供熱綜合自動(dòng)化技術(shù)及其工程化應(yīng)用

王鵬

蘭州市熱力總公司 甘肅蘭州 730060

隨著我國社會(huì)的不斷發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的迅速提升，我國城鎮(zhèn)化水平也迅速提高，在我國的大部分城市鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，其供熱系統(tǒng)因?yàn)闊崃W(wǎng)運(yùn)行方式和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性不同，也會(huì)使得實(shí)際的供熱形式和控制方式不同。熱力站供熱系統(tǒng)屬于城市化建設(shè)中比較重要的設(shè)施，其能夠有效提高公眾的生活水平[1]。

1 換熱站自動(dòng)控制技術(shù)概述

集中供熱系統(tǒng)中非常重要的組成部分就是換熱站，換熱站直接關(guān)系集中供熱的效果。集中供熱自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行原理圖如圖1所示。由圖1可知，集中供熱的換熱站在工作過程中，要想確保供熱的成功率，并降低供熱成本，就必須做到的運(yùn)輸過程中熱能或者電能利用率的最大化。為達(dá)到這一目的，就必須制訂出一套科學(xué)、先進(jìn)、完整、系統(tǒng)、規(guī)范的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。并采用先進(jìn)的供熱儀器參與到自動(dòng)化控制過程中來，才能達(dá)到節(jié)能降耗的目的。同時(shí)，在實(shí)際供熱中，還要充分考慮整個(gè)供熱系統(tǒng)的難易程度和具體的供熱對象，根據(jù)實(shí)際需求選擇與之相適的自動(dòng)化控制儀器。

圖1 集中供熱自動(dòng)化控制系統(tǒng)運(yùn)行原理

2 供熱工程自動(dòng)控制系統(tǒng)

工程案例：某集中供熱系統(tǒng)，供熱面積約400萬㎡，建筑以住宅為主，還包括酒店、學(xué)校、辦公樓等，各建筑冬季時(shí)集中進(jìn)行供熱，在熱用戶端統(tǒng)一使用散熱器作為采暖設(shè)備。闡述了供熱自動(dòng)化技術(shù)，可針對當(dāng)前供熱系統(tǒng)模擬采用不同運(yùn)行調(diào)節(jié)方式時(shí)的工況，通過對比各調(diào)節(jié)方式的運(yùn)行控制曲線以及循環(huán)泵耗電量情況，用戶可自行選擇最優(yōu)調(diào)節(jié)方式。確定運(yùn)行調(diào)節(jié)方式后，利用分析系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工況仿真和水力工況仿真校核可直觀地看到采用該種運(yùn)行調(diào)節(jié)方式后供熱系統(tǒng)的運(yùn)行情況。該分析系統(tǒng)主要針對文中的某供熱系統(tǒng)，若將后臺(tái)管網(wǎng)模型調(diào)整后，可應(yīng)用于其他供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化分析。

2.1 多熱源聯(lián)合優(yōu)化供熱系統(tǒng)調(diào)度

①全廠熱負(fù)荷分析。根據(jù)歷年運(yùn)行數(shù)據(jù)分析全廠熱負(fù)荷情況，繪制采暖季全廠供熱負(fù)荷曲線圖，根據(jù)曲線圖分析供熱開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、采暖時(shí)間、熱負(fù)荷最大值及供熱各階段熱負(fù)荷情況。②各熱源運(yùn)行現(xiàn)狀分析。根據(jù)歷年運(yùn)行數(shù)據(jù)分析各熱源運(yùn)行現(xiàn)狀，繪制采暖季各熱源實(shí)際供熱負(fù)荷曲線圖，根據(jù)曲線圖分析各熱源供熱開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間、熱負(fù)荷最大值及供熱各階段各熱源運(yùn)行情況。③各熱源供熱成本分析。對多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)不同熱源供熱成本進(jìn)行分析比較，初步確定熱源優(yōu)化調(diào)度順序[2]。

2.2 水質(zhì)控制技術(shù)

當(dāng)前時(shí)期，在集中供熱系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，通過水質(zhì)控制技術(shù)的應(yīng)用來減少管道中的沉淀物，降低管道內(nèi)部水流的阻力，保障管道水流的熱量，并以此來保障相關(guān)用戶的供熱需求。同時(shí)，相關(guān)人員在進(jìn)行水質(zhì)控制技術(shù)的使用時(shí)，還需要確保水的酸堿度保持在10-13，同時(shí)嚴(yán)格遵循國家標(biāo)準(zhǔn)，以此提高水質(zhì)控制技術(shù)的應(yīng)用水平，進(jìn)而保障集中供熱系統(tǒng)換熱站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與發(fā)展。

2.3 變頻調(diào)速技術(shù)分析

變頻調(diào)速技術(shù)主要應(yīng)用在補(bǔ)水系統(tǒng)上，恒壓供水原理是保證補(bǔ)水系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵，在該原理下可以實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)補(bǔ)水。集中供熱水壓圖如圖2所示。為了解決循環(huán)水壓力過低的問題，可以在回水主管上安裝壓力變送器，在壓力變送器的支持下官網(wǎng)上的壓力可以發(fā)生變化，將4-20mA的信號(hào)反饋到變頻器PI調(diào)節(jié)器輸入端。此時(shí)可以變頻器的給定值可以與之進(jìn)行比較，一旦變頻器的給定值大于官網(wǎng)上的壓力時(shí)，可以加大變頻器的輸出頻率，此時(shí)可以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水。當(dāng)網(wǎng)管上的壓力值與變頻器的給定值基本一致時(shí)，此時(shí)需要降低變頻器的輸出頻率，滿足停止供水的需求。其中物聯(lián)網(wǎng)主戰(zhàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)思路如下，信息生成及數(shù)據(jù)通訊和操作工作環(huán)境之間，依靠系統(tǒng)運(yùn)行操作監(jiān)督管理系統(tǒng)、集中分析采集數(shù)據(jù)、對現(xiàn)場進(jìn)行進(jìn)本控制、預(yù)分析信號(hào)、采集現(xiàn)場儀表信號(hào)等實(shí)現(xiàn)相互傳達(dá)和反饋。

圖2 集中供熱水壓圖

3 結(jié)語

總而言之，文章從此著手，從多個(gè)方面分析了我國熱力站供熱系統(tǒng)自控策略的選擇與應(yīng)用[3]，希望能夠幫助提高熱力站供熱水平質(zhì)量，推動(dòng)相關(guān)事業(yè)發(fā)展，滿足社會(huì)需求需要。