試論供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化控制與節(jié)能降耗

王海生

大連東浩熱力有限公司

試論供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化控制與節(jié)能降耗

王海生

大連東浩熱力有限公司

在供熱系統(tǒng)中，自動(dòng)化控制可以提升供熱系統(tǒng)實(shí)際工作效率，所以自動(dòng)化控制功能對(duì)供熱系統(tǒng)的高效運(yùn)行具有非常重要的意義。但是由于供熱系統(tǒng)包含不同的種類(lèi)，比如熱電廠供熱系統(tǒng)、低溫水供熱系統(tǒng)等，而且因?yàn)椴煌嵯到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也各不相同，所以其在控制過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，消耗能量。所以，對(duì)供熱系統(tǒng)里面的自動(dòng)化控制以及節(jié)能降耗功能進(jìn)行研究是非常具有現(xiàn)實(shí)意義的。文章就此進(jìn)行分析。

供熱系統(tǒng)；自動(dòng)化控制；節(jié)能降耗

1.城市集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及調(diào)控基本原理

1.1 城市集中供熱系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

與國(guó)外的供熱系統(tǒng)相比，我國(guó)城市集中供熱系統(tǒng)仍舊存在很大的差距，其主要體現(xiàn)在對(duì)熱網(wǎng)的控制和調(diào)節(jié)方面。目前，國(guó)外的熱網(wǎng)控制已完全融入自動(dòng)化系統(tǒng)，熱網(wǎng)的管理和控制已經(jīng)能夠由信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，而我國(guó)因受到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等條件約束，導(dǎo)致熱網(wǎng)控制自動(dòng)化進(jìn)展依然處于初級(jí)階段，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的技術(shù)水平及實(shí)踐效率均沒(méi)有取得理想效果，且我國(guó)城市集中供熱系統(tǒng)中自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。但隨著世界經(jīng)濟(jì)一體化的實(shí)現(xiàn)，我國(guó)不斷引進(jìn)世界各國(guó)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，我國(guó)熱網(wǎng)控制自動(dòng)化水平快速提升，自動(dòng)化控制形式向多元化方向發(fā)展，許多設(shè)備都得到更新，在城市集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

1.2 城市集中供熱系統(tǒng)的調(diào)控基本原理

從廣義的角度來(lái)看，熱網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要由熱網(wǎng)中的熱力站及熱源廠兩個(gè)部分組成。熱網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)θ繜崃φ具M(jìn)行實(shí)時(shí)控制和監(jiān)測(cè)，其中既可以控制站內(nèi)全部的一次網(wǎng)回水電動(dòng)閥門(mén)，同時(shí)還能通過(guò)中央控制室調(diào)控全部的熱力站及其網(wǎng)絡(luò)。熱網(wǎng)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)熱源廠中心控制室。熱源廠作用主要在于負(fù)責(zé)對(duì)全部熱力站內(nèi)的所有儀器設(shè)施的使用情況進(jìn)行遠(yuǎn)程觀測(cè)，及時(shí)收集各熱力站的數(shù)據(jù)信息，通過(guò)詳細(xì)的研究及比對(duì)，以這些數(shù)據(jù)信息作為基礎(chǔ)，經(jīng)由計(jì)算機(jī)分析后，從而得出正確的控制指令。然后遠(yuǎn)程輸送、執(zhí)行這些控制指令，有效地調(diào)節(jié)熱網(wǎng)系統(tǒng)，使其能夠安全、穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。(2)各小區(qū)熱力站。一般每個(gè)小區(qū)熱力站閥門(mén)的控制及調(diào)節(jié)，都是根據(jù)預(yù)定溫度值進(jìn)行的。此外，也可以通過(guò)直接執(zhí)行上一次系統(tǒng)執(zhí)行的指令，以管理和控制一次網(wǎng)回水閥門(mén)。(3)通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)的功能主要負(fù)責(zé)傳輸及配置熱力站和中心控制之間的有關(guān)數(shù)據(jù)。

2.供熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的措施

2.1 軟硬件控制

供熱系統(tǒng)中使用DCS控制系統(tǒng)后，不僅使供熱系統(tǒng)的運(yùn)行狀況更好地被了解，也可以在系統(tǒng)之外對(duì)其進(jìn)行控制，比如：依據(jù)DCS控制系統(tǒng)的“顯示”功能，工作人員能夠更好地了解設(shè)備的運(yùn)行情況，這為故障的檢修和設(shè)備的調(diào)試帶來(lái)了極大的便利。對(duì)供熱系統(tǒng)實(shí)行軟硬件控制，需要在軟硬件系統(tǒng)中加入紅外、測(cè)溫設(shè)備，只有如此，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，工作人員才能確保設(shè)備會(huì)按照系統(tǒng)的指令進(jìn)行工作，同時(shí)保證DCS控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中能夠依據(jù)電氣設(shè)備工作程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行記錄，以便其與測(cè)溫裝置配合對(duì)供熱系統(tǒng)裝備的溫度進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整。此外，在供熱系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，根據(jù)測(cè)溫裝置發(fā)出的信息，在不同時(shí)間段內(nèi)依據(jù)溫度調(diào)控措施，利用計(jì)算機(jī)對(duì)鍋爐出口水溫進(jìn)行控制，以確保供熱系統(tǒng)的內(nèi)部溫度處于正常范圍，從而對(duì)供熱系統(tǒng)的持續(xù)性供熱給予保障。

2.2 智能控制

供熱系統(tǒng)要想實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，就必須要使用智能控制模式，這種模式也是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的有效方法之一。由于鍋爐供熱控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且其具備的熱容性大、危險(xiǎn)性高等特點(diǎn)也會(huì)對(duì)其控制效果造成一定的影響，因此，為了使供熱系統(tǒng)達(dá)到自動(dòng)化控制目標(biāo)，工作人員就需要在供熱系統(tǒng)中添加智能化操控環(huán)境，以便使其與DCS控制系統(tǒng)相互配合，并結(jié)合操作人員所起的作用來(lái)解決供熱系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題。

2.3 集中控制

供熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的基礎(chǔ)就是集中控制。供熱系統(tǒng)要想實(shí)現(xiàn)集中控制，就需要充分發(fā)揮中央控制室的作用。在對(duì)供熱系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制之前，必須要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行一定的改進(jìn)，其中最重要的改進(jìn)內(nèi)容就是調(diào)整上位控制管理系統(tǒng)，以確保供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化控制能夠順利完成。另外，操作人員還可以通過(guò)提高供熱系統(tǒng)控制承載能力的方法，使鍋爐自身的燃燒控制向自動(dòng)化控制轉(zhuǎn)變。

3.系統(tǒng)耗能主要環(huán)節(jié)

3.1 制備方面

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加快，各個(gè)城市供熱問(wèn)題日趨嚴(yán)重，現(xiàn)階段我國(guó)供熱系統(tǒng)普遍使用的制備熱源手段主要有三種，分別是：建設(shè)熱電廠、燃料燃燒以及建設(shè)爐房。對(duì)于燃燒過(guò)程，必須消耗相應(yīng)的燃料，主要有天然氣、煤以及木材等，而供熱鍋爐房形成的能耗普遍在于各種生產(chǎn)設(shè)備的使用，包括：水泵、鍋爐、各種輸送設(shè)備以及所采用的鼓風(fēng)機(jī)等。

3.2 能量轉(zhuǎn)換方面

對(duì)于供熱轉(zhuǎn)換過(guò)程來(lái)說(shuō)，能耗最多的就是熱力站，這是由于熱能轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過(guò)熱力站里面交換器的處理，有效將一級(jí)網(wǎng)熱能變?yōu)槎?jí)網(wǎng)，通過(guò)相應(yīng)處理后再把熱能供給用戶。熱力站里面能耗產(chǎn)生的主要設(shè)備包括：循環(huán)泵、補(bǔ)水泵以及熱交換器等，大多數(shù)消化的能量為電能、水能和生產(chǎn)熱能。

3.3 傳輸方面

因?yàn)槭艿郊夹g(shù)條件和相應(yīng)供熱設(shè)備的自身局限，我國(guó)現(xiàn)今普遍使用的輸送裝置為相應(yīng)熱網(wǎng)設(shè)施。對(duì)于輸送管道來(lái)說(shuō)，其組成部分主要有：保護(hù)層、鋼管以及保溫層等，按照不同情況組裝輸送管道。系統(tǒng)傳輸供熱的時(shí)候會(huì)消耗很多電能、熱能以及水能，可以按照熱網(wǎng)熱效來(lái)掌握具體能耗情況。

3.4 系統(tǒng)用熱方面

實(shí)際應(yīng)用供熱系統(tǒng)的過(guò)程中，必須配合使用比較合適的用熱設(shè)備。其中城市居民因?yàn)槭艿浇ㄖこ探Y(jié)構(gòu)的限制，一般應(yīng)該通過(guò)采暖散熱器把相應(yīng)的熱能有效發(fā)散至室內(nèi)，所以采暖散熱器就是一種高能耗設(shè)備。必須根據(jù)供回水溫差積分以及具體循環(huán)水量來(lái)判斷檢測(cè)能耗大小。

結(jié)束語(yǔ)

供熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制就代表其生產(chǎn)力得到了提升，盡管前期投入會(huì)比較大，但是在建設(shè)完成后的長(zhǎng)期使用過(guò)程中節(jié)約的水、電與人力也是十分顯著的。因此，必須加強(qiáng)熱網(wǎng)控制自動(dòng)化的研究，解決自動(dòng)化過(guò)程的問(wèn)題，改善供熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的供熱服務(wù)。

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[2]容得宇.自動(dòng)化控制系統(tǒng)在自來(lái)水廠節(jié)能降耗中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2015，14：99-101.

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