供熱監(jiān)控系統(tǒng)的組成原理及應(yīng)用策略探討

王冠一

（盤(pán)錦廣田建筑安裝工程有限公司，遼寧 盤(pán)錦 124000）

近年來(lái)，隨著供熱系統(tǒng)的完善，相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)也在逐步改善，當(dāng)前，我國(guó)在供熱監(jiān)控上，廣泛應(yīng)用集中供熱遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)，這種監(jiān)控系統(tǒng)以微機(jī)遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)為核心，具有測(cè)量精度高、監(jiān)控覆蓋面積大、操作簡(jiǎn)便、功能完善、可靠穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于集中供熱、換熱站等區(qū)域管網(wǎng)工況的全面監(jiān)測(cè)，獲取管網(wǎng)溫度、流量、熱量、壓力等參數(shù)，獲悉系統(tǒng)運(yùn)行情況，做出合理管控策略。

一、供熱監(jiān)控系統(tǒng)的組成及功能分析

（一）監(jiān)控中心

監(jiān)控中心是供熱監(jiān)控系統(tǒng)的中樞神經(jīng)，承擔(dān)著系統(tǒng)處理各類(lèi)數(shù)據(jù)，發(fā)出運(yùn)行指令，并控制系統(tǒng)運(yùn)行的職責(zé)。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，監(jiān)控中心由服務(wù)器、管理工作站兩部分組成，其中，服務(wù)器能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)控制器獲取的數(shù)據(jù)信息采集到一起，不斷更新數(shù)據(jù)庫(kù)，反映系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)況，處理分析相關(guān)數(shù)據(jù)，向現(xiàn)場(chǎng)控制器發(fā)送控制指令與參數(shù)設(shè)置指令，而操作員可以借助于管理工作站，獲取熱力站運(yùn)行數(shù)據(jù)，發(fā)出相應(yīng)的管控指令。

整體而言，監(jiān)控中心具有以下功能：1.數(shù)據(jù)采集、顯示及存儲(chǔ)。監(jiān)控中心的主要職責(zé)，就是采集各個(gè)熱力站的運(yùn)行工況信息，將運(yùn)行參數(shù)記錄下來(lái)，繪制出歷史曲線圖，基于溫度、壓力、流量、熱量等參數(shù)的重要程度及變化速度，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)更新，儲(chǔ)存歷史數(shù)據(jù)，定期分析，作為系統(tǒng)運(yùn)維管理的依據(jù)；2.水力、熱力工況及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析。基于熱網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)，系統(tǒng)可對(duì)各個(gè)熱力站及整個(gè)系統(tǒng)的失水量、能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，繪制出一次管網(wǎng)水壓圖，作為工作人員展開(kāi)系統(tǒng)運(yùn)行管理、巡檢工作的依據(jù)，在主機(jī)上，可以直接修改各個(gè)熱力站的運(yùn)行參數(shù)；3.故障診斷和報(bào)警功能。供熱監(jiān)控系統(tǒng)能夠全面監(jiān)控?zé)峋W(wǎng)、熱力站、通信系統(tǒng)的運(yùn)行情況，對(duì)比實(shí)際運(yùn)行參數(shù)與預(yù)設(shè)范圍，如有異常，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，報(bào)警信息會(huì)儲(chǔ)存至報(bào)警數(shù)據(jù)庫(kù)；4.自動(dòng)控制。通過(guò)對(duì)熱網(wǎng)的監(jiān)控，分析、處理相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，能夠掌握熱網(wǎng)運(yùn)行狀況，遠(yuǎn)程操控?zé)崃φ局斜玫膯⑼?、閥門(mén)開(kāi)關(guān)等，也可以修改熱力站的控制參數(shù)及曲線，再發(fā)送至熱力站現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)，讓管網(wǎng)依照修改后的參數(shù)自動(dòng)運(yùn)行，所有的控制指令，都是從人機(jī)交互界面發(fā)出的，并且根據(jù)控制對(duì)象等級(jí)采取不同的密碼保護(hù)措施，安全可靠，值得信賴(lài)。

（二）熱力站現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備

在各個(gè)熱力站中，都分布著熱力站現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備，圍繞現(xiàn)場(chǎng)控制器，系統(tǒng)組建了一、二次網(wǎng)多參數(shù)實(shí)時(shí)采集以及流量閉環(huán)控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，熱力站現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備能夠獨(dú)立運(yùn)行，控制上河北，也可以自動(dòng)執(zhí)行監(jiān)控中心的指令。熱力站現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的控制器為核心CPU 板和I/O 板卡，主要功能是實(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)峋W(wǎng)，并采集其運(yùn)行參數(shù)，具體包括一次管網(wǎng)供水與回水的壓力、溫度以及供熱量、供水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥位，和二次管網(wǎng)供水與回水壓力、溫度以及補(bǔ)水流量，監(jiān)控獲取室外溫度、水箱液位、變頻電機(jī)運(yùn)行頻率、泵和電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)。

基于提前設(shè)定的控制策略，熱力站現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備能夠根據(jù)氣象環(huán)境、負(fù)荷變化，自動(dòng)調(diào)控泵及調(diào)節(jié)閥，完全控制換熱機(jī)組乃至熱力站。在進(jìn)行二次管網(wǎng)供水溫度控制時(shí)，設(shè)備可根據(jù)室外溫度補(bǔ)償機(jī)制，確定二次管網(wǎng)供水溫度設(shè)定曲線，自動(dòng)調(diào)節(jié)一次管網(wǎng)供水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，確保二次管網(wǎng)供水溫度符合要求，而且能夠設(shè)定白天、夜間兩條曲線，以滿(mǎn)足用戶(hù)不同時(shí)間段的供熱需求。在二次管網(wǎng)供回水壓差調(diào)節(jié)時(shí)，可基于二次管網(wǎng)供回水壓差設(shè)定值，自主調(diào)控變頻循環(huán)泵轉(zhuǎn)速，穩(wěn)定壓差值，有效控制二次管網(wǎng)流量。

二、供熱監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用策略分析

供熱系統(tǒng)的兩個(gè)客觀規(guī)律，其一為環(huán)境氣溫的近似“周期變化規(guī)律”，從一天來(lái)說(shuō)，氣溫在不受冷暖氣流影響的情況下呈現(xiàn)出晝升夜降、循環(huán)變化的特征，而在120至180多天的取暖季中，氣溫逐漸下降，再逐漸轉(zhuǎn)暖，平穩(wěn)變化，日平均溫度變化大致低于1℃，每日氣溫差則約為10℃；其二為大型質(zhì)調(diào)供熱管網(wǎng)的“延時(shí)特性”，質(zhì)調(diào)節(jié)的溫度變化，由熱水從熱源傳遞至用戶(hù)時(shí)的流動(dòng)速度決定，熱網(wǎng)中熱水的流動(dòng)速度變化不大，傳輸距離基本決定了傳輸時(shí)間，其間會(huì)出現(xiàn)熱量損耗。

環(huán)境氣溫的“周期變化規(guī)律”決定了，系統(tǒng)供熱量應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度變化而變化，這樣才能夠在滿(mǎn)足用戶(hù)供熱需求的同時(shí)最大限度減少能源消耗，熱網(wǎng)供熱的“延時(shí)特性”決定了，必須采取動(dòng)態(tài)運(yùn)行的“周期熱量分析管理”方法，這樣才能夠科學(xué)控制熱網(wǎng)，讓熱網(wǎng)能夠基于環(huán)境溫度變化實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。在供熱監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，可以以可靠的熱量計(jì)算為基礎(chǔ)，測(cè)算出各個(gè)熱力站的一次網(wǎng)熱量和全部二次網(wǎng)熱量，再基于“周期供熱量”的平衡情況，調(diào)節(jié)各熱力站一次網(wǎng)以及二次網(wǎng)各環(huán)路，保證整個(gè)供熱區(qū)域的熱力平衡，確保供熱效果穩(wěn)定。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在供熱監(jiān)控系統(tǒng)的支持下，管理人員能夠獲取系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，及時(shí)檢測(cè)到系統(tǒng)中發(fā)生的故障，迅速排查出故障位置，有效應(yīng)對(duì)，根據(jù)所獲取的水力、熱力運(yùn)行工況，來(lái)分析、解決水力、熱力失調(diào)現(xiàn)象，保障了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，同時(shí)，系統(tǒng)可動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)用戶(hù)及環(huán)境溫度，調(diào)節(jié)供熱系統(tǒng)，根據(jù)室外溫度及室內(nèi)溫度，調(diào)節(jié)水溫及流量，在滿(mǎn)足客戶(hù)需求的同時(shí)，降低能源消耗，效益可觀。