熱時(shí)間段比較集中的樓棟供暖情況。具體來講，熱調(diào)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是在樓棟中，安裝了分時(shí)段自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，利用該自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，降低了對(duì)不必要能源的耗損，實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)樓棟的調(diào)控與管理。一般情況下，樓棟分時(shí)的調(diào)控系統(tǒng)包括集中控制箱、溫度變送器、監(jiān)控中心和電磁控制閥門四個(gè)組成部分。先在樓棟中安裝電磁調(diào)節(jié)閥和RS485熱量表調(diào)控系統(tǒng)，可以提前設(shè)置每棟樓的運(yùn)行模式，與此同時(shí)，用內(nèi)部的現(xiàn)場(chǎng)控制器完成對(duì)熱量信息的收集。一旦發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)與預(yù)定的數(shù)據(jù)不符合，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，使之與預(yù)設(shè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)相一致。利用無線通信技術(shù)，可以把控制器獲得的數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心，完成對(duì)供熱用戶和中基站熱網(wǎng)數(shù)據(jù)的有效監(jiān)控。

4.2氣候補(bǔ)償供熱技術(shù)

氣候補(bǔ)償技術(shù)中的主要設(shè)備是氣候補(bǔ)償器，通過氣候補(bǔ)償器的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)供熱管網(wǎng)中的供水溫度的氣候補(bǔ)償功能。氣候補(bǔ)償器通常被安裝在熱力中繼站或鍋爐房中，然后供熱用戶就可提前進(jìn)行對(duì)供熱溫度的預(yù)設(shè)，可根據(jù)個(gè)人需要對(duì)不同時(shí)間段設(shè)置不同的供熱溫度。如果由于室外溫度變化導(dǎo)致供暖系統(tǒng)中的回水溫度發(fā)生變動(dòng)，此時(shí)氣候補(bǔ)償器就會(huì)自動(dòng)開始對(duì)供暖系統(tǒng)中的供水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，氣候補(bǔ)償器調(diào)節(jié)供水溫度的依據(jù)就是供熱用戶提前設(shè)置好的溫度曲線。另一方面，安裝室內(nèi)的溫度傳感器能及時(shí)發(fā)現(xiàn)室內(nèi)溫度的變化，然后對(duì)供水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，完成對(duì)于室溫的補(bǔ)償。

4.3分層管控供熱管網(wǎng)

熱量的第三級(jí)網(wǎng)絡(luò)是安裝于供熱中繼站的PLC，利用房卡及路由器，完成PLC與上一級(jí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的連接。由于各個(gè)監(jiān)控分站之間是相互獨(dú)立的，每一個(gè)監(jiān)控分站的運(yùn)行不受其他分站的影響，并且，不同的監(jiān)控分站可以互相訪問?？偟膩砜矗嵴{(diào)控中心網(wǎng)絡(luò)是三級(jí)管理網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的最高層，屬于生產(chǎn)網(wǎng)和管理網(wǎng)雙網(wǎng)接入，各項(xiàng)信息均可查詢。其中，服務(wù)器中裝有兩個(gè)網(wǎng)卡，一個(gè)用于連接數(shù)據(jù)庫，另一個(gè)用于發(fā)布操作指令。對(duì)供熱調(diào)控中心內(nèi)部的管理屬于一級(jí)管理，在每一個(gè)單獨(dú)的監(jiān)控分站搜集到的信息，都可通過調(diào)控中心閱覽。換言之，供熱管網(wǎng)的有關(guān)工作人員能實(shí)現(xiàn)對(duì)全管網(wǎng)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。通過供熱管網(wǎng)中的每一個(gè)監(jiān)控分站，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有信息的搜集。同時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了信息在監(jiān)控分站間的有效傳遞，完成了對(duì)各項(xiàng)供熱數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，并根據(jù)用戶的供熱需求，完成對(duì)供熱的分配，實(shí)現(xiàn)了按需分配。分層管控供熱管網(wǎng)的二級(jí)管理核心為供熱調(diào)控中心下的監(jiān)控分站，其中，每一個(gè)監(jiān)控分站都要負(fù)責(zé)一個(gè)固定區(qū)域供熱以及中繼站的實(shí)際運(yùn)行。監(jiān)控分站的功能在于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)操作的管理和調(diào)整。監(jiān)控分站的這一功能實(shí)現(xiàn)了對(duì)供熱調(diào)控中心的補(bǔ)償，完成了供熱調(diào)控中心無法直接調(diào)控供熱設(shè)施的遺憾。從這個(gè)角度來看，監(jiān)控分站發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。由于供熱調(diào)控中心需要通過監(jiān)控站的轉(zhuǎn)發(fā)，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)熱量數(shù)值的分配，進(jìn)而到達(dá)供熱中繼站。監(jiān)控網(wǎng)站基于原有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)交換中心、熱力站、供熱調(diào)度中心以及監(jiān)控中心的及時(shí)通訊聯(lián)絡(luò)，保障了整個(gè)系統(tǒng)的完整性。另外，無線通訊技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶溫度參數(shù)的遠(yuǎn)程采集，這為用戶提供了大大的便利。監(jiān)控站的強(qiáng)大管理功能也實(shí)現(xiàn)了對(duì)采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析和管理，自動(dòng)根據(jù)采集的數(shù)據(jù)信息繪制溫度曲線，自動(dòng)生成水壓圖以及管網(wǎng)圖，自動(dòng)制作報(bào)表，另外，還具有一定的預(yù)警功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管理權(quán)限的合理分配。

5結(jié)語

電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)及設(shè)備在供熱系統(tǒng)中應(yīng)用，不僅能保證熱能的有效利用，提高相關(guān)能源的有效利用率，減少能源的浪費(fèi)現(xiàn)象，同時(shí)也能大幅減少供熱的成本費(fèi)用，使供熱效率大幅提高，減少需要的工作人員人數(shù)，提高工作效率。

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（作者單位：寶武集團(tuán)八一鋼鐵公司軋鋼廠 棒線分廠）