集中供熱系統中熱網的電氣自動控制分析

程遠軍

摘 要：現如今，我國科學技術水平和社會經濟水平顯著提升，在這樣的背景下，集中供熱系統的應用越來越廣泛和普遍，集中供熱系統不斷改進，熱網電氣自動控制成為了集中供熱系統發展的重要趨勢。對集中供熱系統的熱網實行電氣自動控制能有效優化供熱服務，為用戶提供溫度均衡的熱量供應，并達到節能減耗的效果。為此，對集中供熱系統熱網電氣自動控制進行研究具有必要性。

關鍵詞：集中供熱系統；熱網；電氣自動控制

引言

伴隨著社會的快速發展，集中供熱系統融入到人們的日常生活中。目前，我國城市集中供熱已成為現代化城鎮的重要基礎設施之一，并取得了較大的進展。研究發現，在集中供熱系統中加入自動控制技術，尤其在熱網控制中加入自動化控制系統，可及時調整供熱系統，有效提升熱網運行的穩定性以及平衡性，使得供熱更加均勻。據調研可知，現階段我國熱網控制自動化進展依然處于初級階段，對集中供熱系統中熱網電氣自動控制的相關問題研究，對我國供熱行業在自動化的發展道路上意義重大。

1 集中供熱控制系統的現狀

集中供熱系統已經具有上百年的使用歷史，在這百年的歲月中其不斷發展、改進，在人們的生活中發揮了越來越重要的作用。目前采用的集中供熱方式是熱電聯產，即將發電廠運營產生的余熱作為熱源，利用熱網將熱廠與用戶聯系起來，實現二者的熱量交換。這種集中供熱方式具有許多優點，節約能源，減少碳排放，節省空間，改善城市環境。集中供熱系統良好的實用性使其被廣泛應用在一些冬季十分寒冷的地區，尤其是我國的北方地區。集中供熱系統的發展歷史并不短，但中國的集中供熱系統與國外相比起步較晚，這使得中國的供熱技術與他國相比較為落后。改革開放的春風將國外的先進技術帶入了中國，我國的供熱技術及管理把握機遇，得到了快速的發展。多年的開發研究成就了現在中國的城市集中供熱控制系統。隨著城市化建設的不斷推進，城市集中供熱控制系統也不斷發展、改進，日趨完善，供熱系統的應用范圍將不斷擴大。一些大型城市資源豐富、人口數量龐大，對供熱需求大，在需求的促進下以及資源條件的支持下，部分大型城市已經開始采用多元化的供熱管理方式，切實提升供熱質量，以便更好的滿足相關需求。盡管中國經濟和科技的發展進步促使集中供熱技術也不斷進步，但其目前的整體技術水平與發達程度相比仍存在一定的距離。我國的集中供熱控制系統目前存在的問題主要有管理力度不夠，沒有建立、采用合理的運營模式，熱量分配不均衡，而且能量利用率低等，這些存在的問題使得供熱質量受到影響，增加了供熱成本，同時還導致能源被浪費。為了促進集中供熱控制系統的進步、完善，必須探尋出科學有效的控制措施，解決這些問題。

2 供熱過程中熱網電氣自動化控制的應用選擇

大多數供熱企業的熱網電氣自動化都選擇溫度控制的方式，而熱網供熱系統主要針對熱量指標進行管理，僅僅采取溫度控制的方法會導致溫度控制周期較長、供熱系統震蕩等問題。在這種情況下，供熱行業出現了熱量控制的方法對熱網自動化進行控制。而在供熱過程中不同年代、性質、結構的建筑對供熱要求不同、熱負荷能力也不相同，熱量控制方法需要根據建筑熱征設置針對性的熱量控制標準。熱量控制與溫度控制相比能夠直接反應建筑物的耗熱情況，調控供熱質量，合理規劃供熱目標和供熱指標，降低供熱成本。

3 集中供熱系統中熱網電氣自動控制方案

3.1熱網電氣自動控制的主要設備

在運行正常的情況下，集中供熱系統的主要工作是調節熱網的熱力參數。一般來說，集中供熱系統中熱網的熱力參數主要是運行壓力、熱網流量、溫度等等，電氣自動控制設備能實現對熱網熱力參數的有效控制。通常情況下，集中供熱系統中熱網電氣自動控制的主要設備包括變頻器、電動閥、傳感器等等。中央數據處理器是集中供熱系統熱網自動控制的主要設備，要實現對熱網的自動控制，就必須實現對中央數據處理器的把控。中央數據處理器的主要特征是能及時對數據信息進行處理，并通過自身網絡端接口輸入、輸出數據信號，及時獲取熱網數據信息。電動調節閥是集中供熱系統中熱網的主要電氣自動控制設備，具有調節系統的作用。熱網、壓力對電動調節閥的影響較小，為此在集中供熱系統中應用電動調節閥能有效提升熱網的穩定性。變頻器是改變泵類轉行方式的主要設備，變頻器的端口能自由輸入或輸出數據，變頻器還能隨時切換熱網電氣自動控制中的電機數據。同時，變頻器還能保護電壓、電線、電動機。最后，變頻器能保護電壓、線路和現場控制器。除上文中筆者提到的熱網電氣自動控制系統的設備外，熱網電氣設備的傳感器、現場控制器都能參與城市建設。電氣自動控制中的傳感器通常有流量統計器、壓力變送器、溫度傳感器等。

3.2供熱系統熱網的電氣自動控制過程

1）中央控制室是供熱系統熱網電氣自動控制的核心部分，其室內上位機一般選擇質量優異的工控機。同時，工控機需要配置組態軟件和全網平衡控制軟件。相關技術人員通過組態軟件采集各個熱力站的實時畫面，收集熱源的溫度、壓力、流量等參數信息。全網平衡軟件則根據獲得的參數信息，采用一定的控制算法，通過組態網控制一次網電動閥門的動作，從而減小熱網的水平失調度。2）熱力站的調控能力對熱網自動控制系統運行效率至關重要。當前，我國能實現二次網回水和供水平均溫度的統一，實現均勻性調節形式，主要建立在保證熱力站調節控制能力的基礎上。熱力站自動控制系統的構成主要包括測量儀器、熱力站自動控制器、熱力站內的運行設備及通訊設備等。其中，測量儀器主要有供回水溫度、壓力變送器、水流量表等；自動控制器采用最為先進的自動控制器；運行設備主要有變頻器、水泵、循環泵、調節閥、電磁閥等；通訊設備主要為光纖寬帶通訊傳輸儀器。3）變頻器在熱網電氣自動控制過程中有著優秀的調節作用。此調節作用主要體現在通過變頻器來實現對循環水泵的控制，具體調節過程如下：首先，中央控制器上的監測裝置捕捉二次管網的壓力變化；其次，對接受到的數據進行分類、匯總、整理，并傳送到現場控制器中進行實施處理；第三，控制器根據上位機下發的程序向變頻器發出指令，變頻器接到控制信號后，進行水泵的頻率控制，進而使熱網得以高效、合理的運轉。

3.3供熱監控系統

供熱監控系統的設計應遵循的原則主要是操作簡單明了，運行流暢，報警信號明顯、辨識度高。供熱監控系統操作和界面應盡量設計成簡單明了的形式，同時還需符合大部分人使用電腦的習慣，以便于操作人員的使用，減少操作人員學習壓力和學習實踐，降低學習成本。為了加快操作速度，監控系統應具有運行流暢的性質。此外，為了便于操作人員的操作和辨認，在監控系統中報警信號應設置在明顯的位置，且具有較高的辨識度。

結語

集中供熱系統中熱網的電氣自動控制具有重要的現實意義，對熱網電氣自動控制進行研究分析有利于促進其電氣自動控制化的發展進步。要想推動熱網電氣自動控制的優化，充分發揮熱網電氣自動控制的價值，就必須掌握電氣自動控制設備、控制流程及控制軟件。

參考文獻

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