分時分區(qū)供暖控制系統(tǒng)的應用

王翀（長江大學）

分時分區(qū)供暖控制系統(tǒng)的應用

王翀（長江大學）

針對現(xiàn)有的油田供暖系統(tǒng)不能根據(jù)環(huán)境變化及時調(diào)整供暖問題的現(xiàn)狀，依據(jù)油田供暖系統(tǒng)的運行特點，從供暖方式和日常管理兩個方面分析存在的問題。通過采用分時分區(qū)的供暖方式來控制辦公樓宇、工業(yè)廠房等室內(nèi)的溫度，以達到在整個供暖季大幅度節(jié)能、節(jié)電，提高能源利用率的目標，獲取更大的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。

油田供暖分時分區(qū)自動調(diào)控系統(tǒng)

供暖系統(tǒng)普遍根據(jù)室外溫度，憑借經(jīng)驗，通過整體調(diào)節(jié)鍋爐燃燒狀況的方法控制供暖；當室外溫度發(fā)生顯著變化后，很難在較短時間內(nèi)將水溫調(diào)整至理想溫度，故一般情況下，為了保證供暖室溫，供暖曲線始終高于規(guī)范值上限運行，造成能源浪費現(xiàn)象普遍，無法實現(xiàn)經(jīng)濟運行［1］。

熱用戶中的特殊群體主要指學校教學樓、廠房車間、車庫等。油田中心礦區(qū)共有較大的特殊采暖用戶67個，涉及供暖面積達6.9×104m2。這些熱用戶的特點是晚上和節(jié)假日無人或極少有人在室內(nèi)工作或?qū)W習，然而供暖量并未改變，因此造成能源浪費，存在著很大的節(jié)能空間，應采用分時分區(qū)供暖的方式［2］。

1　現(xiàn)狀

現(xiàn)行的供暖方式要實現(xiàn)分時分區(qū)供暖難度較大。主要存在以下問題：

1）由于原有部分管線閥門使用年限較長，腐蝕損壞現(xiàn)象嚴重，部分閥門已不能正常使用，需更換。

2）要實現(xiàn)分時分區(qū)供暖必須經(jīng)常調(diào)節(jié)閥門開關度，手動開關閥門，開關度全憑工人的經(jīng)驗，極易出錯，不能達到有效控制的目的。

3）人工調(diào)控閥門，無法保證及時性［3］。

4）當前，油田地區(qū)供暖方式還是采用傳統(tǒng)供回水用手動閘閥控制（圖1）。

圖1　傳統(tǒng)供暖方式

2　分時分區(qū)供暖控制系統(tǒng)

供暖公司對油田礦區(qū)采用分時分區(qū)供暖（即依據(jù)天氣狀況對油田礦區(qū)單位辦公樓、廠房和車庫，以及學校等特殊非民用供暖建筑物的供暖環(huán)境進行合理的調(diào)控）的方法，有效降低供暖曲線，達到節(jié)約煤耗、降低成本。分時分區(qū)控制技術就是針對熱用戶，在無人使用的時間段通過控制裝置適當降低室內(nèi)溫度，以避免能源浪費［4］。

2.1系統(tǒng)組成

分時分區(qū)供暖采用自動調(diào)控系統(tǒng)。分區(qū)供暖調(diào)控系統(tǒng)主要是由控制器、溫度變送器、電動調(diào)節(jié)閥及計算機遠程控制系統(tǒng)四部分組成（圖2）。

圖2　分區(qū)供暖調(diào)控系統(tǒng)

2.2控制原理

使用同一熱源的熱用戶在用熱時間上的差異，在供暖設施來、回水端加裝電動調(diào)節(jié)閥和溫度變送器，并設現(xiàn)場控制器進行調(diào)控；由現(xiàn)場控制器采集溫度傳感器測量的末端室溫，通過與控制器設定好的溫度比較來控制電動調(diào)節(jié)閥的開度。當檢測溫度低于設定溫度，控制器就控制電動閥加大開度；當檢測溫度高于設定溫度，控制器就控制電動閥減小開度，最終通過調(diào)節(jié)供水流量來控制室內(nèi)溫度。

溫度測量主要有：用戶局域熱網(wǎng)末端室內(nèi)溫度、供熱管路供水溫度、回水管路回水溫度。根據(jù)用戶的用熱時間存在明顯區(qū)分的實際情況，將現(xiàn)場檢測的熱水流量、室內(nèi)溫度、供水溫度、回水溫度、電動閥開度等信號送至控制器中，控制器將采集來的信號進行分析按照預設模式定時對電動調(diào)節(jié)閥進行開、關量的調(diào)節(jié)控制，以實現(xiàn)對供熱能量的實時調(diào)節(jié)。同時，利用無線傳輸系統(tǒng)將現(xiàn)場檢測和控制參數(shù)等信息傳輸至控制中心智能控制系統(tǒng)，控制中心可實時監(jiān)控各個分控點的供熱狀況，根據(jù)各個分時分區(qū)控制點供熱能耗變化及時調(diào)整供熱源鍋爐的運行。

3　現(xiàn)場應用及效果

以曙光四小教學樓和采油廠五、六區(qū)車庫為例，通過對常規(guī)供暖和分時分區(qū)供暖兩種方式能耗情況進行對比，見表1。

1）曙光四小教學樓面積10018m2，取建筑物供暖面積熱指標65W/m2，按現(xiàn)行供暖方法全年能耗計算以及采用分時供暖后能耗計算（對于學校特殊供暖的建筑物，分時供暖分為非寒假期間正常供暖和寒假期間的全天值班供暖兩部分，其中寒假期間定為30d。非寒假正常供暖期間，采取19：00—4：00共9h的10℃的非正常供暖，剩余15h的正常供暖的分時供暖方法。寒假期間采用5℃全天值班供暖），得出全年節(jié)能總量。

2）采油廠五、六區(qū)車庫面積1036m2，取建筑物供暖面積熱指標50W/m2，按現(xiàn)行供暖方法全年能耗計算以及采用分時供暖后能耗計算（根據(jù)車庫實際所需供暖情況，采取8：00—3：00共19h的10℃的非正常供暖，剩余5h的正常供暖的分時供暖方法），得出全年節(jié)能總量。

通過對比，分時供暖的方法是可以實施的，改造投入的安裝費用及各項成本在一個供暖期就可以實現(xiàn)收益。針對油田礦區(qū)供暖實際情況，單位廠房、車庫等可以采用分時供暖的采暖建筑設施占有很大比例，如果采用分時供暖，在節(jié)能、節(jié)省資源方面都有很大提高，同時又不影響其正常的采暖運行。

表1　分時分區(qū)供暖前后能耗情況對比

4　結論

分時分區(qū)供暖方式有效提高設備利用率，降低煤耗，節(jié)約能源，保持室溫，是一種科學合理的供暖方式。油田礦區(qū)企事業(yè)單位辦公樓、廠房和車庫以及學校供暖面積占據(jù)很大比例，采用分時分區(qū)供暖方式具有廣闊前景，有利于供暖公司穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

［1］馬強，朱延鵬，于廣剛.基于系統(tǒng)工程理論的油田節(jié)能管理模式探索與實踐［J］.石油石化節(jié)能，2014，4（10）：41-44.

［2］劉羽佳.論城市規(guī)劃設計如何體現(xiàn)環(huán)保節(jié)能［J］.石油石化節(jié)能，2014，4（5）：58-59.

［3］馬強，婁銀環(huán).淺談遼河油田高溫余熱利用［J］.石油工業(yè)技術監(jiān)督，2013，29（1）：58-60.

［4］佟松林.暖通節(jié)能措施淺析［J］.石油和化工節(jié)能，2015（1）：34-35.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.005.011

2015-03-03）

王翀，現(xiàn)就讀于長江大學（油氣儲運專業(yè)），E-mail：Wangd-lh@petrochina.com.cn，地址：湖北省荊州市南環(huán)路一號長江大學，434023。