程遠軍

摘 要：現(xiàn)如今，我國科學(xué)技術(shù)水平和社會經(jīng)濟水平顯著提升，在這樣的背景下，集中供熱系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛和普遍，集中供熱系統(tǒng)不斷改進，熱網(wǎng)電氣自動控制成為了集中供熱系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。對集中供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)實行電氣自動控制能有效優(yōu)化供熱服務(wù)，為用戶提供溫度均衡的熱量供應(yīng)，并達到節(jié)能減耗的效果。為此，對集中供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)電氣自動控制進行研究具有必要性。

關(guān)鍵詞：集中供熱系統(tǒng)；熱網(wǎng)；電氣自動控制

引言

伴隨著社會的快速發(fā)展，集中供熱系統(tǒng)融入到人們的日常生活中。目前，我國城市集中供熱已成為現(xiàn)代化城鎮(zhèn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，并取得了較大的進展。研究發(fā)現(xiàn)，在集中供熱系統(tǒng)中加入自動控制技術(shù)，尤其在熱網(wǎng)控制中加入自動化控制系統(tǒng)，可及時調(diào)整供熱系統(tǒng)，有效提升熱網(wǎng)運行的穩(wěn)定性以及平衡性，使得供熱更加均勻。據(jù)調(diào)研可知，現(xiàn)階段我國熱網(wǎng)控制自動化進展依然處于初級階段，對集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)電氣自動控制的相關(guān)問題研究，對我國供熱行業(yè)在自動化的發(fā)展道路上意義重大。

1 集中供熱控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀

集中供熱系統(tǒng)已經(jīng)具有上百年的使用歷史，在這百年的歲月中其不斷發(fā)展、改進，在人們的生活中發(fā)揮了越來越重要的作用。目前采用的集中供熱方式是熱電聯(lián)產(chǎn)，即將發(fā)電廠運營產(chǎn)生的余熱作為熱源，利用熱網(wǎng)將熱廠與用戶聯(lián)系起來，實現(xiàn)二者的熱量交換。這種集中供熱方式具有許多優(yōu)點，節(jié)約能源，減少碳排放，節(jié)省空間，改善城市環(huán)境。集中供熱系統(tǒng)良好的實用性使其被廣泛應(yīng)用在一些冬季十分寒冷的地區(qū)，尤其是我國的北方地區(qū)。集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展歷史并不短，但中國的集中供熱系統(tǒng)與國外相比起步較晚，這使得中國的供熱技術(shù)與他國相比較為落后。改革開放的春風(fēng)將國外的先進技術(shù)帶入了中國，我國的供熱技術(shù)及管理把握機遇，得到了快速的發(fā)展。多年的開發(fā)研究成就了現(xiàn)在中國的城市集中供熱控制系統(tǒng)。隨著城市化建設(shè)的不斷推進，城市集中供熱控制系統(tǒng)也不斷發(fā)展、改進，日趨完善，供熱系統(tǒng)的應(yīng)用范圍將不斷擴大。一些大型城市資源豐富、人口數(shù)量龐大，對供熱需求大，在需求的促進下以及資源條件的支持下，部分大型城市已經(jīng)開始采用多元化的供熱管理方式，切實提升供熱質(zhì)量，以便更好的滿足相關(guān)需求。盡管中國經(jīng)濟和科技的發(fā)展進步促使集中供熱技術(shù)也不斷進步，但其目前的整體技術(shù)水平與發(fā)達程度相比仍存在一定的距離。我國的集中供熱控制系統(tǒng)目前存在的問題主要有管理力度不夠，沒有建立、采用合理的運營模式，熱量分配不均衡，而且能量利用率低等，這些存在的問題使得供熱質(zhì)量受到影響，增加了供熱成本，同時還導(dǎo)致能源被浪費。為了促進集中供熱控制系統(tǒng)的進步、完善，必須探尋出科學(xué)有效的控制措施，解決這些問題。

2 供熱過程中熱網(wǎng)電氣自動化控制的應(yīng)用選擇

大多數(shù)供熱企業(yè)的熱網(wǎng)電氣自動化都選擇溫度控制的方式，而熱網(wǎng)供熱系統(tǒng)主要針對熱量指標(biāo)進行管理，僅僅采取溫度控制的方法會導(dǎo)致溫度控制周期較長、供熱系統(tǒng)震蕩等問題。在這種情況下，供熱行業(yè)出現(xiàn)了熱量控制的方法對熱網(wǎng)自動化進行控制。而在供熱過程中不同年代、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的建筑對供熱要求不同、熱負荷能力也不相同，熱量控制方法需要根據(jù)建筑熱征設(shè)置針對性的熱量控制標(biāo)準(zhǔn)。熱量控制與溫度控制相比能夠直接反應(yīng)建筑物的耗熱情況，調(diào)控供熱質(zhì)量，合理規(guī)劃供熱目標(biāo)和供熱指標(biāo)，降低供熱成本。

3 集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)電氣自動控制方案

3.1熱網(wǎng)電氣自動控制的主要設(shè)備

在運行正常的情況下，集中供熱系統(tǒng)的主要工作是調(diào)節(jié)熱網(wǎng)的熱力參數(shù)。一般來說，集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的熱力參數(shù)主要是運行壓力、熱網(wǎng)流量、溫度等等，電氣自動控制設(shè)備能實現(xiàn)對熱網(wǎng)熱力參數(shù)的有效控制。通常情況下，集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)電氣自動控制的主要設(shè)備包括變頻器、電動閥、傳感器等等。中央數(shù)據(jù)處理器是集中供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)自動控制的主要設(shè)備，要實現(xiàn)對熱網(wǎng)的自動控制，就必須實現(xiàn)對中央數(shù)據(jù)處理器的把控。中央數(shù)據(jù)處理器的主要特征是能及時對數(shù)據(jù)信息進行處理，并通過自身網(wǎng)絡(luò)端接口輸入、輸出數(shù)據(jù)信號，及時獲取熱網(wǎng)數(shù)據(jù)信息。電動調(diào)節(jié)閥是集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的主要電氣自動控制設(shè)備，具有調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用。熱網(wǎng)、壓力對電動調(diào)節(jié)閥的影響較小，為此在集中供熱系統(tǒng)中應(yīng)用電動調(diào)節(jié)閥能有效提升熱網(wǎng)的穩(wěn)定性。變頻器是改變泵類轉(zhuǎn)行方式的主要設(shè)備，變頻器的端口能自由輸入或輸出數(shù)據(jù)，變頻器還能隨時切換熱網(wǎng)電氣自動控制中的電機數(shù)據(jù)。同時，變頻器還能保護電壓、電線、電動機。最后，變頻器能保護電壓、線路和現(xiàn)場控制器。除上文中筆者提到的熱網(wǎng)電氣自動控制系統(tǒng)的設(shè)備外，熱網(wǎng)電氣設(shè)備的傳感器、現(xiàn)場控制器都能參與城市建設(shè)。電氣自動控制中的傳感器通常有流量統(tǒng)計器、壓力變送器、溫度傳感器等。

3.2供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)的電氣自動控制過程

1）中央控制室是供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)電氣自動控制的核心部分，其室內(nèi)上位機一般選擇質(zhì)量優(yōu)異的工控機。同時，工控機需要配置組態(tài)軟件和全網(wǎng)平衡控制軟件。相關(guān)技術(shù)人員通過組態(tài)軟件采集各個熱力站的實時畫面，收集熱源的溫度、壓力、流量等參數(shù)信息。全網(wǎng)平衡軟件則根據(jù)獲得的參數(shù)信息，采用一定的控制算法，通過組態(tài)網(wǎng)控制一次網(wǎng)電動閥門的動作，從而減小熱網(wǎng)的水平失調(diào)度。2）熱力站的調(diào)控能力對熱網(wǎng)自動控制系統(tǒng)運行效率至關(guān)重要。當(dāng)前，我國能實現(xiàn)二次網(wǎng)回水和供水平均溫度的統(tǒng)一，實現(xiàn)均勻性調(diào)節(jié)形式，主要建立在保證熱力站調(diào)節(jié)控制能力的基礎(chǔ)上。熱力站自動控制系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括測量儀器、熱力站自動控制器、熱力站內(nèi)的運行設(shè)備及通訊設(shè)備等。其中，測量儀器主要有供回水溫度、壓力變送器、水流量表等；自動控制器采用最為先進的自動控制器；運行設(shè)備主要有變頻器、水泵、循環(huán)泵、調(diào)節(jié)閥、電磁閥等；通訊設(shè)備主要為光纖寬帶通訊傳輸儀器。3）變頻器在熱網(wǎng)電氣自動控制過程中有著優(yōu)秀的調(diào)節(jié)作用。此調(diào)節(jié)作用主要體現(xiàn)在通過變頻器來實現(xiàn)對循環(huán)水泵的控制，具體調(diào)節(jié)過程如下：首先，中央控制器上的監(jiān)測裝置捕捉二次管網(wǎng)的壓力變化；其次，對接受到的數(shù)據(jù)進行分類、匯總、整理，并傳送到現(xiàn)場控制器中進行實施處理；第三，控制器根據(jù)上位機下發(fā)的程序向變頻器發(fā)出指令，變頻器接到控制信號后，進行水泵的頻率控制，進而使熱網(wǎng)得以高效、合理的運轉(zhuǎn)。

3.3供熱監(jiān)控系統(tǒng)

供熱監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循的原則主要是操作簡單明了，運行流暢，報警信號明顯、辨識度高。供熱監(jiān)控系統(tǒng)操作和界面應(yīng)盡量設(shè)計成簡單明了的形式，同時還需符合大部分人使用電腦的習(xí)慣，以便于操作人員的使用，減少操作人員學(xué)習(xí)壓力和學(xué)習(xí)實踐，降低學(xué)習(xí)成本。為了加快操作速度，監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具有運行流暢的性質(zhì)。此外，為了便于操作人員的操作和辨認(rèn)，在監(jiān)控系統(tǒng)中報警信號應(yīng)設(shè)置在明顯的位置，且具有較高的辨識度。

結(jié)語

集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動控制具有重要的現(xiàn)實意義，對熱網(wǎng)電氣自動控制進行研究分析有利于促進其電氣自動控制化的發(fā)展進步。要想推動熱網(wǎng)電氣自動控制的優(yōu)化，充分發(fā)揮熱網(wǎng)電氣自動控制的價值，就必須掌握電氣自動控制設(shè)備、控制流程及控制軟件。

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