全國平衡軟件在太原市（二電）集中供熱工程中的應用

張 真

（太原熱力公司第二供暖分公司，山西 太原 030001）

全國平衡軟件在太原市（二電）集中供熱工程中的應用

張 真

（太原熱力公司第二供暖分公司，山西 太原 030001）

我國城市集中供熱系統(tǒng)中，很多城市存在熱負荷不斷增大，相應熱源卻不夠，近端熱力站供熱溫度過高，熱能浪費嚴重，末端熱力站供熱效果差，甚至達不到基本供熱溫度。如何利用有限的熱資源來滿足日益擴大的熱需求，文章結合全網(wǎng)平衡軟件的使用，提高供熱效率，既能確保供暖質量，又能將能耗和成本降低，進而提高企業(yè)效益和社會聲譽。

全網(wǎng)平衡軟件；城市；集中供熱；節(jié)能

1 前言

近年來隨著城市化進程的加快，城市面積不斷擴大，供熱需求也不斷加大，隨之而來的是有限的熱資源與日益增大的熱需求之間的矛盾。因此從現(xiàn)行的供暖系統(tǒng)中深入挖掘，降低能耗，提高供熱效率勢在必行。在實際運行中，一次網(wǎng)的不平衡在城市集中供熱系統(tǒng)中始終是個難以解決的問題，由于熱網(wǎng)的不平衡，不但會影響到熱用戶的的供熱質量，還會造成極大的熱損失，為此太原市熱力公司第二供暖分公司早在2000年就建成了較為完善的集中供熱自控系統(tǒng)，通過全網(wǎng)平衡軟件及相關數(shù)據(jù)監(jiān)控軟件的運用，解決了一次網(wǎng)平衡調節(jié)難的問題，極大地提高了供熱質量，降低了熱損失。

2 熱網(wǎng)工程簡介

太原市集中供熱（二電）工程是第二熱電廠四、五、六期擴建工程的配套供熱項目，設計供熱能力698 MW，實際供熱面積1 300萬m2。工程于2000年10月完成一期建設項目并投運，自動化控制系統(tǒng)由清華同方股份有限公司承建。到目前為止，已安裝投運：中控室1座，操作員站14座（現(xiàn)減為12座），現(xiàn)場可控熱力站126座。

以往的一次網(wǎng)平衡調節(jié)為人工調節(jié)，通過人工對熱力站一次網(wǎng)上的閥門、流量計進行適時調節(jié)，一般經(jīng)過1個月左右的時間才能初步平衡，當熱力站流量發(fā)生改變時還需重新調節(jié)，伴隨著每年不斷擴網(wǎng)以及調節(jié)工作量逐年增大的同時調節(jié)難度也不斷提高，效果卻不盡人意。從2000年開始，該分公司采用全網(wǎng)平衡軟件配合自動化監(jiān)控系統(tǒng)進行熱網(wǎng)的調平工作，在幾個小時之內即可全網(wǎng)調平，經(jīng)10年左右的調試運行，基本實現(xiàn)了預定的控制能力。

3 全網(wǎng)平衡軟件的原理

在穩(wěn)定傳熱情況下，室內散熱器的散熱量等于建筑對外的傳熱量，在給定散熱器面積的條件下，散熱器的平均溫差是散熱器放熱量的單值函數(shù)。因此進行供暖系統(tǒng)的供熱調節(jié)，實質上就是調節(jié)散熱器的平均計算溫差，即調節(jié)供、回水的平均溫度，以滿足不同工況下散熱器的散熱量。

對于大型城市集中供熱系統(tǒng)，將熱力站的二次網(wǎng)供、回水平均溫度調節(jié)成一致，就可以使各處的室溫基本上保持一致，這種方法稱為“均勻性調節(jié)”，以上為全網(wǎng)平衡的原理。

4 全網(wǎng)平衡軟件的運用

4.1 自控系統(tǒng)的構成

由圖1可以看到全網(wǎng)平衡軟件在自控系統(tǒng)中的位置。

圖1 自控系統(tǒng)的構成

熱力站中的現(xiàn)場儀表（溫度傳感器、壓力傳感器）首先進行數(shù)據(jù)采樣，通過現(xiàn)場自控柜處理傳輸?shù)絋AC監(jiān)控軟件，而后該軟件將采樣數(shù)據(jù)匯總到全網(wǎng)平衡軟件，全網(wǎng)平衡軟件通過獲得的一次網(wǎng)電動調節(jié)閥的反饋值和設定值，及二次網(wǎng)供回水溫度、流量值，同時配合后臺配置文件，采用一定算法控制一次網(wǎng)電動調節(jié)閥的閥門開度，通過改變一次網(wǎng)流量來達到熱網(wǎng)平衡。

4.2 全網(wǎng)平衡軟件主界面及其功能

圖2為全網(wǎng)平衡軟件主界面，其中，菜單欄中包含報表、故障診斷、設備檢測、負荷計算、水壓圖、控制模式、排行榜、歷史曲線、生成臨時配置文件、系統(tǒng)維護、熱力站面積、通訊端口選項，其中控制模式為主要操作選項，單擊進入畫面，見圖2，其中可自動或手動設置全網(wǎng)目標溫度，當選定手動給定時，可對認為達到目標的允許值和手動給定全網(wǎng)目標溫度值進行輸入。

主畫面中包含本公司所轄供熱范圍操作員站，畫面下方為相自控柜采得，允許信息提示則顯示閥位是否在可控范圍。

圖2 全網(wǎng)平衡軟件主界面

圖3 全網(wǎng)平衡控制

圖4 3#操作員站

4.3 全網(wǎng)平衡軟件的調節(jié)過程

首先啟動TAC vista監(jiān)控軟件，待軟件正常運行，現(xiàn)場數(shù)據(jù)成功采樣后，啟動全網(wǎng)平衡軟件，軟件啟動分為初始化啟動和配置數(shù)據(jù)啟動，初始化啟動即無任何設定操作，配置數(shù)據(jù)啟動則包含前期人工設置好的設定溫度、閥門開度等。全網(wǎng)平衡軟件會每隔5 min（可設定）從TAC監(jiān)控軟件的數(shù)據(jù)庫、后臺配置文件及壓力分布計算控件中讀入現(xiàn)場采集的參數(shù)并進行運算，并得出全網(wǎng)的目標溫度及各站與目標溫度的對比值。對于二次網(wǎng)供、回水平均溫度比目標值低或高的熱力站，軟件會自動發(fā)出信號將該站的電動調節(jié)閥開度開大5%或減小5%，此過程通過TAC監(jiān)控軟件配合ADSL專線通訊網(wǎng)將信號實時傳送至各熱力站中的自控柜，而后自控柜通過控制器對現(xiàn)場電動調節(jié)閥進行操作調節(jié)，整個調節(jié)過程每隔25 min進行一次（調節(jié)周期可設置）。通過不斷地調節(jié)直到各熱力站的二次網(wǎng)供、回水平均溫度達到或接近其目標設定溫度，從而達到全網(wǎng)平衡。

在運行過程中，全網(wǎng)平衡軟件實時對電廠及各熱力站的溫度變化進行匯總，及時而又不間斷的動態(tài)調節(jié)現(xiàn)場的電動調節(jié)閥，從而使全網(wǎng)始終處于一個動態(tài)的平衡過程中，同時又實時將調節(jié)結果以排行榜的方式顯示出來，以供工作人員參考。

4.4 全網(wǎng)平衡調節(jié)中的注意事項

（1）在全網(wǎng)平衡調節(jié)過程中，由于計算機的數(shù)據(jù)計算時間極短，可以近似地認為，數(shù)百個熱力站同時接收到軟件發(fā)出的調閥指令，為了安全，建議調節(jié)閥盡量不要全開或全關，并最好在其最佳調節(jié)曲線范圍內進行調節(jié)，因此調閥區(qū)間取5%～95%。

（2）在全網(wǎng)平衡調節(jié)過程中，有時會有個別熱力站停電、新建熱力站自控系統(tǒng)未及時投運等情況，在此情況下，監(jiān)控數(shù)據(jù)不能及時匯總，必然會影響到全網(wǎng)平衡軟件的統(tǒng)籌運算，結果與實際會有偏差，因此，有時需要根據(jù)實際情況采用人工調節(jié)相配合的方式進行全網(wǎng)調節(jié)。

5 總結

應操作員站通訊狀態(tài)，深藍色表示通訊正常，紅色表示通訊故障，淺藍色表示通訊未投運。通訊欄下為自動計算全網(wǎng)目標溫度值和調閥時間。

單擊主畫面操作員站，可進入相應調閥控制畫面，見圖3。

畫面中包含相應操作員站所轄各熱力站站名，二次網(wǎng)網(wǎng)供、回水，平均溫度，其參數(shù)來源于TAC監(jiān)控軟件，每隔5 min采樣一次，本站目標溫度為軟件自動計算所得，權重值是根據(jù)熱力站實際運行情況、采暖建筑設計、熱源距離等情況對溫度進行的修正值。當手操器狀態(tài)為自動時，實際閥位和閥位設定值通過現(xiàn)場

近年來，本公司通過熱網(wǎng)自控化的改造，結合全網(wǎng)平衡調節(jié)軟件、TAC監(jiān)控軟件的使用，每年采暖季為公司節(jié)省了極大的人力、物力和時間，并且取得了很好的供暖效果。在實際運行中做到了節(jié)能降耗、安全生產(chǎn)，自控化、科學的熱網(wǎng)調節(jié)系統(tǒng)在建設節(jié)約型社會的大潮中發(fā)揮了積極的作用，為公司的長久發(fā)展奠定了堅實基礎。

[1] 清華同方，周大勇.“供熱調節(jié)技術”2006年08月.

[2] 清華同方.“熱網(wǎng)全網(wǎng)平衡軟件使用手冊”（第二版初稿）2006年08月.

Entire Net Balanced Software in Taiyuan（two electricity）in Central Heat Supply Project Application

Zhang Zhen

In our country city central heat supply system，many cities have the heat load to increase unceasingly，the corresponding heat source is actually insufficient，the near-end thermal energy station heating hyper pyrexia，the heat energy waste is serious，the terminal thermal energy station heating effect is bad，even cannot achieve the basic heating temperature.How to use the hot demand which the limited hot resources satisfy expand day by day，the article unifies the entire net balanced software’s use，raises the heating efficiency，both can guarantee the heating quality，lets the common people be enjoyable，the government felt relieved，and can the energy consumption and cost reduction，then enhances the performance of enterprises and the social prestige.

entire net balanced software；city；central heat supply；energy conservation

TU 996.3

A

1000-8136(2011)08-0023-02