集中供熱自動化系統在供熱管網中的實踐探析

丁大奎

（國家廣播電視總局四九一臺，北京 100000）

城市供熱環節是社會生產生活中的重要環節，對于居民生活舒適性以及安全性都有一定的影響，尤其是對于我國冬季較為寒冷的地區而言，供熱工作的優良關系到地區內的生產生活穩定。我國傳統供熱采用鍋爐供熱方式、鍋爐供熱過程中，供熱管網壓力比較大，并且能耗也相對比較高。所以，在現代自動化技術以及供熱管網要求的綜合背景下，我國開始進行鍋爐供熱改造、供熱管網開始進行自動化升級，應用集中供熱系統+熱電聯產集中供熱等方式，實現供熱管網的優化升級，同時也減少供熱能耗，對于城市供熱的良好進行也有非常積極的作用。

1 集中供熱自動化系統及其優勢分析

1.1 集中供熱自動化系統簡述

集中供熱自動化系統是以城市熱力供應效率升級為目標設計的自動化控制平臺，是現代電網供熱系統建設的主要方向，也是電網建設應用的重點內容。集中供熱自動化系統主要包括熱源、管網、熱力子站等共同組成，利用自動化技術以及信息化技術設計綜合控制平臺，能夠實現對集中供熱系統進行自動化管控，確保自動化技術的應用更加合理，也能夠最大程度上提升自動化系統的應用效果。在集中供熱自動化系統應用中，能夠實現自動供熱控制、故障報警、故障搶修、自動維護等功能，確保集中供熱自動化系統應用更加安全高效，也能夠實現供熱管網的優化升級。

1.2 集中供熱自動化組成

整個集中供熱自動化系統分為熱力站自動化模塊以及鍋爐自動化模塊，利用自動化技術將二者進行有效連接，能夠實現集中供熱系統的自動控制，確保系統的集中供熱更加安全合理。

（1）熱力站自動化模塊主要包括熱站自控系統、首站自控系統、冷熱水換熱自動體系以及泵站自動化控制等相關功能。在整個系統的設計應用過程中，換熱站自動控制系統由PLC控制器，溫度、壓力及流量傳感器，自動調節閥，循環及補水泵變頻器等設備組成。在其應用中能夠完成一次網流量和二次網流量的良好控制；首站自控系統應用具有熱蒸汽和熱水循環使用，供應熱網的作用，能夠最大程度上提升熱力站自動控制系統的應用效果；冷熱水換熱站自控系統的應用也非常關鍵，在系統的應用中，能夠為居民提供采暖、熱水供應以及空調制冷等功能，實現居民供熱網的良好管控；泵站自動化控制系統包括加壓泵站以及混水泵站兩方面作業組成，在其泵站的核心應用中，能夠實現管網的綜合優化分析，確保技術的應用更加合理，也能夠提升熱力站自動化應用效果。

（2）鍋爐房自動系統。鍋爐房是供熱管網以及集中供熱系統的核心裝置，起到熱能輸送的作用，而傳統的鍋爐房控制采用人力和半自動模式運行，運行管控效率相對比較低，運行質量相對比較差，影響到鍋爐房的應用效果，所以在鍋爐房的裝置應用中，也應該進行自動化改造，實現自動控制。鍋爐房自動系統的應用非常關鍵，鍋爐房自動系統應用中采用DCS分散控制系統，同時進行冗余設計。該系統具有指令發送、自動控制、實時監控、智能調節等功能，能夠實現鍋爐裝置的良好應用，確保鍋爐運轉更加高效節能。

2 集中供熱自動化系統在供熱管網中的技術應用

集中供熱自動化系統在供熱管網中應用除了設計合理的自動化系統，更重要的是完成供熱自動化系統的改造，以下是對集中供熱自動化系統在供熱管網中關鍵技術的應用。

（1）變頻技術的應用。變頻技術是現代社會發展中應用的重要技術，該技術的應用能夠實現供熱管網的供熱穩定性提升。在變頻技術應用中，在供熱自動化系統中加入變頻裝置，變頻裝置能夠自動計算供熱熱力以及流量，并且采用自動監控儀表，通過自動化儀表裝置的設計應用，確保變頻裝置的應用更加合理，提升變頻技術的應用效果。同時在供熱管網中變頻技術還可以實施轉變自動頻率，適應現代供熱需求，實現熱力能源的良好供應。

（2）分時段控制技術。分時段控制技術是為了配合熱能計量收費制度完成的相關功能，同時也是為了實現更加智能的供熱。從自然角度而言，每天的每個時間段溫度不同，凌晨1～4時為最冷天氣、午后2～4時為最暖天氣，如果采用全天候集中供熱，不僅會造成資源浪費，同時也影響到供熱需求體驗。所以，供熱自動化系統應用分時段控制技術，通過對分時段控制技術與計算機監控系統的構建，提高對供暖區域劃分、調節溫度變化參數等數據的收集，促進供熱效率、節能環保等各項指標的提升。

（3）自動調節技術應用。集中供熱自動調節技術對于現代熱網自動化建設而言也有非常積極的作用，能夠提升熱網的綜合應用管控，確保熱力供應更加積極合理。在集中供熱系統進行調節中，主要包括一次網和二次網的調節，而一次網和二次網的運行調節需求有所不同，所以在其系統中設計了自動調節技術，可以實現一次網供水溫度以及供熱流量調節，同時也可以對熱力失調問題進行有效的解決，實現供熱均衡、供熱精準。

（4）自動化裝置的應用。自動化熱力控制系統是依靠技術以及相關裝置實現。所以，在集中自動化供熱系統應用過程中，應該采用智能化裝置實現各處自動化功能。如，在自動化裝置應用過程中，主要應用自動調節閥、智能儀表、智能補水調節裝置等，是實現供熱管網自動化建設的關鍵。

3 案例研究

XX供熱集團為了實現節約能源、供熱穩定的目標與2020年開始進行供熱改造，將傳統的鍋爐供熱方式轉換為熱帶聯產集中供熱方式，并且在供熱改造中，設計應用了集中供熱自動化系統，通過自動化系統的設計應用，確保系統的供熱應用更加積極合理，也能夠提升供熱的應用效果。

XX供熱集團傳統供熱系統問題較為嚴重，管道壓力達到2.5MPa、可以說是我國最高的一個檔次，嚴重影響到區域供熱，不僅供熱效果較差，并且子啊供熱實施過程中，管道運行以及維護的難度也比較大，同時也造成了一定的環境污染問題，所以在XX供熱集團進行供熱過程中，應該進行供熱改造，確保供熱應用更加合理。以下是對供熱個集團集中供熱自動化系統改造分析。

4 集中供熱自動化系統在供熱管網中的實踐分析

4.1 集中供熱自動化系統應用分析

在XX供熱集團進行供熱改造過程中，采用由清華同方股份有限公司和北京亞控科技發展有限公司共同開發設計的城市集中供熱系統，該系統具有良好的自動控制功能、數據采集功能以及故障排除功能，能夠實現供熱系統的優化管控，確保整個供熱系統應用更加安全合理。

（1）集中供熱系統組成原理。XX供熱集團采用新式集中供熱自動化系統主要包括熱源控制裝置、換熱站控制器等主要控制裝置，能夠實現熱源以及換熱站模塊的綜合控制，確保整個系統的供熱功能良好實現。同時系統包括的熱源變頻裝置、電動調節閥、換熱變頻器等裝置，采用變頻技術和變頻裝置能夠實現熱能換熱集中管理以及自動調節、同時系統還應用了循環水泵以及補水泵，做大智能補水調節水溫以及流量，根據熱用戶的需求完成智能化供熱，滿足系統的各項使用需求，確保供熱系統的應用更加安全有效，也能夠最大程度上提上系統的使用效果。系統設計應用遠傳通訊模塊以及室外溫度傳感器，室外溫度傳感器能夠實時采集室外溫度，擯棄給利用遠傳通訊模塊間實時溫度信息回傳給控制系統，控制系統通過數據分析完成新控制質量發送，控制各項變頻裝置以及調節器裝置完成供熱溫度的實際管控。在整個集中供熱系統應用過程中，均采用自動控制模塊，極大程度上減少了人力應用，同時也做到了自動控制應用，確保熱力供應得到良好的控制，減少傳統人力管理模式中存在的不必要浪費問題。圖1為XX供熱集團集中供熱自動化系統原理圖。

圖1 集中供熱自動化系統原理圖

XX供熱集團在建設過程中主要包括22個分換熱站、能夠實現350萬立方米的熱能供應，總供熱管網長度達到18km，最大供熱高差為220m、為了實現對區域內的供熱控制，XX集團集中供熱系統對自控系統各項功能進行了有效的設計。

系統具有良好的操作界面，操作界面設計簡單合理。整個系統在設計過程中，將22個換熱站分布圖展現在主頁面，使用者能夠清晰地了解到22個換熱站的綜合應用效果，確保供熱系統的設計應用更加積極合理，也能夠最大程度上提升供熱系統的綜合應用效率，確保供熱系統的良好應用更加合理，也能夠提升系統供熱應用效果。在整個系統的應用過程中，主要包括用戶管理、修改密碼、登錄、操作畫面、全網數據等多項操作模塊，可以實現對供熱的初步管理，確保系統的應用更加合理。

進入到操作界面之后，系統顯示22個換熱站以及各機組的工作運行模塊，將所有能夠遠程控制的設備完成綜合管理，并且在各機組后設置指示燈，在實際的系統操作過程中，不同的指示顏色代表機組的不同工作狀態。如，將機組轉換為手動模式之后，機組的指示燈將會由灰色轉換為黑色，此時機組人員進行人力機組檢修以及機組運行控制，能夠實現自動和手工的完全切換，確保機組運行方式多樣，實現多樣化的管理，防止自動控制出現問題，系統出現崩盤現象。

系統具有安全管理功能，整個系統設置登錄密碼以及修改密碼等功能，是出現安全性考慮的設計環節。在集中供熱自動化系統使用過程中，只有經過嚴格培訓、只有了解自動化控制系統工作原理的工作人員才能夠登錄系統，同時也防止系統參數輸入錯誤操作不良的影響。

系統具有參數整理和分析功能，整個系統能夠實現全網參數采集，整個系統完成了1-22號換熱站的工作數據采集，在其工作運行過程中，主要采集一次供熱溫度、一次回溫、一次供壓、一次回壓、二次供熱溫度、二次回溫、二次供壓、二次回壓等相關裝置，通過系統供熱裝置的綜合應用管控，確保系統參數運行更加合理，根據參數采集以及參數分析，能夠完成參數的良好管控工作。

4.2 集中供熱自動化系統在管網中實踐應用效果

集中供熱自動化系統在管網中實踐應用非常關鍵，能夠提升熱力管網的應用效率，同時完成熱力管網的熱力參數分析等相關工作。在XX供熱集團應用集中供熱自動化系統之后，實現了系統的應用效率升級，對于集中供熱自動化系統的綜合應用管控也有非常積極的作用，也能夠最大程度上提升集中供熱自動化管網應用效果。XX集團應用供熱自動化系統之后，每年可減少煙塵排放980.05t，減少二氧化硫排放360.84t，有效降低了地區污染，并且每年節約成本達到102.5萬元，真正實現了地區供熱管網的節能高效改造。

5 結語

集中供熱自動化系統在供熱管網中應用能夠實現低成本運行以及高效運行，希望本文能夠對集中供熱自動化系統在供熱管網中的實踐應用有所幫助。