自控技術在集中供熱工程中的應用

張 鶴

（中核新能核工業工程有限責任公司，山西 太原030012）

0 引言

我國當前正處于高速發展的關鍵時期，社會生產和人們的生活中都不斷有新技術在出現和應用，科學技術帶給了我們越來越大的進步和突破。在集中供熱被提出并應用后，節能技術也在不斷研究和創新，供熱系統中大部分應用的都是最先進的供熱系統和設備，同時在先進的管理系統下，很多的供熱系統基本上實現了自動化管理，未來自動化發展趨勢將更加明顯，下面對集中供熱工程中的自動控制技術進行簡要的分析。

1 集中供熱工程概述

1.1 集中供熱的基本理論

集中供熱是指以熱水或蒸汽作為熱媒，由一個或多個熱源通過熱網向城市、鎮或其中某些區域熱用戶供應熱能的方式。 集中供熱主要是在現代工業區、居民區等一定范圍內建立的來保障生產和生活的社會公益系統，屬于市政基礎設施建設，在保障工業生產和人們的生活上具有十分重要的地位。 集中供熱能夠實現更大范圍的統一供熱，有利于實現成本的降低和保障供熱效果，也有利于節能環保。

在我國各個地區，集中供熱還存在供熱形式上的不同，主要包括熱電聯產形式和小鍋爐房的形式，供熱媒介主要是上文提到的熱水或蒸汽。 以熱水為媒介的供熱系統利用的是熱水泵式的循環理論，而以蒸汽為媒介的供熱系統主要利用的是高壓蒸汽管道的循環理論。

1.2 熱源和熱媒

集中供熱工程中熱媒介大多是水，一般來說以質調節手段進行調節時能夠實現更好的經濟效益。理論上在供熱系統運行處于低位的熱負荷時，最有效也最節能的方式就是將高溫水作為熱媒介，使得汽輪機能夠最大程度在低壓條件下實現抽氣。集中供熱系統向生產熱負荷以及供暖提供熱能時，一般采用蒸汽式的熱媒。 以上所說的熱源和熱媒， 在實踐中要根據供熱需要以及實際情況進行綜合考量后選擇，除了需求外，還需要考慮技術和成本因素。 在實踐中很多的小型企業或者中型生產企業都會選擇蒸汽的集中供熱系統來實現集中供熱；對于大多數的室內供熱則多數選擇蒸汽和熱水聯合的集中供熱系統；對于大型生產企業則更多的選擇熱水式的集中供熱系統。

2 城市集中供熱系統工程中存在的問題

2.1 熱能浪費問題依然存在

在集中供熱系統下，熱能浪費問題依然存在主要是由于收費制度存在缺陷引起的， 當前我國供熱的收費標準是按照面積來收費的，包括企事業單位和居民的生活供熱，都是按照各自的使用面積和居住面積來計算的，由于單一的收費標準，對于使用熱能的老百姓而言，大多數就不會考慮節能，當冬日里供熱溫度過高，可能就會開窗散熱，甚至還有人從供熱管道中取水。 供熱系統對于這種行為又是無能為力的，無法通過有效的措施進行約束，包括居民外出時間也無法對其室內供熱進行調節，這就會產生很多的熱能浪費。 雖然大多數的城市和地區都是在采用集中供熱，但是在供熱方式上卻存在不同，有些地區的供熱系統還較為分散或者較為落后，有的在節能技術應用上還沒有相應的注重，都是產生熱能浪費的重要原因之一。

2.2 集中供熱工程中的設備和監控存在不足

集中供熱系統在我國實施已經有多年的歷史，時至今日，很多的集中供熱系統所使用的設備都已經出現了老化，在功能上也顯示出了明顯的不足，有的地區還存在供熱設備短缺和質量等問題，這就使得在供熱需求量逐漸增大的形勢下，出現了越來越多的供熱管道漏水問題。 同時，針對此類問題，供熱系統中還缺乏有效的監控措施，這就使得問題很難被發現，一旦出現事故也很難進行及時有效的處理。此外，還有用戶私自偷用供熱系統管道中的熱水，這樣也會給供熱管道造成嚴重的影響，時間長了難免會降低供熱管道的實際水力狀況，生銹腐蝕情況加劇，生銹被氧化后也會脫落到管道中，這樣又會形成堵塞，進一步損害供熱系統的正常運行。

3 集中供熱工程中的自控技術

自控技術在集中供熱工程中的應用主要是采用集散式的控制系統，將上位機、下位機、值班機、現場的各種儀表等組合到一起構成自動控制系統，自動控制系統能夠自動對供熱網和供熱設備運行進行全面實時的監測、管理和控制。 自控技術主要包括以下幾個方面：

3.1 上位機

上位機，又稱為中央管理計算機，通常上位機都在供熱的熱力企業生產調度部門進行管理，上位機需要與值班機、下位機等進行相連來實現遠程監控和控制，監測供熱系統中各類設備運行狀況，對運行參數進行顯示和分析，提供給熱力公司的管理者進行供熱系統的理解和掌握，從而為供熱系統完善提供依據。

3.2 值班機

值班機可以說是整個自控技術的核心，值班機的功能設定主要是實現供熱負荷的自動控制，對于運行中的每一臺鍋爐供熱負荷進行科學合理的分配和控制調節，同時值班機還能夠對除氧水位和溫度實現自動控制。 值班機是上位機和下位機之間進行遠程通信的橋梁。

3.3 下位機

下位機是根據鍋爐的數量進行配置的，每個鍋爐都配置一臺下位機，來根據值班機的負荷分配來控制鍋爐的熱負荷調節與控制，下位機還要對與其相連的鍋爐運行進行參數的監測和計算，同時將所監測到的信息傳遞給上位機。

自動控制技術在集中供熱工程中的應用是十分關鍵和重要的，自控技術需要長時間持續的對集中供熱系統進行控制，在實踐中自控技術的應用是從經濟成本、安全高效等多方面進行考慮后選擇的，今后還要進一步將自控技術進行研究改進，提高自控技術的可靠性和穩定性。第一，要使自控技術能夠適應更加多變復雜的環境，尤其是在惡劣環境中也要確保持續穩定的運行；第二，要在精度上、穩壓性和抗干擾能力上做出改進，從而有效改善供電環境；第三，利用自控技術實現集中供熱系統的自動恢復、自動啟動等功能，來實現供熱系統的真正智能化和無人值守。

4 結語

社會的迅猛發展使得對熱能的需求也將進一步加大， 在此形勢下，集中供熱也將進一步擴大范圍，作為市政建設的重要內容，集中供熱也要大規模建設起來，在集中供熱工程的建設發展中，自控技術對于實現節能和高效都是據喲至關重要的作用的，自控技術的應用也將成為集中供熱工程的主要發展方向，因此有必要對自控技術進行深入的研究，從而為高效的應用提高技術支持。

［1］靳偉斌.集中供熱節能技術措施研究[J].機電信息,2011(36).

［2］方向輝.供熱系統中自動控制設備故障的現場診斷及維修[J].中國新技術新產品,2010(12).