自動(dòng)化控制系統(tǒng)在熱力站的應(yīng)用

李世澤

（太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司 山西太原 030001）

在我國的大多數(shù)熱力站中，失水率居高不下、熱損耗巨大、滲水、漏水等情況是常見的問題，并且大部分熱力站依舊未實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的控制工作，依舊采取人工調(diào)節(jié)、人工補(bǔ)水的作業(yè)方式，導(dǎo)致熱力站的運(yùn)行效率較低，同時(shí)存在較大的安全隱患，并且造成了能源的浪費(fèi)，因此，針對(duì)上述問題，本文主要針對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)在熱力站中的應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容展開了探討。

1 熱力站供熱系統(tǒng)簡述

熱力站存在的根本目的是為了實(shí)現(xiàn)熱量的傳遞，即將熱量從熱力站傳遞至用戶，其熱量傳遞途徑就是供熱系統(tǒng)，在供熱過程中，熱源提供的熱水依次流經(jīng)一次網(wǎng)和以此供水管道，并且在換熱器中和通過二次網(wǎng)進(jìn)入換熱器的水實(shí)現(xiàn)熱量交換，實(shí)現(xiàn)熱量交換之后，二次網(wǎng)中的水流被加熱并且送到用戶，供用戶進(jìn)行使用，而一次網(wǎng)中的水流則流回主管網(wǎng)，并且進(jìn)入熱源廠，從而實(shí)現(xiàn)熱量的反復(fù)交換，從而實(shí)現(xiàn)正常的供熱活動(dòng)，在熱力站運(yùn)行的過程中，換熱面積、管網(wǎng)流量以及熱力站控制效果是影響供熱效果的主要因素。

2 我國熱力站集中供熱現(xiàn)狀

熱力站的集中供熱活動(dòng)最早出現(xiàn)于19世紀(jì)的歐洲，進(jìn)入20世紀(jì)以來，部分發(fā)達(dá)國家通過對(duì)熱電廠和熱力站的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)供熱活動(dòng)的自動(dòng)化控制，而我國的集中供熱事業(yè)起步晚，經(jīng)驗(yàn)相對(duì)不足，同時(shí)技術(shù)也相對(duì)落后，因此，相比于國家先進(jìn)水平，我國的熱力站集中供熱活動(dòng)存在能耗高、熱量流失高、自動(dòng)化水平低的情況，并且存在失水率高的問題。

3 自動(dòng)化控制系統(tǒng)在熱力站中的應(yīng)用優(yōu)勢

在熱力站運(yùn)行的過程中，利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行集中供熱操作，可以實(shí)現(xiàn)高精度、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化控制，并且對(duì)不確定性因素進(jìn)行規(guī)避，即便出現(xiàn)故障問題，也在一定程度上排除人工違規(guī)的因素，從而為故障原因分析及故障處理工作提供方便，此外，由于采取自動(dòng)化控制方式，可以使得供熱設(shè)備的使用壽命得到有效延長，進(jìn)而提高自身的能源利用率。

相較于傳統(tǒng)的人工手動(dòng)操控，自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以有效降低人工操作的作業(yè)強(qiáng)度，同時(shí)降低供熱系統(tǒng)運(yùn)行的單位成本，在運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)的過程中，由于減少了人工作業(yè)的作業(yè)量，因此在一定程度上規(guī)避了人工操作出現(xiàn)失誤的風(fēng)險(xiǎn)。此外，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)集中供熱系統(tǒng)的全天候控制和全天候監(jiān)測，并且能夠在供熱系統(tǒng)出現(xiàn)問題的第一時(shí)間對(duì)故障部分進(jìn)行隔離，提高故障問題的解決效率。在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，系統(tǒng)本身可以對(duì)相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并且自動(dòng)選擇最優(yōu)的操作模式，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。此外，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用期間，可以降低操作人員的操作環(huán)境，并且可以由系統(tǒng)代替工作人員進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境進(jìn)行操作，從而對(duì)操作人員的人身安全形成一定保障，在運(yùn)用自動(dòng)化控制系統(tǒng)的過程中，系統(tǒng)本身通過參數(shù)優(yōu)化工作，可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)換熱和最優(yōu)供熱，從而有效降低失水率。

4 熱力站自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.1 二次供水溫度調(diào)節(jié)

結(jié)合熱力站所處地區(qū)的氣候條件和供熱對(duì)象來構(gòu)建自然時(shí)間、室外溫度與二次供水溫度間所存在的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在此基礎(chǔ)上自動(dòng)設(shè)定供水溫度，此時(shí)可以借助自動(dòng)化控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)二次供水的恒溫控制，如圖1所示。在進(jìn)行二次供水溫度調(diào)節(jié)過程中，可以通過檢測二次供熱系統(tǒng)的溫度的方式來得出最佳供水溫度，并通過對(duì)一次管網(wǎng)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，來確保二次供水溫度與設(shè)定值相近，以確保更好的滿足用戶需求。

4.2 循環(huán)泵控制

在熱力站運(yùn)行過程中，由二次回水溫度與水溫度設(shè)定值的差值來確定循環(huán)泵開啟的大小和多少，如果回水溫度設(shè)定值超過了二次回水溫度，則需要適當(dāng)?shù)奶嵘h(huán)泵的開啟量；反之則需要降低循環(huán)泵的開啟量。根據(jù)室外天氣來確定回水溫度設(shè)定值，如果低溫比較低時(shí)，應(yīng)適當(dāng)?shù)慕档突厮疁囟仍O(shè)定值，以確保更多的熱量能夠留在用戶里。

4.3 補(bǔ)水定壓控制

圖1 二次供水溫度控制回路

通過對(duì)內(nèi)部設(shè)定值與回水管網(wǎng)上壓變器反饋值進(jìn)行對(duì)比后，來調(diào)節(jié)輸出到補(bǔ)水泵電機(jī)的頻率，該過程需要確保水壓力維持在設(shè)定值范圍內(nèi)，以免由于管網(wǎng)出水壓力過大而誘發(fā)破裂。通過對(duì)補(bǔ)水定壓進(jìn)行控制，不僅可以降低因故障停機(jī)的頻率，而且還可以提高器件的使用壽命。

5 自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用策略分析

在自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，由于觀念因素、技術(shù)因素以及管理因素等方面的障礙，導(dǎo)致自動(dòng)化控制系統(tǒng)并沒有在熱力站的集中供熱活動(dòng)中獲得有效應(yīng)用。從觀念因素角度來看，部分領(lǐng)導(dǎo)班子局限于短期經(jīng)濟(jì)效益，而自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用需要較多的資金，部分領(lǐng)導(dǎo)人員對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢和應(yīng)用趨勢視而不見，導(dǎo)致自動(dòng)化控制系統(tǒng)難以得到有效應(yīng)用。從技術(shù)角度來看，部分熱力站并未對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行研究和充分應(yīng)用，雖然引入了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，但是存在不會(huì)用、用不好的情況，此外，熱力站內(nèi)部也缺乏專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行充分應(yīng)用。在管理方面，部分熱力站并未針對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用形成專業(yè)化的管理制度，并且在具體的管理過程中，存在管理權(quán)限不明確、管理標(biāo)準(zhǔn)不明確、管理責(zé)任不明確的情況，存在較為嚴(yán)重的管理問題，妨礙了自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢的發(fā)揮。

針對(duì)上述問題，熱力公司必須進(jìn)行相應(yīng)的改變，首先需要實(shí)現(xiàn)觀念上的轉(zhuǎn)變，認(rèn)識(shí)到熱力站的長期利益的重要性，從而在熱力站自身的發(fā)展規(guī)劃中更加傾向于長期經(jīng)濟(jì)效益，引進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并且通過合適的方式推動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用。在系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，有必要加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，結(jié)合熱力站自身的供熱條件加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用，并且可以引進(jìn)專業(yè)化的技術(shù)人員。此外，熱力站需要對(duì)站內(nèi)的工作人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，從而使其掌握專業(yè)化的系統(tǒng)控制方式，并且加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)的檢查和維修。從管理角度來看，熱力站本身需要立足于自身的供熱實(shí)際，建立健全相應(yīng)的管理機(jī)制，并且通過優(yōu)秀的管理機(jī)制推動(dòng)管理工作的有效開展，同時(shí)建立相應(yīng)的權(quán)責(zé)機(jī)制，明確管理權(quán)限、管理目標(biāo)和管理責(zé)任。

6 小結(jié)

通過本文的論述可以看出，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在熱力站中具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，因此，熱力站需要根據(jù)自身的實(shí)際供熱狀況，轉(zhuǎn)變觀念并推動(dòng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)及其技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)而建立健全相應(yīng)的管理機(jī)制和權(quán)責(zé)機(jī)制，通過多方面的措施，統(tǒng)籌全局、多管齊下，推動(dòng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用。