談自動控制系統在城市集中供熱中的應用

尹 旭 成

(太原市熱力集團有限責任公司，山西 太原 030001)

隨著社會與科學的不斷發展，城市建筑的采暖方式越來越多的采用集中供熱的方式來實現。集中供熱在一定的程度上達到了既節約能源又減少污染的效果，改善了城市的空氣質量。但是隨著國家對環境保護的越來越重視，為積極響應國家政策，城市集中供熱必須進行節能方面的改造。必須在保證正常供熱的條件下，最大限度的達到節能降耗的目標。而自動控制系統在城市集中供熱中的應用在節能降耗方面具有顯著的效果。

1 我國當前供暖能耗存在的問題

1.1 供暖企業設備及技術落后造成能源浪費

雖然經歷了改革開放，經濟持續發展，但相比于一些發達的國家，我國的供暖企業仍存在設備相對老舊，自動控制系統相對落后，供熱效率低、資源利用率低、能耗高等問題。同時，在管網的建設上也存在著一些漏洞，無法達到最佳的全網平衡運行效果，通常表現為局部地區過熱，局部地區不熱的現象，造成了熱能的浪費。另外在一些老舊的小區內，由于建筑本身保溫設施較差且未能及時改造，樓墻體也沒做外墻保溫，并且存在一些管網保溫嚴重破損未及時修復的情況。從而造成了熱能的大量損耗，不但不能滿足熱用戶的需求，還造成了能源嚴重浪費。

1.2 節能減排意識短缺，管理疏忽

節能減排在當前形式下，是供暖過程中的首要任務。供暖企業在著重考慮節能減排的同時，必須加強企業自身的節能管理。供暖企業應當從管理著手，通過提高技術設備、員工專業素養、設施建設、優化管理結構，減小不必要的損耗。

2 自動控制系統在城市集中供熱節能應用的原理

自動控制系統在城市集中供熱中應用的目標是在保證供熱質量的基礎上，充分利用熱能，降低損耗和成本。想要實現傳輸過程中熱能的充分利用，必須根據實際情況制定一套科學的自動控制系統，對所有供熱設備實現統一調控。在自動控制系統的設計中，在滿足了供熱系統的結構、運行的特點、供熱的實際需求的基礎上，對供熱設備進行科學選擇。在實際供熱中可以增設加壓站，實現熱能的逐級輸送。

3 城市集中供熱系統中自動控制系統的組成

實際供熱中，集中供熱系統由熱源的一次網和用戶二次網組成，通過一、二次網換熱的方式最終將熱能傳給熱用戶。換熱站的自動控制系統由單片機、儀表設備、控制線路、通訊接口、人機觸摸屏等組成。換熱站壓力變送器、溫度變送器、流量變送器等傳輸的壓力、溫度、流量等參數，通過現場儀表傳感器轉換成標準的電流信號送入到單片機當中。變頻器將電機電流、轉速等信號傳送至單片機當中，從而控制變頻器的啟停和變頻調速。觸摸屏作為自控系統中的人機接口，顯示站內儀表的參數和設備狀態，并且下達現場的指令操作。

4 自動控制技術在城市集中供熱系統中的應用特點

4.1 分時段控制技術

應用此類技術時，供熱企業對比根據城市集中供熱與傳統供熱系統的不同之處，對其全面管理。主要在熱計量收費方面，應該完善制度體系，通過選擇分時和精確控制，形成先進的分時、分段、分戶控制系統。

4.2 自動化機械設備

城市集中供熱系統在運行中，由于供熱負荷較大，用戶之間存在很大的差別。因此，需要應用自動化設備對其進行升級改造，建立專業的智能化平臺和供熱機制，發揮先進的自動控制技術的優勢。例如：加壓泵、電動閥、電磁閥等在供熱工作中的使用，不僅保證了全網穩定運行，而且還節省了人工投入。

4.3 實時監控技術

在實際工作中，根據發展需求建立專門的實時監控系統，合理開展供熱工作，在寬帶通信技術的支持下，提高遠程控制機械設備的技術水平，保證集中供熱的穩定運行。例如：企業在實際工作的過程中，利用全網平衡系統來控制各換熱站的供熱穩定性。通過設定固定的參數值來控制閥門的開啟度，以達到對流量的調節，從而保證供熱在最合理的范圍內。

5 自動化控制技術的應用在集中供熱系統中帶來的實際節能效果

1)控制單位降耗。將循環泵、加壓泵等變頻裝置安裝在加壓站，根據現場的實際情況，通過調控電動機的頻率來實現降低能耗的目標。實際的變頻控制中，調控涉及的范圍較大，可以提高水泵的運行效率，達到高精度運行的目標。

2)控制單位熱能損耗。自動化控制技術能夠良好地克服人為操作存在的不定性和滯后性。例如：電動調節閥能夠根據目標溫度的要求自動調節閥門開度，從而達到自動調節流量的目標，減少供熱過程中的損耗。熱計量表在熱用戶中的廣泛應用不僅提高了熱用戶節約熱能的意識，而且通過對比室外氣溫，對閥門的開度進行了自動調控從而大大提高了供熱的效率，減少了熱能不必要的浪費。

3)減少人工成本支出。自動控制技術具有顯著的自動化功能，減少了對人工的依賴，不需要支付額外的人工費用，間接地滿足了節能環保的要求。而且自動化控制技術能夠動態掌握供熱系統的運行狀況，并及時調控，避免了人工控制的延遲性，提升了集中供熱系統的運行效率。例如：補水泵可以通過設定定壓點從而達到自動補水的功能。當管網壓力低于定壓點的最低值時開始自動補水，當管網壓力高于定壓點的最高值時停止自動補水，從而大大減少了人工成本的支出。

6 結語

目前我國北方城市主要采用集中供熱方式，而自動控制技術作為一項先進的控制技術，必將是我國未來集中供熱方式的發展方向。該文主要分析了自動控制技術在城市集中供熱節能降耗領域的應用。響應我國對節能環保的要求，所以在供熱系統中加大節能技術的應用是非常關鍵的。供暖單位要對目前供熱系統中節能技術應用的現狀進行分析，對相關節能技術進行學習，積極探索，加大節能技術的應用。通過對供熱老舊管網的維修改造，對老舊建筑物外墻保溫改造，結合自動化系統的應用，從而最大限度的達到節能降耗的目的，為我國集中供熱系統的發展做出貢獻。