供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化控制與節(jié)能降耗

徐嘉偉 秦皇島市熱力有限責(zé)任公司

供熱系統(tǒng)在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用越來越多，為了提高供熱系統(tǒng)的性能，供熱系統(tǒng)自動(dòng)控制是實(shí)現(xiàn)節(jié)能和降低供熱系統(tǒng)能耗的一種非常有效的措施和手段。

一、供熱系統(tǒng)中的分散控制系統(tǒng)分析

1.分散式控制系統(tǒng)（DCS）分析。分散控制系統(tǒng)（DCS）作為一種先進(jìn)的控制系統(tǒng)，基本上是一種計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制裝置，采用了計(jì)算機(jī)、通信和控制等各種技術(shù)。其主要任務(wù)是現(xiàn)場(chǎng)采集信號(hào)、邏輯聯(lián)鎖等DCS控制系統(tǒng)主要由兩個(gè)操作員站和一個(gè)工程師站組成。鍋爐的公共部分和主要檢測(cè)點(diǎn)也配備了應(yīng)急儀器和手動(dòng)操作人員。測(cè)試系統(tǒng)和驗(yàn)證設(shè)備時(shí)，請(qǐng)確保鍋爐正常工作。此外，DCS 控制系統(tǒng)采取了若干可靠性措施。兩個(gè)操作站都使用穩(wěn)定的工業(yè)控制機(jī)器，設(shè)計(jì)為冗馀。如果兩個(gè)操作站中的任何一個(gè)出現(xiàn)故障，鍋爐的運(yùn)行不會(huì)受到影響。介紹DCS 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)。圖1 顯示DCS 控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。DCS 控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：①高性能、高可靠性，能夠保證計(jì)算機(jī)獨(dú)立運(yùn)行；②操作簡(jiǎn)單，能保證加熱效果；③系統(tǒng)安全性強(qiáng)；④充分利用數(shù)據(jù)信息確保系統(tǒng)科學(xué)節(jié)能；⑤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不僅易于開發(fā)，而且易于維護(hù)；⑥系統(tǒng)兼容性可與計(jì)算機(jī)和通用儀表結(jié)合使用。

圖1 DCS控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

二、供熱系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制的主要措施

在供熱系統(tǒng)自動(dòng)控制過程中，有關(guān)人員應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際要求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效調(diào)整，操作過程如下：

1.硬件和軟件控制：將分散控制系統(tǒng)安裝在供熱系統(tǒng)中，使系統(tǒng)正常運(yùn)行，并控制系統(tǒng)外部。例如，通過分散控制系統(tǒng)的顯示功能，相關(guān)人員可以很好地控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，便于人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行故障排除和開發(fā)。使用硬件和軟件控制加熱系統(tǒng)時(shí)，需要在硬件和軟件系統(tǒng)中安裝溫度測(cè)量設(shè)備和相應(yīng)的紅外設(shè)備，以確保設(shè)備按照系統(tǒng)的具體說明運(yùn)行，并且散射控制系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)際運(yùn)行的電氣設(shè)備和裝置的運(yùn)行程序有效地記錄數(shù)據(jù)，為系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備的實(shí)際溫度提供基礎(chǔ)，以監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)系統(tǒng)與測(cè)量設(shè)備之間的協(xié)調(diào)此外，當(dāng)供熱系統(tǒng)有效運(yùn)行時(shí)，應(yīng)使用溫度測(cè)量裝置顯示的信息，合理控制不同時(shí)期的溫度。鍋爐輸出的實(shí)際水溫由計(jì)算機(jī)管理，確保加熱系統(tǒng)的實(shí)際溫度符合標(biāo)準(zhǔn)要求，提高加熱系統(tǒng)的連續(xù)性。

2.能管理模式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。由于供熱控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、熱容性大、風(fēng)險(xiǎn)高，在一定程度上影響了控制效果。實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)自動(dòng)控制，需要在供熱系統(tǒng)中建立智能化運(yùn)行環(huán)境，與供熱系統(tǒng)和分散控制系統(tǒng)有效合作，并根據(jù)操作人員的實(shí)際運(yùn)行情況有效解決供熱系統(tǒng)問題。

3.集中控制：集中控制是智能控制的關(guān)鍵基礎(chǔ)之一。為了進(jìn)行集中控制，供熱系統(tǒng)應(yīng)充分發(fā)揮中央控制室的作用，完善供熱控制系統(tǒng)。一旦系統(tǒng)得到改進(jìn)，最重要的內(nèi)容就是對(duì)相應(yīng)的上級(jí)控制系統(tǒng)作出合理的調(diào)整，以改進(jìn)供熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能控制的目的。同時(shí)，工作人員還可以采取策略，提高供熱系統(tǒng)自管理承載的性能，促進(jìn)鍋爐燃燒控制的有效發(fā)展到智能控制。

三、供熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的方法

供熱系統(tǒng)人員應(yīng)對(duì)供熱系統(tǒng)設(shè)備的能耗進(jìn)行分析，找出供熱系統(tǒng)能耗高的原因。根據(jù)分析結(jié)構(gòu)，提出了相應(yīng)的降低供電系統(tǒng)能耗的方案。方案可分為幾個(gè)方面。

1.進(jìn)行鍋爐改進(jìn)。提高供熱系統(tǒng)和鍋爐的熱效率是評(píng)價(jià)供熱系統(tǒng)能耗的重要指標(biāo)，也是檢驗(yàn)供熱系統(tǒng)熱效率的重要參數(shù)。因此，供熱系統(tǒng)自動(dòng)控制后，對(duì)區(qū)域鍋爐房的改造，如燃煤供熱鍋爐設(shè)備的優(yōu)化，使供熱系統(tǒng)的熱效率達(dá)到80%。工作人員應(yīng)定期檢查鍋爐設(shè)備的長(zhǎng)期使用情況，確保設(shè)備不發(fā)生故障運(yùn)行。

2.改善系統(tǒng)輸送環(huán)境。在進(jìn)行傳熱的過程中，必須對(duì)供熱系統(tǒng)的熱效率進(jìn)行控制，這也是保證供熱系統(tǒng)傳熱效率的基本措施。系統(tǒng)正常運(yùn)行供暖時(shí)，工作人員必須保證熱網(wǎng)的熱效率始終在90%以上。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)之一，工作人員采用了直埋敷設(shè)管道的方法，因?yàn)檫@種方法不僅可以降低管道的能耗，同時(shí)也使供熱系統(tǒng)達(dá)到了節(jié)能降耗的基本目標(biāo)。

3.根據(jù)供熱系統(tǒng)的檢測(cè)結(jié)果，采用科學(xué)技術(shù)，熱網(wǎng)水力失調(diào)度是評(píng)價(jià)供熱系統(tǒng)流量分配的重要指標(biāo)。熱網(wǎng)水力失調(diào)度度為1；當(dāng)室內(nèi)溫度過高而不能產(chǎn)生熱波時(shí)，熱網(wǎng)水力失調(diào)度度小于1。因此，必須采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來控制供熱系統(tǒng)的運(yùn)行。這也是實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)節(jié)能降耗的重要前提。

根據(jù)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的具體管理理念，節(jié)能降耗是供熱企業(yè)的一項(xiàng)重要任務(wù)。供熱企業(yè)應(yīng)對(duì)原有供熱系統(tǒng)進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)，并及時(shí)調(diào)整可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行更多的優(yōu)化。同時(shí)，由于系統(tǒng)的直接操作者是人員，因此需要對(duì)人員進(jìn)行有效配置，建立科學(xué)的節(jié)能指標(biāo)，指導(dǎo)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中的自動(dòng)運(yùn)行。隨著時(shí)間的推移，供熱企業(yè)應(yīng)提高自身性能，改進(jìn)鍋爐設(shè)備，改善實(shí)際運(yùn)輸環(huán)境，有效利用先進(jìn)的科技手段實(shí)現(xiàn)節(jié)能，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。