自動(dòng)控制技術(shù)在集中供熱節(jié)能方面的應(yīng)用

何忍宏

（鄭州市熱力總公司，河南 鄭州 450000）

自動(dòng)控制技術(shù)在集中供熱節(jié)能方面的應(yīng)用

何忍宏

（鄭州市熱力總公司，河南 鄭州 450000）

在如今這個(gè)資源節(jié)約型的社會(huì)下，集中供熱已經(jīng)不再新鮮，得到了大家的一致推崇。在實(shí)際的集中供熱節(jié)能方面，其中自動(dòng)控制技術(shù)起到了至關(guān)重要的作用。本文旨在闡述自動(dòng)控制技術(shù)在集中供熱中的應(yīng)用。

自動(dòng)控制技術(shù)；集中供熱；節(jié)能；換熱站

社會(huì)在不斷進(jìn)步，新的方式方法正不斷地出現(xiàn)在大家面前，帶動(dòng)著科技的進(jìn)一步快速進(jìn)步與更好地突破。當(dāng)集中供熱節(jié)能的概念被提出后，得到了大家的一致認(rèn)同。現(xiàn)在的許多企業(yè)中都擁有著能夠供給一定數(shù)目用戶的換熱站，他們大多數(shù)都采用最先進(jìn)的供熱系統(tǒng)與供熱相關(guān)設(shè)備，經(jīng)過(guò)專業(yè)人士的操縱和管理，現(xiàn)在已經(jīng)可以做到真正意義上的無(wú)人操作，全面實(shí)現(xiàn)對(duì)供熱的自動(dòng)化控制。

1 換熱站自動(dòng)控制體系構(gòu)建原理

集中供熱的換熱站工作過(guò)程中，要想在確保能夠供熱成功的基礎(chǔ)上求得最小的成本，就必須做到對(duì)運(yùn)輸過(guò)程中熱能或者電能等利用率的最大化。基于這些要求，就需要制定出一套完整、合理的自動(dòng)控制體系，還需要有先進(jìn)適當(dāng)?shù)墓醿x器參與自動(dòng)控制過(guò)程。在實(shí)際的供熱過(guò)程中，要充分考慮自身供熱系統(tǒng)的難易程度以及具體的供熱對(duì)象，來(lái)挑選合適的自動(dòng)控制儀器。

2 換熱站自動(dòng)控制體系的構(gòu)成

在實(shí)際的供熱系統(tǒng)中，根據(jù)具體的供熱情況，可以采取合適的方式來(lái)對(duì)用戶進(jìn)行供熱。比如說(shuō)，可以通過(guò)換熱站對(duì)兩個(gè)具有遞進(jìn)關(guān)系的用戶網(wǎng)進(jìn)行熱能的互換，最終把熱量運(yùn)輸?shù)接行枰臏?zhǔn)確地點(diǎn)。一般的換熱站自動(dòng)控制體系是由PLC、電器極其儀表、信息傳輸口等構(gòu)成的。在供熱中，還需要工作人員記錄相關(guān)的數(shù)值，比如有溫度、壓力等常規(guī)數(shù)據(jù)的搜集以及對(duì)補(bǔ)水泵等數(shù)值的觀察記錄。

3 換熱站供熱的管控措施

3.1 對(duì)供熱用戶室外溫度的管控方式

從能量守恒定律來(lái)考慮，在外界環(huán)境一定的情況下，如果不計(jì)在輸運(yùn)過(guò)程中能力的損耗，那么輸出的熱能應(yīng)該與最終提供給用戶的熱量是相等的。然而，這種情形只是一個(gè)理想狀態(tài)，在實(shí)際過(guò)程中是不可能得到保證的。經(jīng)過(guò)對(duì)最終輸送到每個(gè)用戶的熱量的計(jì)算，可以發(fā)現(xiàn)如果想要使供熱量為一個(gè)特定的數(shù)值，就必須嚴(yán)格把控用戶的室外溫度對(duì)供熱量的影響作用。因此，在自動(dòng)控制體系中，需要在控制室外溫度上采取相應(yīng)的措施，例如可以采取室外溫度與供水溫度共同調(diào)節(jié)或者分段更換水流量的辦法。

3.2 對(duì)供熱水溫的調(diào)節(jié)措施

通過(guò)觀察供熱水溫的計(jì)算公式中，可以發(fā)現(xiàn)在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，用戶的室外平均溫度與供熱水溫存在著某種對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。對(duì)于現(xiàn)在供熱系統(tǒng)中采取的自動(dòng)化控制設(shè)施可以極大地控制供熱水溫，這種調(diào)控方式既簡(jiǎn)單，又穩(wěn)定，并且具有管控周期短的優(yōu)點(diǎn)。因此，這種調(diào)控方式廣泛地應(yīng)用于階段性的熱力站中。然而，隨著對(duì)其使用頻率的增加，這種調(diào)控方式也暴露出了很多的缺陷，比如在固定溫度的室外環(huán)境下，一旦單位時(shí)間內(nèi)的水流量發(fā)生變化，其供熱水溫就會(huì)立刻發(fā)生變化。此外，供熱體系給大家?guī)?lái)便利的同時(shí)也產(chǎn)生了一定的弊端，作為一個(gè)人為構(gòu)建的系統(tǒng)，其表現(xiàn)出較大的惰性，有時(shí)候甚至?xí)霈F(xiàn)時(shí)間上的滯后性。在對(duì)儀器正確設(shè)置的情況下，要特別注意水的單位流量，還要防止對(duì)儀器造成的碰撞等不良現(xiàn)象，使得已經(jīng)設(shè)定好的數(shù)值出現(xiàn)不必要的跳躍情況，對(duì)于這個(gè)供熱系統(tǒng)的工作是相當(dāng)不利的。

3.3 對(duì)單位時(shí)間內(nèi)的水流量的調(diào)節(jié)方式

在自動(dòng)供熱系統(tǒng)中單位時(shí)間內(nèi)水流量的控制對(duì)于體系正常的運(yùn)行是相當(dāng)重要和關(guān)鍵的，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究分析，發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)對(duì)調(diào)控過(guò)程進(jìn)行恰當(dāng)?shù)膭澐蛛A段來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水流量的調(diào)節(jié)。采用循環(huán)水泵不僅能夠確保輸送到用戶的水力狀況的合理化，而且可以盡量采取一對(duì)一或是一對(duì)多的把控形式。具體調(diào)節(jié)方式如下所述：

3.3.1 定壓差調(diào)節(jié)模式

顧名思義，這種調(diào)節(jié)模式是把用戶網(wǎng)管道的壓力差作為調(diào)控對(duì)象，再結(jié)合變頻循環(huán)水泵的旋轉(zhuǎn)作用下，使得管口的壓力差保持在特定的范圍內(nèi)。在具體的供熱系統(tǒng)中，這種調(diào)節(jié)模式的使用是相當(dāng)普遍而又便捷的。這樣就更加有利于自動(dòng)化的集中供熱，大大地提高了資源的利用率。

3.3.2 分階段改變單位時(shí)間內(nèi)的水流量

在具體的供熱過(guò)程中，需要結(jié)合不同的氣候特征來(lái)進(jìn)行適度的熱量輸運(yùn)。在實(shí)際的供熱條件下，一般可以劃分為供熱的初期、中期以及酷寒期這幾個(gè)時(shí)期。根據(jù)每個(gè)時(shí)期氣候不同的特征，采用循環(huán)水泵與指定的水流量調(diào)控儀器相結(jié)合的方式對(duì)用戶進(jìn)行供熱。這種針對(duì)具體不同的氣候特征供應(yīng)相應(yīng)的熱量的措施，一方面能夠保證用戶的供熱需求得到極大的滿足；另一方面還可以有效地緩解部分地區(qū)水、電等資源緊缺的現(xiàn)狀，是極其有利的一個(gè)供熱系統(tǒng)。在用戶的實(shí)際使用中，還會(huì)存在供熱高峰期的現(xiàn)象。那么，在如今的分階段供熱過(guò)程中，就充分考慮到了這一問題，可以對(duì)相關(guān)的儀器設(shè)置特殊的時(shí)間段，盡量保證用戶對(duì)熱能的充分需求量。

4 集中供熱的節(jié)能效果

4.1 能夠有效地降低單位熱能的損耗

通過(guò)對(duì)供熱熱能的集中處理措施，使得管網(wǎng)水資源的控制管理得到了很大的改觀，讓每家每戶能夠做到按需取量的要求，同時(shí)也極大地改變了用戶的供熱問題。與此同時(shí)，經(jīng)過(guò)對(duì)供熱體系中各個(gè)環(huán)節(jié)合理的規(guī)劃處理，使得以往由于非自動(dòng)調(diào)節(jié)出現(xiàn)的一系列弊端得到了極大的改善。如此一來(lái)，一方面減少了不必要的人力資源浪費(fèi)，讓工作變得更加簡(jiǎn)單易，于操作；另一方面，大大提高了工作效率，同時(shí)也在很大程度上避免了對(duì)水、電等資源的浪費(fèi)現(xiàn)象。

4.2 對(duì)單位用電的損耗有很好的緩解作用

由上可知，通過(guò)在換熱站加入對(duì)可變頻水泵的使用，使得水泵儀器的頻率實(shí)現(xiàn)了全面自動(dòng)化的效果，那么，及時(shí)對(duì)儀器的電壓及頻率的相應(yīng)改變，使得能量的損耗得到了很大的緩解。現(xiàn)在的變頻水泵已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，不僅僅是由于可調(diào)節(jié)的范圍比較廣，還因?yàn)樗軌虺掷m(xù)保有需要的頻率，同時(shí)還具備良好的運(yùn)行效能。此外，通過(guò)這種設(shè)計(jì)，一方面可以避免儀器因大功率運(yùn)行而導(dǎo)致?lián)p壞，極大的延長(zhǎng)了儀器的使用壽命；另一方面，由于變頻水泵的靈活性，當(dāng)用戶所需熱量較小時(shí)，可以通過(guò)改變電流的形式來(lái)較少熱量的不必要損失。

4.3 能夠極大地減少人工費(fèi)用

經(jīng)過(guò)在供熱系統(tǒng)中自動(dòng)控制技術(shù)的使用，不僅可以有效地降低對(duì)水、電等資源的浪費(fèi)，還能降低在這個(gè)過(guò)程中對(duì)人工等的費(fèi)用。如今的自動(dòng)控制儀器已經(jīng)完全可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作的終極目標(biāo)，再也不需要為了對(duì)儀器進(jìn)行檢測(cè)、調(diào)試等進(jìn)行專人的管理控制。這樣一來(lái)，不僅減少了大量的人力資源，也為國(guó)家節(jié)省了很大一筆費(fèi)用的支出，同時(shí)還可以達(dá)到節(jié)能的基本要求。

5 總結(jié)

綜上所述，隨著現(xiàn)代社會(huì)日新月異地不斷發(fā)展與更新，為了更加全面地實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的有效化以及合理化利用，集中供熱的方式被提出并很快得到了大家的廣泛認(rèn)可。根據(jù)綜上論述，可以知道自動(dòng)控制技術(shù)在其中占據(jù)著十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。不難看出，對(duì)于不同地區(qū)的供熱需求，自動(dòng)控制技術(shù)有著不同的體現(xiàn)與應(yīng)用。

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TK323

A

1671-0037（2014）03-65-1.5

何忍宏（1973.9-），女，本科，工程師，研究方向：熱力站自動(dòng)化控制，遠(yuǎn)程監(jiān)控。