淺析換熱站供熱自動化控制系統(tǒng)

季飛

摘 要：換熱站是將一次管網(wǎng)提供的高溫?zé)崃窟M行二次轉(zhuǎn)換，進而供給終端用戶，以滿足用戶的基本生活需求。近年來，換熱站運行系統(tǒng)逐步實現(xiàn)了自動化管理，該系統(tǒng)不僅降低了能源消耗量，減少了環(huán)境污染，而且供熱效果較之過去相比，有了顯著提升。因此，本文將結(jié)合換熱站供熱自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢，圍繞自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與應(yīng)用方式展開論述。

關(guān)鍵詞：換熱站;供熱;自動化;控制系統(tǒng)

為了提升供暖質(zhì)量，減少資源能源浪費，熱力公司不斷提升自動化技術(shù)水平，優(yōu)化自動化控制系統(tǒng)的各方面性能，積極響應(yīng)國家關(guān)于“節(jié)能降耗、綠色環(huán)?！钡奶栒伲⑷〉昧穗A段性成果。借助于自動化控制系統(tǒng)實時監(jiān)控的功能，供熱全過程實現(xiàn)了透明化管理，尤其在溫度與熱量控制方面，實現(xiàn)了一次達標、一次通過的愿景，用戶滿意率呈現(xiàn)出逐年升高態(tài)勢。

一、換熱站供熱自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與工作原理

（一）結(jié)構(gòu)組成

換熱站供熱自動化控制系統(tǒng)主要包括：傳感器、測量儀表、執(zhí)行機構(gòu)、PLC、現(xiàn)場液位計以工控機等結(jié)構(gòu)組成。其中測量裝置主要對換熱站的運行狀態(tài)以及各項運行參數(shù)進行測量，測量參數(shù)涵蓋一次供溫溫度、二次供水溫度、二次供水流量、用戶暖氣溫度以及二次回水溫度等參數(shù)。執(zhí)行機構(gòu)對供暖鍋爐傳輸蒸汽管道的開關(guān)閥門進行有效控制。而PLC則是接收換熱站控制系統(tǒng)傳輸來的數(shù)據(jù)信息，并對其進行運算和處理，然后借助于I/O模塊，寫入自動運行控制程序，進而完成變頻器、電動調(diào)節(jié)閥以及補水泵的相關(guān)動作行為。現(xiàn)場液位計主要測量補水箱內(nèi)的液位高低，工控機則是有效監(jiān)測系統(tǒng)運行過程中的各項參數(shù)，如果發(fā)現(xiàn)運行異常，工控機的報警裝置會發(fā)出報警信號[1]。

換熱站的控制柜對循環(huán)水泵以及補水泵進行有效控制，運行模式包括手動、自動、工頻以及變頻。而保障換熱器正常運轉(zhuǎn)的獨立運行程序則存儲在PLC內(nèi)，在運行時，無需借助于上位機的監(jiān)控管理軟件。換熱站的中央控制室時時監(jiān)測出口位置的暖氣溫度，如果溫度不達標，可以及時進行智能化調(diào)整，使供暖溫度能夠滿足終端用戶需求。

（二）工作原理

從供暖鍋爐內(nèi)部出來的蒸汽借助于供熱管道傳輸?shù)綋Q熱站，在這傳輸過程中，蒸汽主要是由電動調(diào)節(jié)閥的自動開、關(guān)與手動閥門進行有效控制。當(dāng)蒸汽傳導(dǎo)到雙紋管換熱器中后，與管網(wǎng)中的冷水介質(zhì)發(fā)生熱交換反應(yīng)，使蒸汽溫度下降而成為液態(tài)的冷凝水，此時，冷凝水貯存到水箱中，在循環(huán)泵的作用下，冷凝水進入到供暖管道當(dāng)中。為了防止跑、冒、滴、漏情況的發(fā)生，補水泵及時發(fā)揮補給作用，使換熱器始終保持一定的壓力值，保證供熱系統(tǒng)運行既經(jīng)濟又穩(wěn)定。而供暖全過程完全在自動化控制系統(tǒng)中各個傳感器的控制之下，對全過程進行全方位監(jiān)控，以了解和掌握換熱站的實時工作狀況。但是，值得注意的是，熱量交換全程使用的是“軟水”，因為“軟水”當(dāng)中含有少量的或者不含鈣、鎂等化合物，這樣可以避免傳輸管網(wǎng)發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，而使管網(wǎng)發(fā)生堵死或者焊管事故，一旦發(fā)生類似的事故，就會給維修帶來諸多困擾，而且維修費用高，給熱力公司帶來巨大的經(jīng)濟損失。

二、換熱站供熱自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢分析

（一）節(jié)約成本，操作便捷

自動化控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用結(jié)束了過去人工操作的時代，節(jié)省了大量的人力資源，而且單位時間內(nèi)的工作效率得到大幅提升，為熱力公司節(jié)省了大量人力資本的投入。此外，自動化控制系統(tǒng)操作簡便，數(shù)據(jù)信息反饋速度快，系統(tǒng)終端操作人員能夠第一時間針對系統(tǒng)反饋的故障信息制訂科學(xué)、合理的檢修方案，為供熱系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行提供了精準的數(shù)據(jù)支撐。

（二）節(jié)能降耗，低碳環(huán)保

近年來，國家大力提倡節(jié)能降耗理念，而供熱自動化控制系統(tǒng)具有實時監(jiān)控的功能，能夠?qū)嵯到y(tǒng)的熱量與溫度進行實時精準調(diào)節(jié)，如果熱量過高，系統(tǒng)中的控制程序就會發(fā)生自動調(diào)節(jié)指令，使熱量與供熱溫度始終保持在標準區(qū)間內(nèi)。這樣，就有效避免了熱量散失，減少了資源浪費，提高了供熱控制的精確性。

三、換熱站供熱自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用方式

（一）數(shù)據(jù)信息的智能傳輸方式

供熱網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)信息量大，傳統(tǒng)的人工收集方式無法及時收集和整理有價值的數(shù)據(jù)信息，給后續(xù)工作帶來諸多負面影響。而供熱自動化控制系統(tǒng)采取智能化的數(shù)據(jù)信息傳輸方式，能夠第一時間收集到可利用的信息資源，數(shù)據(jù)精準、真實、可靠性高。比如系統(tǒng)中的數(shù)字溫度傳感器，在系統(tǒng)的顯示終端能夠清晰、直觀的觀看到準確的溫度值，而且結(jié)合傳感器靈敏度高、穩(wěn)定性高的特點，使數(shù)據(jù)信息具有較高的完整性[2]。此外，在數(shù)據(jù)傳輸過程中，必須借助于移動通訊網(wǎng)絡(luò)，這就使得數(shù)據(jù)傳輸具有即時性，工作人員獲取數(shù)據(jù)的時間間隔較短，對系統(tǒng)運行狀態(tài)實現(xiàn)可持續(xù)監(jiān)控，進而為提升供熱質(zhì)量提供了重要的數(shù)據(jù)信息支持。

（二）供熱控制系統(tǒng)的熱量調(diào)控方式

在換熱站的供熱自動化控制系統(tǒng)中，往往采取熱量調(diào)控的方式，對熱量值進行適時調(diào)整，這種調(diào)控方式規(guī)避了過去單一針對溫度進行調(diào)節(jié)的弊端。熱量控制系統(tǒng)能夠準確識別出每一個供熱系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，對實時數(shù)據(jù)進行有效監(jiān)測，根據(jù)外界氣候條件的變化，將熱量值調(diào)節(jié)到標準值，根據(jù)事先設(shè)定好的計算機程序，對系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)閥以及熱網(wǎng)內(nèi)泵進行控制，然后借助于二次網(wǎng)將熱量傳遞給終端用戶，進而完成整個供熱過程。

（三）遠程智能控制方式

換熱站的供熱自動化系統(tǒng)應(yīng)用了以太網(wǎng)以及現(xiàn)場總線控制等計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)打造的數(shù)據(jù)傳輸路徑，使終端工作人員能夠?qū)嵯到y(tǒng)的運行進行遠程操控。這種控制模式不但節(jié)省了大量人力資源，而且傳輸數(shù)據(jù)準確，操作方便快捷。當(dāng)工作人員進入到操作主界面后，在計算機的云存儲平臺上有一個專屬的管理員私有庫，用來存儲供熱系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)信息，工作人員只需要在人機交互界面上設(shè)置相對應(yīng)的參數(shù)，通過按鈕或按鍵的形式進行一鍵操作，然后通過計算機系統(tǒng)中的視頻模塊，了解供熱網(wǎng)絡(luò)的實時視頻信息，當(dāng)信息累積到峰值時，就會存儲到私有數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，如果想了解供熱系統(tǒng)的每一個時段的運行信息，可以在私有數(shù)據(jù)庫當(dāng)中隨時調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)，既省時又省力。換熱站遠程監(jiān)控系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

結(jié)束語：

供熱自動化控制系統(tǒng)是換熱站的關(guān)鍵運行設(shè)備，該系統(tǒng)節(jié)能降耗、操作靈活、節(jié)省成本的優(yōu)勢正逐步在實際運行當(dāng)中得到切實體現(xiàn)，不僅給熱力公司創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟效益與社會效益，而且標志著我國城市居民供熱系統(tǒng)的自動化技術(shù)水平已躍升到一個新的高度，同時，也積極推進了智能化時代的發(fā)展進程。

參考文獻：

[1]趙揚.談?chuàng)Q熱站供熱自動化控制系統(tǒng)[J].建筑？建材？裝飾，2017（6）：162.

[2]張路杰.換熱站自動化控制供熱系統(tǒng)的研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2018，8（16）：87-88.