換熱站供熱自動化控制系統的原理及應用探討

陳鑫 馮立

摘 要：換熱站是將一次管網提供的高溫熱量進行二次轉換，進而供給終端用戶，以滿足用戶的基本生活需求。近年來，換熱站運行系統逐步實現了自動化管理，該系統不僅降低了能源消耗量，減少了環境污染，而且供熱效果較之過去相比，有了顯著提升。因此，本文分析了換熱站供熱自動化控制系統的結構和工作原理，詳細探討了換熱站供熱自動化控制系統的應用方式。

關鍵詞：換熱站;供熱;自動化控制系統

為了提升供暖質量，減少資源能源浪費，熱力公司不斷提升自動化技術水平，優化自動化控制系統的各方面性能，積極響應國家關于“節能降耗、綠色環保”的號召，并取得了階段性成果。借助于自動化控制系統實時監控的功能，供熱全過程實現了透明化管理，尤其在溫度與熱量控制方面，實現了一次達標、一次通過的愿景，用戶滿意率呈現出逐年升高態勢。

1換熱站供熱自動化控制系統的結構組成與工作原理

1.1???? 結構組成

換熱站供熱自動化控制系統主要包括：傳感器、測量儀表、執行機構、PLC、現場液位計以工控機等結構組成。其中測量裝置主要對換熱站的運行狀態以及各項運行參數進行測量，測量參數涵蓋一次供溫溫度、二次供水溫度、二次供水流量、用戶暖氣溫度以及二次回水溫度等參數。執行機構對供暖鍋爐傳輸蒸汽管道的開關閥門進行有效控制。而 PLC 則是接收換熱站控制系統傳輸來的數據信息，并對其進行運算和處理，然后借助于I/O 模塊，寫入自動運行控制程序，進而完成變頻器、電動調節閥以及補水泵的相關動作行為。現場液位計主要測量補水箱內的液位高低，工控機則是有效監測系統運行過程中的各項參數，如果發現運行異常，工控機的報警裝置會發出報警信號。

換熱站的控制柜對循環水泵以及補水泵進行有效控制，運行模式包括手動、自動、工頻以及變頻。而保障換熱器正常運轉的獨立運行程序則存儲在 PLC 內，在運行時，無需借助于上位機的監控管理軟件。換熱站的中央控制室時時監測出口位置的暖氣溫度，如果溫度不達標，可以及時進行智能化調整，使供暖溫度能夠滿足終端用戶需求。

1.2???? 工作原理

從供暖鍋爐內部出來的蒸汽借助于供熱管道傳輸到換熱站，在這傳輸過程中，蒸汽主要是由電動調節閥的自動開、關與手動閥門進行有效控制。當蒸汽傳導到雙紋管換熱器中后，與管網中的冷水介質發生熱交換反應，使蒸汽溫度下降而成為液態的冷凝水，此時，冷凝水貯存到水箱中，在循環泵的作用下，冷凝水進入到供暖管道當中。為了防止跑、冒、滴、漏情況的發生，補水泵及時發揮補給作用，使換熱器始終保持一定的壓力值，保證供熱系統運行既經濟又穩定。而供暖全過程完全在自動化控制系統中各個傳感器的控制之下，對全過程進行全方位監控，以了解和掌握換熱站的實時工作狀況。但是，值得注意的是，熱量交換全程使用的是“軟水”，因為“軟水”當中含有少量的或者不含鈣、鎂等化合物，這樣可以避免傳輸管網發生結垢現象，而使管網發生堵死或者焊管事故，一旦發生類似的事故，就會給維修帶來諸多困擾，而且維修費用高，給熱力公司帶來巨大的經濟損失。

2換熱站供熱自動化控制系統的應用優勢分析

2.1???? 節約成本，操作便捷

自動化控制系統的實際應用結束了過去人工操作的時代，節省了大量的人力資源，而且單位時間內的工作效率得到大幅提升，為熱力公司節省了大量人力資本的投入。此外，自動化控制系統操作簡便，數據信息反饋速度快，系統終端操作人員能夠第一時間針對系統反饋的故障信息制訂科學、合理的檢修方案，為供熱系統的安全、穩定運行提供了精準的數據支撐。

2.2???? 節能降耗，低碳環保

近年來，國家大力提倡節能降耗理念，而供熱自動化控制系統具有實時監控的功能，能夠對供熱系統的熱量與溫度進行實時精準調節，如果熱量過高，系統中的控制程序就會發生自動調節指令，使熱量與供熱溫度始終保持在標準區間內。這樣，就有效避免了熱量散失，減少了資源浪費，提高了供熱控制的精確性。

3換熱站供熱自動化控制系統的應用方式

3.1???? 數據信息的智能傳輸方式

供熱網絡的數據信息量大，傳統的人工收集方式無法及時收集和整理有價值的數據信息，給后續工作帶來諸多負面影響。而供熱自動化控制系統采取智能化的數據信息傳輸方式，能夠第一時間收集到可利用的信息資源，數據精準、真實、可靠性高。比如系統中的數字溫度傳感器，在系統的顯示終端能夠清晰、直觀的觀看到準確的溫度值，而且結合傳感器靈敏度高、穩定性高的特點，使數據信息具有較高的完整性。此外，在數據傳輸過程中，必須借助于移動通訊網絡，這就使得數據傳輸具有即時性，工作人員獲取數據的時間間隔較短，對系統運行狀態實現可持續監控，進而為提升供熱質量提供了重要的數據信息支持。

3.2???? 供熱控制系統的熱量調控方式

在換熱站的供熱自動化控制系統中，往往采取熱量調控的方式，對熱量值進行適時調整，這種調控方式規避了過去單一針對溫度進行調節的弊端。熱量控制系統能夠準確識別出每一個供熱系統中的數據，對實時數據進行有效監測，根據外界氣候條件的變化，將熱量值調節到標準值，根據事先設定好的計算機程序，對系統中的調節閥以及熱網內泵進行控制， 然后借助于二次網將熱量傳遞給終端用戶，進而完成整個供熱過程。

3.3???? 遠程智能控制方式

換熱站的供熱自動化系統應用了以太網以及現場總線控制等計算機網絡技術，通過傳輸網絡打造的數據傳輸路徑，使終端工作人員能夠對供熱系統的運行進行遠程操控。這種控制模式不但節省了大量人力資源，而且傳輸數據準確，操作方便快捷。當工作人員進入到操作主界面后，在計算機的云存儲平臺上有一個專屬的管理員私有庫，用來存儲供熱系統的運行數據信息，工作人員只需要在人機交互界面上設置相對應的參數，通過按鈕或按鍵的形式進行一鍵操作，然后通過計算機系統中的視頻模塊， 了解供熱網絡的實時視頻信息，當信息累積到峰值時，就會存儲到私有數據庫當中，如果想了解供熱系統的每一個時段的運行信息，可以在私有數據庫當中隨時調取相關數據，既省時又省力。

4結束語：

供熱自動化控制系統是換熱站的關鍵運行設備，該系統節能降耗、操作靈活、節省成本的優勢正逐步在實際運行當中得到切實體現，不僅給熱力公司創造了更多的經濟效益與社會效益，而且標志著我國城市居民供熱系統的自動化技術水平已躍升到一個新的高度，同時，也積極推進了智能化時代的發展進程。

參考文獻：

[1]趙揚.談換熱站供熱自動化控制系統[J].建筑建材裝飾，2017（6）：162.

[2]張路杰.換熱站自動化控制供熱系統的研究[J].現代工業經濟和信息化，2018，8（16）：87-88.