談集中供熱自動化系統在供熱管網中的應用

張金來 孫美華

摘 要：隨著人們環保意識的增強，各地都開展"藍天碧水工程"，集中供熱事業迅猛發展，管網規模不斷擴大；另一方面，隨著人們生活水平的提高，對供熱質量的需求也越來越高。這些，都使得技術進步和技術改造成為各熱力公司面臨的緊迫問題，粗放型的供熱方式必須向"高效、節能、舒適"的高技術型供熱方式轉變，因此，供熱管網自動化系統正是適應時代要求的產物。

關鍵詞：集中供熱；自動化系統；供熱管網；應用

1集中供熱管網系統優勢分析

1.1提高供暖質量，便捷服務居民。城市集中供熱管網系統可以通過系統自動設置溫度定時，不受外界室溫干擾，加熱到達系統設定的溫度時可以自行停止，充分保證居民室內良好的恒定溫度。優化設計后的管網系統運作具有間歇性，可以充分實現節約能源、降低供暖設備運行噪音，又因為供暖基地的設備離居民區較遠，所以不會對居民的日常休息和生活帶來干擾，充分實行了以人為本的觀念。

1.2提高環保行徑。城市供熱管網系統優化后具有集中性，有效地降低了對環境的污染和實現資源的節約。其中降低環境污染的具體措施是采用煙囪高低有序的設計理念，又因為集中供暖時燃料設備內容量較大，發電率進一步提高，從而充分降低能源的消耗。環保理念深入人心，因此作為建筑的基礎設施，施工人員更要將這一理念貫徹落實到行動中，科學合理分配資源的利用率。

1.3充分實現自動化。目前，城市集中供暖管網系統普遍采用自動化控制，可以大大降低工人的工作量，根據科學的配置通過感受室外溫度自行調整室內溫度，采用中央加熱設備提高設備運行的可靠性、減少故障發生率進而提高供暖質量。供暖系統集中性是節約資源和保護環境的又一重要舉措，也適應了城市現代化建設發展的趨勢和潮流。

2自動化系統的作用及位置

熱網控制系統設計采用PC+PLC模式，以此實現對整個熱網系統的集中管理、分散控制。系統主工控機設在熱網控制中心，主要負責采集過程數據，并提供操作指導、設備控制、故障診斷、報警信息、事件報告、數據處理、趨勢顯示。監測系統由1個熱網控制中心及若干個PLC遠程子站組成，負責各站內數據采集、控制調節、系統報警、通過接口模塊和通訊系統將檢測的數據傳送到熱網控制中心上位機等功能。熱網控制中心主要任務是負責供熱系統的節能運行，集中體現為：①全熱網熱力平衡管理，包括對一次網的平衡管理和二次網的平衡管理。②基于熱力平衡的熱網，熱源供熱量合理并跟隨氣象預報進行科學預測和規劃。實現跟隨環境溫度變化執行科學供熱運行，從而達到經濟運行的目的。

3供熱管網自動化系統原理和組成

3.1供熱網自動化系統的5大功能。①及時檢測參數，了解系統工況，做到“居調度室而知全局”。②均勻調節流量，消除冷熱不均，消除水力工況失調，不能單靠系統投運前的一次性初調節，在系統運行過程中，經常的流量均勻調節是必不可少的。除電動自力式調節閥外，其它手動調節閥將無能為力。③合理匹配工況，保證按需供熱。自動化系統可以通過軟件開發，配量供熱系統熱特性識別和工況優化分析程序，根據前幾天供熱系統的實測供回水溫度、循環流量、室外溫度，以及歷年同期情況和氣象預報，預測當天的最佳況匹配，進而對熱源和熱力網實行直接自動控制或運行指導。④及時診斷故障，確保安全運行。⑤健全運行檔案，實現量化管理。計算機系統可以建立各種信息數據庫，能夠對運行進程的各種信息數據進行分析，根據需要打印運行日志。

3.2自動化系統的應用。第一，中控室系統又稱管理級。有和熱源監控系統全為一體的，也有單獨對外部供熱網實施監控的，有和單位局域網聯網的，也有自成體系的。其硬件部分主要包括：工控機（上位機）、服務器、UPS電源、網絡通訊設備等。第二，通訊系統又稱通訊級。實現遠程監控的各種通訊手段，一般分為有線傳輸和無線傳輸兩大類型。第三，熱力站自控系統又稱自動級。由于換熱站的自控系統功能明確，監測參數相對固定，所以，一般不再采用PLC系統，而是使用針對不同應用要求而開發的換熱站專用控制器。控制器的基本功能除參數監測、安全保護、數據遠傳外，主要就是通過控制一次側調節閥開度而改變一次側流量，從而達到控制二次側水溫的目的。根據應用層次不同，大概可以分為3類。①簡單單回路控制器。在生活熱水系統中，換熱器二次側水溫要求相對穩定，所以只安裝自力式溫控閥便可基本滿足要求。②氣候補償型控制器。根據室外溫度的變化而改變二次網的水溫，在保證室內溫度合格的前提下，做到舒適、節能。這進行流量累積和熱量累積。同樣，二次網也可以如此。控制也是一種簡單的控制器，功能包括二次側供水溫度/供回水平均溫度控制，一次側回水最高溫度限制，也沒有更復雜的功能，但價格便宜，安裝使用方便，一次、二次回水溫度限制（DR）T，一次流量最高、最低限制，運行可靠，所以特別適合在小型機組上應用，在無人值守站閥位最大、最小開度限制，二次側供、回壓差控制，二次側中也可使用。由于它沒有聯網功能，所以在大型的供熱網還需兼具監回水定壓，手動/自動方式切換等功能。③標準換熱站控制器。為了適應我國供熱化，熱網規模大，工況復雜，技術水平相對落后的情況，對二次供溫超高限保護及報警，二次供壓超高限保護及報警，二次回溫超低限保護及報警，泵變頻器運行保護及報警，熱網監控系統核心設備的換熱站控制器等都提出較高要求。

總之，隨著經濟建設的推進、科技領域發展日新月異，人們對生活質量的需求和生活基本因素的保障也不斷提高。現在越來越多的人都將目光聚集在供熱系統的基本配置和資源合理利用問題上，將自動化系統引入到供熱管網中，能夠進一步實現節能降耗，低碳環保，值得進一步推廣應用。