居民供暖熱交換站的自動化運行實踐

孫志賓　賈永香

摘 要：我單位的居民供暖熱交換站經過八個采暖期的自動化運行，運行經濟、穩定、可靠，降低了傳統熱力站耗電、人工的運行成本，降低了事故率，較好的完成了供暖任務，得到了大家的好評。

關鍵詞：熱力站 控制器 變頻器 傳感器 自動化

中圖分類號：TU995 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0042-01

開灤集團服務分公司下屬的增盛鍋爐房及熱力站建于2004年，鍋爐房安裝有3臺14MW天津寶成鍋爐廠生產的燃煤熱水鍋爐為熱力站提供熱源，2004年11月初竣工并投入運行，設計供暖面積為49.7萬平方米。結合供熱現狀，理論聯系實際，自2006年12月份開始，熱交換站采取自動化、無人值守的運行方式供暖，截至目前，已成功運行了八個供暖期，技術比較成熟。

熱交換站的核心控制元件采用瑞典KTC公司生產的SRD3211控制器，根據采集的溫度、壓力等數據控制變頻器、溫控閥的運行。根據冬季室外溫度變化自動調節供暖水溫度，能根據熱負荷的變化自動調節循環水泵的流量，自動控制補水泵恒壓運行，壓力、水位、停電、溫度等保護功能齊全，無人值守運轉，管網失水、水源缺水故障自動化系統能按照程序進行處理、報警。

1 自動化系統的硬件構成

（1）SRD3211 PLC。該DDC控制器是熱力站自動化運行的核心器件。有8路數字量輸入、8路數字量輸出、8路模擬量輸入和6路模擬量輸出，集成度高、結構緊湊，且帶有編程界面，方便現場編程。（2）變頻器。各站配備ABB ACS510變頻器，是執行器件。有2路模擬量輸入、2路模擬量輸出、6路數字量輸入和3路繼電器輸出。變頻器本身有PID調節系統，與控制器實時通信，變頻器各控制端子接受DDC控制器的指令，按照程序指令要求驅動電機運轉，隨供暖系統負荷、二次供回水壓力或其他參數的改變控制電機的運行。（3）傳感器。為了給控制系統提供準確、科學的數據，熱交換站一次側及二次側安裝了西門子Pt1000供回水溫度傳感器、一次側及二次側安裝了西門子供回水壓力變送器、水箱水源干簧管液位計，信號傳輸給DDC控制器，為自動化系統及時準確提供過程參數，為自動化系統的運行調整提供依據，同時確保自動化系統的報警、連鎖保護及時準確動作。（4）丹佛斯溫控閥。它是執行器件，由24 V直流電源供電，閥體安裝在換熱裝置的一次側回水部位，閥體的控制部分和控制器實時通信，接受DDC控制器0～10 V直流信號，依靠調節閥體閥門開度大小調節一次側水流量，從而調節二次側供水溫度。

2 居民供暖熱交換站自動化運行功能介紹

（1）按照溫度曲線程序控制采暖溫度功能。在一次熱源滿足要求的前提下，二次側供水溫度隨室外溫度的變化按照設定好的程序曲線自動進行運行調節，即室外溫度傳感器實時監視室外溫度，DDC控制器把采集來的數據進行程序運算，實時調整溫控閥開度，為用戶輸出合適溫度的供暖用水。（2）動態調整二次側供暖水流量。通過熱力學計算，結合現場實際，我們熱交換站的熱水循環水泵的供回水壓差應用了PID閉環控制，二次供回水保持0.1 MPa的壓差，供熱運行過程中若二次管網熱負荷發生波動，DDC控制器通過變頻器能自動調整循環水泵的轉速，保持二次供回水0.1 MPa的壓差，從而動態調整出合適的二次循環水流量，達到節電的目的，在保障正常供暖的前提下實現經濟運行。（3）變頻恒壓補水功能。補水采用了PID閉環，變頻恒壓補水，并且針對不同熱力站的失水情況，失水量小的熱力站補水泵調試出了睡眠運行功能，失水量大的調試出了長期恒壓運行功能，合理設定了補水壓力上下限及PID參數，即保障了及時穩定補水，又實現了節水節電的效果。（4）日常異常狀況自動處理。①二次側壓力保護功能。當室外二次管網出現意外跑水，二次回水壓力低于設定值時，循環水泵保護停車、溫控閥關閉、補水泵繼續補水，待管網壓力升高到系統允許運行壓力后，循環泵自動開啟，溫控閥開啟，恢復功能運行。②水箱水位保護功能。軟化水箱低水位時，為避免熱力站補水泵缺水運轉，DDC控制器通過補水泵變頻器控制補水泵停止運行，水箱經不斷蓄水，達到允許運行水箱水位時補水泵自動運行。（5）停電保護功能。如果遇到熱交換站停電，系統自動關閉一次側溫控閥，停止熱交換，來電后，不需要人工合電、啟動、按鈕等操作，系統按照DDC控制器程序各組件自動投入運行狀態。（6）溫度保護功能。當室外溫度高于設定值，如，室外溫度到了20 ℃，控制器認為此時溫度已經挺高了，沒必要供熱，這時候系統經濟停車，節省大量熱源。

3 供暖熱交換站電氣故障及處理經驗

（1）DDC控制器部分。①溫控閥與循環泵連鎖，只有當循環泵運行時才允許溫控閥動作，循環泵停止時溫控閥應全閉。②循環泵與室外溫度限定值和二次回壓力限定值連鎖。（2）循環泵變頻器壓差給定值、補水泵變頻器壓力給定值可編程設定。（3）ABB變頻器部分。當變頻器突然停止工作時，請先切斷電源開關，檢查電路是否有問題，排除電路故障后，給變頻器送電。在控制盤上進入01組參數，檢查0118，0119，0121相對應的給定，反饋，啟動信號是否已由控制器送入，并具備運行條件。（4）傳感器部分。熱電阻溫度傳感器：傳感器類型（PT1000、NI1000、TAC等）是否設置正確，排除后檢查接線是否正確，排除后，方可判定是否為溫度傳感器本身故障。壓力傳感器：電源（24 V）與實際值所對應的接線是否正確，排除后在DDC控制器上校對顯示值與對應壓力表盤現實數值的差異，用萬用表測量實際值，排除后方可判定是否為壓力傳感器本身故障。（5）循環泵部分。循環泵停止工作時，首先檢查DDC控制器連鎖點是否運行，核對各溫度、壓力參數情況，排除后查閱變頻器部分故障。（6）補水泵部分。補水泵停止工作時，首先判斷補水泵變頻器是否處于睡眠狀態（變頻器睡眠代碼為ALARM28），再檢查控制器是否送出啟動信號給變頻器（DU通道OUT知識燈應亮）。（7）溫控閥部分。開度值與控制器輸出是否相符，旋轉方向是否正確。

4 結語

多年以來，居民供暖熱交換站的自動化運行已經實踐了八個采暖期，從系統的硬件、軟件技術構成到采暖期的運行管理、故障排除已經成熟，運行安全、穩定、可靠、事故率低、勞動強度小，節省了人工，節約了用電，較好的完成了供暖任務。

參考文獻

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