淺析集中供熱自動化系統的協調與控制

劉繼

摘要：隨著集中供熱系統融入到人們的日常生活，供熱系統在使用過程逐漸邁向成熟，而熱網控制自動化水平不斷提高。作為我國城市集中供熱系統中主要的自動化控制系統，熱網自動化控制系統的運用不僅提高熱網運行的平衡性和穩定性，同時能夠及時發現系統中的故障，有效地降低供熱系統的熱量消耗。因此文章重點就集中供熱自動化系統的協調與控制展開探討。

關鍵詞：集中供熱；自動化系統；協調；控制

中圖分類號：TU995 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2017）06—0152—01

引言

在倡導集約化、智能化城市建設的今天，城市集中供暖已成為生活、生產和建設的基礎性問題。要把握城市集中供暖的系統建設和系統設計重要環節，將成熟可靠的自動化技術應用在城市集中供暖系統設計中，將高新科技、自動化趨勢和嶄新理念融入城市集中供暖系統建設內，發揮自動化城市集中供暖系統對節能、環保、民生的優勢，全面提升城市集中供暖系統的效率意義深遠。

1城市集中供熱系統發展的概述

隨著城市建設規模擴大、住宅小區數量增多，生產與生活中對熱能的需求數量和范圍正在擴大，集中供熱已發展成為目前主要的供熱手段。目前，我國城市集中供熱系統尚處于發展階段，城市集中供熱系統提高能源利用率，在擴大城市集中供熱系統功能性上有著巨大的空間，特別是自控技術、網絡技術與計算機技術在城市集中供熱系統的應用普及，使城市集中供熱系統的自動化、智能化發展有了根本保障。當前，自控技術的發展呈現著高速度、大范圍的態勢，將自控技術完整而全面地應用在城市集中供熱系統中成為發展的主要趨勢。

2城市集中供熱系統的調控基本原理

從廣義的角度來看，熱網自動化控制系統主要由熱網中的熱力站及熱源廠兩個部分組成。熱網自動化控制系統能夠對全部熱力站進行實時控制和監測，其中既可以控制站內全部的一級管網回水電動閥門，同時還能通過中控室調控全部的熱力站及其網絡。熱網自動化控制系統的功能主要體現在以下幾個方面：（1）熱源廠中控室。熱源廠作用主要在于負責對全部熱力站內的所有儀器設施的使用情況進行遠程觀測，及時收集各熱力站的數據信息，通過詳細的研究及比對，以這些數據信息作為基礎，經由計算機分析后，從而得出正確的控制指令。然后遠程輸送、執行這些控制指令，有效地調節熱網系統，使其能夠安全、穩定的運轉。（2）各小區熱力站。一般每個小區熱力站閥門的控制及調節，都是根據預定溫度值進行的。此外，也可以通過直接執行上一次系統執行的指令，以管理和控制一級管網回水閥門。（3）通信系統。通信系統的功能主要負責傳輸及配置熱力站和中控室之間的有關數據。

3集中自動化供熱系統的協調與控制

熱網自動化控制系統的運行效率與熱力站調節控制能力的優劣有直接關系，若熱力站調節控制能力差，不僅會影響到熱網自動控制系統的運行，甚至還會影響到整個集中供熱系統的運行。當前，我國城市集中供熱系統大多數都是建立在保證熱力站調節控制能力的基礎上，因而才能實現所有二級管網供、回水平均溫度的統一，從而使用戶室內溫度的基本保持一致。這種形式一般稱為均勻性供熱調節。均勻性供熱調節模式的運用能夠在很大程度上降低能源的消耗，提高能源的利用率，在減少能源使用量的同時，還能大大地提高供熱效果。

同時，為了使均勻性供熱調節模式發揮更高的效率，搭配使用全網平衡控制和組態兩款軟件，使均勻性供熱調節在現代城市集中供熱系統中的應用起到事半功倍的效果。

中控室內的上位機一般選擇工控機，主要以穩定性高、適應性強、質量優異為主，具有一定的控制能力。同時，工控機不但需要配置組態軟件，還需配有全網平衡控制軟件，兩款軟件協調配合使用，效果極佳。相關技術人員只要通過組態軟件采集各個熱力站的實時畫面，就能收集到二級管網供、回水溫度、一級管網電動閥門的反饋值，以及熱源的溫度、壓力、流量等參數。再通過配置文件輸入熱網的其它信息，以備全網平衡軟件使用。全網平衡軟件根據獲得的參數信息，采用一定的控制算法，得到各個熱力站供、回水平均溫度設定值。組態軟件在實際使用過程中，會根據各個熱力站二級管網供、回水的平均溫度設定值，控制一級管網電動閥門的動作，從而減小熱網的水平失調度，達到均勻供熱的目的。

城市集中供熱系統中的熱力站自動控制系統屬于基本的組成之一，供熱系統的供熱強弱與熱力站自動控制系統的運行效果有直接關系。而自動控制系統的構成主要包括：①測量儀器。主要有一、二級管網供回水溫度變送器、壓力變送器，二級管網補水管流量計、一級管網回水流量計，軟化水箱液位計等。②熱力站自動控制器。一般考慮技術方面，采用最為先進的自動控制器，在我國熱網自動控制系統中均有配置。③熱力站內的運行設備。主要由變頻器、二級管網補水泵、循環泵、一級管網回水調節閥、電磁閥、加壓水泵等組成。④通訊設備。目前自動控制系統常用通訊設備為ADSL通訊傳輸設備。

通訊系統是整個城市集中供熱系統的連接樞紐，主要負責來回傳輸熱力站與中控室的數據，以及時接受上層命令并處理實時數據。目前，通訊傳輸方式主要包括GP R S、ADSL、光纖等。根據供熱企業的具體位置、便利性、經濟成本等，選擇合適的通訊方式，以保證供熱效果。熱網系統的運行最為穩定，位于中控室內的上位機運行過程也相對穩定。因而進行熱網系統維護工作時，主要考慮關鍵設備的密封情況，保證其能夠穩定使用。

總之，隨著熱網的應用越來越廣泛，熱網規模不斷擴大，許多相關技術都需要進行更新，以滿足用戶的需求。熱網自動控制系統是現代先進技術的體現形式，隨著人們的生活水平和質量的提高，對于供熱需求將不斷增加，因此，必須加強熱網控制自動化的研究，解決自動化過程的問題，改善供熱系統的設計，為人們提供更加優質的供熱服務。