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

文/丁一鳴 朝陽(yáng)城市供熱有限公司 遼寧朝陽(yáng) 122000

1、集中供熱的自動(dòng)控制系統(tǒng)

區(qū)域集中供熱可由以下幾部分組成：熱源、一次管網(wǎng)、換熱站、二次網(wǎng)，熱用戶等。現(xiàn)今，城市集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展十分迅速，有些城市中的換熱站數(shù)量較多，而要用電氣自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)集中供熱，一是要在各個(gè)換熱站裝置自動(dòng)化控制設(shè)備；二是要建立供熱系統(tǒng)自動(dòng)化控制總站，匯總與分析遠(yuǎn)程設(shè)備傳輸上來的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，從而根據(jù)實(shí)際的情況發(fā)出正確指令。

在自動(dòng)化集中供熱中有幾個(gè)不可缺少的性能。例如自動(dòng)控制與調(diào)度供熱負(fù)荷， 實(shí)時(shí)監(jiān)控供熱系統(tǒng)運(yùn)行的參數(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與保存，系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能發(fā)出報(bào)警提示， 以提醒操作運(yùn)行的人員能對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)而有效的處理。

2、自動(dòng)控制技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中的原理與方案

2.1 自動(dòng)化控制技術(shù)在換熱系統(tǒng)的原理

利用自動(dòng)化控制體系，在換熱站集中供熱的工作過程中，就是要在保證供熱成功的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)城市集中供熱同時(shí)，要發(fā)揮出最大熱量，付出最小成本。所以，在換熱的過程中，就須做到在電熱能的運(yùn)輸過程中，將熱能或電能的利用率取得最大化。基于節(jié)能理念的要求，需要對(duì)自動(dòng)控制集中供熱的過程制定出一套科學(xué)、合理、完整的自動(dòng)化控制體系，在供熱的過程中，還需充分考慮到自身供熱的難易程度，唯此才能考慮其具體的供熱對(duì)象，進(jìn)而為供熱的過程選取合適的自動(dòng)化控制儀器。在實(shí)際供熱的系統(tǒng)中，通過換熱站可以在兩者具有遞進(jìn)關(guān)系的用戶網(wǎng)中進(jìn)行熱能互換，最終將熱量運(yùn)輸?shù)接行枨蟮臏?zhǔn)確地點(diǎn)。一般在換熱站中的自動(dòng)化控制體系由 PLC、電器及其儀表、信息傳輸端口等組成。在供熱的同時(shí)，還需供熱工作人員實(shí)時(shí)記錄相關(guān)數(shù)值，確保集中供熱系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

2.2 自動(dòng)控制集中供熱的節(jié)能方案

要想均勻供熱且減少能耗不得不特別關(guān)注供熱系統(tǒng)的參數(shù)，將循環(huán)網(wǎng)的水平均溫度當(dāng)作供熱系統(tǒng)調(diào)控的目標(biāo)，同時(shí)控制每個(gè)熱力站使其二次循環(huán)網(wǎng)水的溫度相等。若想實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)需利用已有設(shè)備，如恰當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)每個(gè)熱力站加壓泵和調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)讓各每個(gè)熱力站間供熱均勻的目標(biāo)，因此可大大減少熱量不均現(xiàn)象的發(fā)生。即在普通用戶供熱溫度合適的基礎(chǔ)上也要讓過冷區(qū)域用戶滿意，由此降低能量損耗。由此可知，若使用均勻調(diào)控供熱措施，不僅能夠滿足基本供熱需求同樣可減少能耗。

3、自動(dòng)控制技術(shù)在集中供熱節(jié)能方面的具體應(yīng)用

3.1 對(duì)供熱水溫的調(diào)節(jié)

由計(jì)算供熱水溫的公式可得知，在一定時(shí)間與空間條件下并且忽略不定因素的影響，給用戶的供熱產(chǎn)生的溫度與當(dāng)時(shí)的室外存在特定的函數(shù)關(guān)系。盡管當(dāng)前所使用的供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化控制設(shè)施在一定程度上能夠管理供熱水溫，同時(shí)這種控制措施不僅容易而且穩(wěn)定，又具有控制周期短的特點(diǎn)。所以，就目前來說此調(diào)控措施大面積使用在當(dāng)前供熱系統(tǒng)中。但是，由于使用次數(shù)的提高，此調(diào)控措施產(chǎn)生的弊端也隨之而來，例如當(dāng)室外溫度一定時(shí)，若單位時(shí)間內(nèi)的水流量產(chǎn)生改變，會(huì)造成其供熱水溫也隨之產(chǎn)生變化。除此之外，供熱系統(tǒng)在給用戶帶來便利的同時(shí)也存在的弊端同樣不可忽略，比如時(shí)間上的滯后性與使用時(shí)的惰性。在對(duì)儀器正確設(shè)置的基礎(chǔ)上，還需尤其關(guān)注由于設(shè)備而引起的碰撞等不良現(xiàn)象的發(fā)生所造成的擬定數(shù)值出現(xiàn)意外跳躍的情況，這些會(huì)使得整個(gè)供熱體系的運(yùn)行出現(xiàn)故障。

3.2 如何控制供熱用戶的室外溫度

由熱力學(xué)定律可知，在特定的外界影響下，倘若忽略在輸送過程中的能量虧損， 那么輸送的熱量大致會(huì)和最終用戶得到的熱量等同。但是由于客觀因素的影響，上述結(jié)論在現(xiàn)實(shí)供熱系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)。通過長(zhǎng)時(shí)間的供熱與用熱觀察與總結(jié)，不難觀察到倘若想讓供熱量長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定在固定的數(shù)值上，就不得不認(rèn)真把監(jiān)控用戶的室內(nèi)外溫度對(duì)供熱量產(chǎn)生的影響落實(shí)到實(shí)處。所以在自動(dòng)化監(jiān)控環(huán)境下，應(yīng)該在如何掌控室外溫度造成的影響上下工夫，從而確保供熱的調(diào)控。比如，通過室外平均溫度和供水溫度一起管控實(shí)現(xiàn)通過分段替換水流量的辦法實(shí)施調(diào)控。

3.3 減少能耗

利用集中處理供熱熱能的手段，改善了水資源的管控力度，讓取暖需求根據(jù)自身所需取量，從而改進(jìn)對(duì)用戶供熱的隱患，消除自動(dòng)調(diào)節(jié)中的弊端。通過此種措施來減少人力、物力、資源的浪費(fèi)，使工作變得更為方便簡(jiǎn)單，同時(shí)又提高了工作效率，也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目的。同時(shí)，避免了工作中對(duì)水、電、人力等資源的浪費(fèi)。此外，可利用在換熱站中加入可變頻水泵的措施，從而通過水泵儀器發(fā)出的頻率來實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制的目標(biāo)，既增加調(diào)節(jié)范圍，又能持續(xù)保證需求的頻率，使集中供熱系統(tǒng)產(chǎn)生良好的運(yùn)行效能。

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

3.4.1 定壓差調(diào)節(jié)模式

定壓差調(diào)節(jié)模式主要是調(diào)節(jié)用戶網(wǎng)管道中的壓力差，通過變頻循環(huán)泵的旋轉(zhuǎn)對(duì)管口處所產(chǎn)生的壓力差控制在特定范圍。而供熱系統(tǒng)實(shí)際操作中，此調(diào)節(jié)模式的使用是非常方便快捷的，對(duì)自動(dòng)控制的集中供熱有十分重要的影響，從而較大程度上提高了資源的利用率。

3.4.2 分階段調(diào)節(jié)

在供熱的實(shí)際運(yùn)行中，應(yīng)根據(jù)不同溫度特征來實(shí)行適量的熱量運(yùn)輸。在實(shí)際供熱過程中，通常劃分成供熱初期、中期及酷寒三個(gè)時(shí)期，按照不同時(shí)期氣候的不同特征，通過循環(huán)水泵和特定水流量調(diào)節(jié)儀器相結(jié)合的手段對(duì)用戶實(shí)施集中供熱。這種分階段調(diào)節(jié)的特點(diǎn)有以下兩方面，一是可以確保極大滿足用戶的供熱需求；二是能夠有效緩解部分區(qū)域水、電資源的緊缺的情況。此外，用戶在實(shí)際使用的過程中，可能會(huì)出現(xiàn)供熱高峰期的擁堵現(xiàn)象。因而，在分階段調(diào)節(jié)供熱的過程中可以具體對(duì)供熱高峰期做出有效措施，比如對(duì)相關(guān)儀器儀表設(shè)定不同的時(shí)間段，盡可能的確保充足供應(yīng)用戶對(duì)熱能的需求。

結(jié)語(yǔ)：

自動(dòng)控制集中供熱系統(tǒng)整推動(dòng)整個(gè)企業(yè)的效益發(fā)展與管理水平的提高，較大程度的提高供熱的服務(wù)質(zhì)量，減少水、電、人力的浪費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)了集中供熱過程的節(jié)能目的，獲得了更加可觀的生產(chǎn)效益。但是系統(tǒng)還尚處于建立與完善過程中，還有很多技術(shù)問題等待解決，所以，還需要我們積極的工作，完善系統(tǒng)，使自動(dòng)控制系統(tǒng)可以持續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行，為社會(huì)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。