自動控制技術在集中供熱節(jié)能方面的應用

何忍宏

（鄭州市熱力總公司，河南 鄭州 450000）

自動控制技術在集中供熱節(jié)能方面的應用

何忍宏

（鄭州市熱力總公司，河南 鄭州 450000）

在如今這個資源節(jié)約型的社會下，集中供熱已經(jīng)不再新鮮，得到了大家的一致推崇。在實際的集中供熱節(jié)能方面，其中自動控制技術起到了至關重要的作用。本文旨在闡述自動控制技術在集中供熱中的應用。

自動控制技術；集中供熱；節(jié)能；換熱站

社會在不斷進步，新的方式方法正不斷地出現(xiàn)在大家面前，帶動著科技的進一步快速進步與更好地突破。當集中供熱節(jié)能的概念被提出后，得到了大家的一致認同。現(xiàn)在的許多企業(yè)中都擁有著能夠供給一定數(shù)目用戶的換熱站，他們大多數(shù)都采用最先進的供熱系統(tǒng)與供熱相關設備，經(jīng)過專業(yè)人士的操縱和管理，現(xiàn)在已經(jīng)可以做到真正意義上的無人操作，全面實現(xiàn)對供熱的自動化控制。

1 換熱站自動控制體系構(gòu)建原理

集中供熱的換熱站工作過程中，要想在確保能夠供熱成功的基礎上求得最小的成本，就必須做到對運輸過程中熱能或者電能等利用率的最大化。基于這些要求，就需要制定出一套完整、合理的自動控制體系，還需要有先進適當?shù)墓醿x器參與自動控制過程。在實際的供熱過程中，要充分考慮自身供熱系統(tǒng)的難易程度以及具體的供熱對象，來挑選合適的自動控制儀器。

2 換熱站自動控制體系的構(gòu)成

在實際的供熱系統(tǒng)中，根據(jù)具體的供熱情況，可以采取合適的方式來對用戶進行供熱。比如說，可以通過換熱站對兩個具有遞進關系的用戶網(wǎng)進行熱能的互換，最終把熱量運輸?shù)接行枰臏蚀_地點。一般的換熱站自動控制體系是由PLC、電器極其儀表、信息傳輸口等構(gòu)成的。在供熱中，還需要工作人員記錄相關的數(shù)值，比如有溫度、壓力等常規(guī)數(shù)據(jù)的搜集以及對補水泵等數(shù)值的觀察記錄。

3 換熱站供熱的管控措施

3.1 對供熱用戶室外溫度的管控方式

從能量守恒定律來考慮，在外界環(huán)境一定的情況下，如果不計在輸運過程中能力的損耗，那么輸出的熱能應該與最終提供給用戶的熱量是相等的。然而，這種情形只是一個理想狀態(tài)，在實際過程中是不可能得到保證的。經(jīng)過對最終輸送到每個用戶的熱量的計算，可以發(fā)現(xiàn)如果想要使供熱量為一個特定的數(shù)值，就必須嚴格把控用戶的室外溫度對供熱量的影響作用。因此，在自動控制體系中，需要在控制室外溫度上采取相應的措施，例如可以采取室外溫度與供水溫度共同調(diào)節(jié)或者分段更換水流量的辦法。

3.2 對供熱水溫的調(diào)節(jié)措施

通過觀察供熱水溫的計算公式中，可以發(fā)現(xiàn)在一定的時間范圍內(nèi)，用戶的室外平均溫度與供熱水溫存在著某種對應的函數(shù)關系。對于現(xiàn)在供熱系統(tǒng)中采取的自動化控制設施可以極大地控制供熱水溫，這種調(diào)控方式既簡單，又穩(wěn)定，并且具有管控周期短的優(yōu)點。因此，這種調(diào)控方式廣泛地應用于階段性的熱力站中。然而，隨著對其使用頻率的增加，這種調(diào)控方式也暴露出了很多的缺陷，比如在固定溫度的室外環(huán)境下，一旦單位時間內(nèi)的水流量發(fā)生變化，其供熱水溫就會立刻發(fā)生變化。此外，供熱體系給大家?guī)肀憷耐瑫r也產(chǎn)生了一定的弊端，作為一個人為構(gòu)建的系統(tǒng)，其表現(xiàn)出較大的惰性，有時候甚至會出現(xiàn)時間上的滯后性。在對儀器正確設置的情況下，要特別注意水的單位流量，還要防止對儀器造成的碰撞等不良現(xiàn)象，使得已經(jīng)設定好的數(shù)值出現(xiàn)不必要的跳躍情況，對于這個供熱系統(tǒng)的工作是相當不利的。

3.3 對單位時間內(nèi)的水流量的調(diào)節(jié)方式

在自動供熱系統(tǒng)中單位時間內(nèi)水流量的控制對于體系正常的運行是相當重要和關鍵的，經(jīng)過長時間的研究分析，發(fā)現(xiàn)可以通過對調(diào)控過程進行恰當?shù)膭澐蛛A段來實現(xiàn)對水流量的調(diào)節(jié)。采用循環(huán)水泵不僅能夠確保輸送到用戶的水力狀況的合理化，而且可以盡量采取一對一或是一對多的把控形式。具體調(diào)節(jié)方式如下所述：

3.3.1 定壓差調(diào)節(jié)模式

顧名思義，這種調(diào)節(jié)模式是把用戶網(wǎng)管道的壓力差作為調(diào)控對象，再結(jié)合變頻循環(huán)水泵的旋轉(zhuǎn)作用下，使得管口的壓力差保持在特定的范圍內(nèi)。在具體的供熱系統(tǒng)中，這種調(diào)節(jié)模式的使用是相當普遍而又便捷的。這樣就更加有利于自動化的集中供熱，大大地提高了資源的利用率。

3.3.2 分階段改變單位時間內(nèi)的水流量

在具體的供熱過程中，需要結(jié)合不同的氣候特征來進行適度的熱量輸運。在實際的供熱條件下，一般可以劃分為供熱的初期、中期以及酷寒期這幾個時期。根據(jù)每個時期氣候不同的特征，采用循環(huán)水泵與指定的水流量調(diào)控儀器相結(jié)合的方式對用戶進行供熱。這種針對具體不同的氣候特征供應相應的熱量的措施，一方面能夠保證用戶的供熱需求得到極大的滿足；另一方面還可以有效地緩解部分地區(qū)水、電等資源緊缺的現(xiàn)狀，是極其有利的一個供熱系統(tǒng)。在用戶的實際使用中，還會存在供熱高峰期的現(xiàn)象。那么，在如今的分階段供熱過程中，就充分考慮到了這一問題，可以對相關的儀器設置特殊的時間段，盡量保證用戶對熱能的充分需求量。

4 集中供熱的節(jié)能效果

4.1 能夠有效地降低單位熱能的損耗

通過對供熱熱能的集中處理措施，使得管網(wǎng)水資源的控制管理得到了很大的改觀，讓每家每戶能夠做到按需取量的要求，同時也極大地改變了用戶的供熱問題。與此同時，經(jīng)過對供熱體系中各個環(huán)節(jié)合理的規(guī)劃處理，使得以往由于非自動調(diào)節(jié)出現(xiàn)的一系列弊端得到了極大的改善。如此一來，一方面減少了不必要的人力資源浪費，讓工作變得更加簡單易，于操作；另一方面，大大提高了工作效率，同時也在很大程度上避免了對水、電等資源的浪費現(xiàn)象。

4.2 對單位用電的損耗有很好的緩解作用

由上可知，通過在換熱站加入對可變頻水泵的使用，使得水泵儀器的頻率實現(xiàn)了全面自動化的效果，那么，及時對儀器的電壓及頻率的相應改變，使得能量的損耗得到了很大的緩解。現(xiàn)在的變頻水泵已經(jīng)達到了很高的水平，不僅僅是由于可調(diào)節(jié)的范圍比較廣，還因為他能夠持續(xù)保有需要的頻率，同時還具備良好的運行效能。此外，通過這種設計，一方面可以避免儀器因大功率運行而導致?lián)p壞，極大的延長了儀器的使用壽命；另一方面，由于變頻水泵的靈活性，當用戶所需熱量較小時，可以通過改變電流的形式來較少熱量的不必要損失。

4.3 能夠極大地減少人工費用

經(jīng)過在供熱系統(tǒng)中自動控制技術的使用，不僅可以有效地降低對水、電等資源的浪費，還能降低在這個過程中對人工等的費用。如今的自動控制儀器已經(jīng)完全可以實現(xiàn)無人操作的終極目標，再也不需要為了對儀器進行檢測、調(diào)試等進行專人的管理控制。這樣一來，不僅減少了大量的人力資源，也為國家節(jié)省了很大一筆費用的支出，同時還可以達到節(jié)能的基本要求。

5 總結(jié)

綜上所述，隨著現(xiàn)代社會日新月異地不斷發(fā)展與更新，為了更加全面地實現(xiàn)對資源的有效化以及合理化利用，集中供熱的方式被提出并很快得到了大家的廣泛認可。根據(jù)綜上論述，可以知道自動控制技術在其中占據(jù)著十分重要的一個環(huán)節(jié)。不難看出，對于不同地區(qū)的供熱需求，自動控制技術有著不同的體現(xiàn)與應用。

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1671-0037（2014）03-65-1.5

何忍宏（1973.9-），女，本科，工程師，研究方向：熱力站自動化控制，遠程監(jiān)控。