儀表與自動(dòng)化過程控制在集中供熱工程中的應(yīng)用

劉乃通 臨沂市新城熱力有限公司

儀表作為集中供熱工程建設(shè)當(dāng)中重要的檢測設(shè)備，其不僅起到檢測集中供熱工程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)的效果，而且具有反應(yīng)集中供熱控制程度的作用。在集中供熱工程當(dāng)中應(yīng)用儀表與自動(dòng)化過程控制手段，主要是探索儀表與自動(dòng)化控制技術(shù)的結(jié)合形式以及集中供熱工程建設(shè)內(nèi)容的自動(dòng)化過程控制手段，進(jìn)而推動(dòng)集中供熱的自動(dòng)化控制效果，在避免集中供熱資源浪費(fèi)的基礎(chǔ)上，提高集中供熱工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性，最終實(shí)現(xiàn)智能化的儀表應(yīng)用以及自動(dòng)化的集中供熱系統(tǒng)應(yīng)用。

一、自動(dòng)化過程控制的應(yīng)用

自動(dòng)化過程控制技術(shù)的應(yīng)用是現(xiàn)階段集中供熱工程的一個(gè)重要發(fā)展方向，其可以有效改變集中供熱工程當(dāng)中存在的供熱資源分布不均、供熱范圍廣、工程情況復(fù)雜以及設(shè)備控制方式滯后的現(xiàn)狀，進(jìn)而推動(dòng)集中供熱工程的穩(wěn)定、持久供熱，保障用戶需求。實(shí)際集中供熱工程當(dāng)中，自動(dòng)化過程控制的內(nèi)容包括了如下幾個(gè)角度：

（一）自動(dòng)化硬件設(shè)計(jì)

自動(dòng)化過程控制在集中供熱工程中的應(yīng)用，最直接的內(nèi)容就是改變集中供熱工程內(nèi)各硬件的結(jié)構(gòu)，使其具有自動(dòng)化過程控制功能，并通過接入整個(gè)集中供熱工程的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的方式，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一操控。自動(dòng)化硬件設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容就是對(duì)于PLC 控制柜的設(shè)定，通過安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門、流量儀表計(jì)、溫度和壓力變送器等設(shè)備的方法，以PLC 控制柜作為數(shù)據(jù)和信號(hào)的轉(zhuǎn)換中端，做到數(shù)據(jù)傳輸與控制。同時(shí)，提高PLC 控制柜的自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理能力，使其可以在進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的同時(shí)，完成指令的下達(dá)、數(shù)據(jù)顯示、調(diào)節(jié)閥開關(guān)以及人機(jī)對(duì)話等自動(dòng)控制功能。

（二）自動(dòng)化軟件設(shè)計(jì)

自動(dòng)化軟件設(shè)計(jì)指的是在集中供熱工程的調(diào)度室安裝一種全網(wǎng)平衡軟件，發(fā)揮其匯總、處理與反饋熱力站數(shù)據(jù)的作用，將熱力站供回水的均溫進(jìn)行加權(quán)算法，進(jìn)而得出調(diào)度室閥門的開關(guān)準(zhǔn)確角度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閥門開關(guān)的調(diào)節(jié)。

（三）自動(dòng)化調(diào)控設(shè)計(jì)

對(duì)于集中供熱工程的自動(dòng)化調(diào)控設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)集中供熱控制的基礎(chǔ)，其主要是豐富全網(wǎng)平衡軟件的功能來達(dá)到自動(dòng)化過程控制的效果。基于集中供熱工程所具有的滯后性、互通性特點(diǎn)，對(duì)于其中某一閥門的開關(guān)不會(huì)無法直接呈現(xiàn)對(duì)應(yīng)的調(diào)控效果，而且還可能影響到其他熱力站的運(yùn)行。而且，集中供熱工程的人力調(diào)節(jié)方式弊端較為明顯，進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)控設(shè)計(jì)可以有效改變這一不足。

全網(wǎng)平衡軟件的自動(dòng)化設(shè)計(jì)內(nèi)容包括了：（1）頻率上，要求每30min 進(jìn)行一次集中供熱系統(tǒng)的全網(wǎng)調(diào)閥；（2）調(diào)閥原則上，堅(jiān)持既不改變熱源供應(yīng)量，又逐步借助調(diào)閥靠近集中供熱目標(biāo)溫度的原則，實(shí)現(xiàn)集中供熱工程的供熱平衡；（3）自動(dòng)化控制，可以將集中供熱的溫度差控制在0.5℃內(nèi)，提高了溫度控制精度；（4）達(dá)到了自動(dòng)化調(diào)控的精度高、速度快、能耗低的目標(biāo)。

二、儀表的自動(dòng)化和智能化應(yīng)用

在集中供熱工程當(dāng)中，儀表主要起到計(jì)量的作用，其能夠有效反應(yīng)集中供熱系統(tǒng)中各設(shè)備以及熱力站的詳細(xì)數(shù)值，并為集中供熱系統(tǒng)的調(diào)控提供數(shù)據(jù)參考。推動(dòng)儀表的自動(dòng)化和智能化應(yīng)用，可以通過與集中供熱自動(dòng)化控制系統(tǒng)相銜接的手段，實(shí)現(xiàn)集中供熱工程儀表的性能改進(jìn)。應(yīng)用內(nèi)容如下：

（一）濕式除塵器的儀表

濕式除塵器當(dāng)中的儀表智能化設(shè)計(jì)，主要是針對(duì)濕式除塵器存在的液體液位變化不明顯的情況進(jìn)行智能化改造，通過增強(qiáng)壓力變送器設(shè)備的方法，使得儀表在與進(jìn)水管線相連接的同時(shí)，提高其對(duì)于液位變化和壓力信號(hào)的感知度，從而自動(dòng)生成濕式除塵器溢流槽的液位變化信號(hào)，并進(jìn)行調(diào)控。同時(shí)，儀表還可以將感知到的液位變化進(jìn)行及時(shí)反饋，作為濕式除塵器開關(guān)量的信號(hào)，按照參數(shù)設(shè)置控制自動(dòng)上水管的開關(guān)狀態(tài)，調(diào)節(jié)進(jìn)水管的補(bǔ)水流量值，從而達(dá)到自動(dòng)控制高低水位的效果。

（二）報(bào)警檢測系統(tǒng)的儀表

報(bào)警檢測系統(tǒng)的儀表設(shè)計(jì)，通常是由于集中供熱工程在冬季長時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行之后，會(huì)頻繁出現(xiàn)板鏈除渣機(jī)故障的情況，甚至有可能發(fā)生板鏈斷裂，進(jìn)而影響系統(tǒng)運(yùn)行。通過提高儀表的自動(dòng)化和智能化程度，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測，并在發(fā)生故障之前進(jìn)行預(yù)警，避免危險(xiǎn)發(fā)生。報(bào)警檢測系統(tǒng)的儀表設(shè)計(jì)，通常是在板鏈除渣機(jī)設(shè)備的機(jī)頭位置設(shè)置一個(gè)可以調(diào)節(jié)的電磁感應(yīng)式儀表傳感器，并于PLC 控制柜相連接；一旦金屬刮板靠近儀表傳感器，就會(huì)給報(bào)警系統(tǒng)傳輸信號(hào)，保障系統(tǒng)安全。

（三）自動(dòng)控制儀表

自動(dòng)控制儀表在集中供熱系統(tǒng)當(dāng)中的設(shè)計(jì)更加注重對(duì)鍋爐房設(shè)備的操作和控制效果，通過DCS 儀表控制系統(tǒng)，在鍋爐房公共部分實(shí)現(xiàn)熱工檢測、自動(dòng)調(diào)節(jié)以及熱力報(bào)警的功能設(shè)計(jì)。通過儀表測定各區(qū)域的參數(shù)變化數(shù)值，生成報(bào)表和數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢；并與系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定的參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，在超出預(yù)定參數(shù)時(shí)就會(huì)引發(fā)熱力報(bào)警，自動(dòng)停止鍋爐運(yùn)行。同時(shí)，并結(jié)合鍋爐出水口的溫度儀表反應(yīng)的數(shù)據(jù)變化，對(duì)比一天之內(nèi)不同時(shí)間段的室外溫度和水溫的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)鍋爐鼓風(fēng)量和轉(zhuǎn)速的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而保證集中供熱工程長久保持在相同溫度，做好資源的控制利用。

三、結(jié)束語

綜上所述，探索儀表與自動(dòng)化過程控制在集中供熱工程中的應(yīng)用，對(duì)于集中供熱工程開展、儀表設(shè)備的改進(jìn)以及自動(dòng)化過程控制系統(tǒng)的功能完善都具有重要意義。集中供熱工程作為一項(xiàng)重要的民生大計(jì)，其供熱效果也是千萬家庭的心系之處。推動(dòng)儀表的自動(dòng)化和智能化應(yīng)用，提高集中供熱工程的自動(dòng)化控制效果，還需要不斷進(jìn)行儀表設(shè)備的利用模式創(chuàng)新，持續(xù)推進(jìn)自動(dòng)化過程控制手段的應(yīng)用，最終呈現(xiàn)出最佳的集中供熱工程效果。