談在集中供熱中自控技術的應用及實施

高 凡

(太原市熱力公司，山西 太原 030031)

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談在集中供熱中自控技術的應用及實施

高 凡

(太原市熱力公司，山西 太原 030031)

介紹了集中供熱的概念與原理，針對集中供熱方式中存在的問題，提出了在集中供熱中實施自控技術，并闡述了自控技術的管理措施，有利于保障供暖質量，提高供暖能源的利用率。

集中供熱，熱能，自控技術，管理措施

當下城市化的進程越來越快，居民生活區急速增加，目前的供熱方式以集中供熱為主，相比過去的分散式供熱方式，集中供熱方式在能源節約方面有著顯著的提高，能源利用率也達到較高的水平，在科學管理的方式下，能源可以得到更合理的利用和分配，供熱的質量更有保障。

1 集中供熱簡介

1)概念。集中供熱一般是以熱水或蒸汽作為熱媒構建一個統一的集中熱源系統，在居民區、工業區的范圍里，給生活、生產中保障熱能供應。城市集中供熱系統在今天的城市化發展中占有舉足輕重的地位，是為民服務的市政基礎建設設施。高供熱效率、低成本等特征都是集中供熱方式的優點，所以城市系統里，集中供熱工程通過科學的管理，能夠減少財政的支出，帶來更顯著的經濟效益。

2)原理。當下的集中供熱方式按熱源來分有小鍋爐房和熱電聯產兩種形式。熱媒為熱水的供熱系統原理上是熱水泵式循環，熱媒為蒸汽的供熱系統原理上是高壓蒸汽用戶和供熱設備間的管道中循環。

2 集中供熱方式所帶來的問題

2.1 熱能的能源利用率低下

采用集中供熱的方式，熱能的能源利用率低下的問題長期存在，收費制度的單一化是引起這個問題的主要原因。無論是企事業單位生產供熱還是居民的生活供熱，收費標準都是按照建筑面積來計量的。因為在一個采暖季中收取的是固定的采暖費，對使用熱能的用戶來說，在節能方面的考慮肯定相對較少。

當供熱方式的粗略調節使得供熱溫度過高，用戶會開窗散熱，造成了熱能的浪費。在一些老舊小區中，存在部分用戶在散熱器上安裝水龍頭，從供熱管道中取熱水用于日常家務等，這種行為對供熱系統造成了極大的損害，使得管網保持不住生產運行所需的壓力，從而造成了更大的熱能浪費。對于這種行為，集中供熱系統沒有設置有效的監管措施，使得這些行為放任自由。除此之外，供熱系統無法在用戶外出時間對其室內供熱進行調節，這也是產生熱能浪費的原因之一。在當下中國，絕大多數的城鎮都采用集中供熱的方式，但是在供熱的具體執行方式上卻不盡相同，部分地區的供熱系統還比較落后，節能技術的應用沒有得到應有的重視，這使得熱能的能源利用率一直上不去。

2.2 集中供熱的監控和設備還有待提高

從集中供熱系統的開始實施到發展成當今的規模已有多年，直到現在，存在很大一部分的設備在實際的生產運行中出現了老化，較少的功能也滿足不了當下的應用，供熱設備質量和短缺等問題也存在于部分地區中，隨著城鎮化的供熱需求量越來越大，出現的供熱管道“跑、冒、滴、漏”問題愈發嚴重。供熱系統對出現的這些問題，沒有針對性的監控措施，發現不了存在的問題，問題一直得不到解決。當事故出現的時候，都不能在第一時間進行處理。除此之外，還有用戶盜用供熱管道中的熱水，這樣會給供熱系統的循環泵、補水泵造成嚴重的損害，長期以往，會影響供熱管道的實際水力平衡，腐蝕生銹的情況也有可能發生，進一步損害供熱系統的正常運行。

3 自控技術在集中供熱工程中的應用

采用集散式的控制系統是自控技術在集中供熱工程中的應用的主要方法，將現場的各種儀表、上位機、下位機等結合到一起組成自動控制系統，由自動控制系統對供熱設備和供熱管網運行進行全面實時的監測、管理和控制。自控技術主要體現在以下幾方面。

3.1 上位機

上位機，又稱為中央管理計算機，通常上位機都在供熱的熱力企業生產調度部門進行管理，上位機需要與下位機等進行相連來實現遠程監控和控制，監測供熱系統中各類設備運行狀況，對運行參數進行顯示和分析，提供給熱力企業的生產運行中心的調度員進行供熱系統的掌握和控制，從而為供熱系統完善提供依據。

在采暖季的實際生產運行中，上位機一般采集的數據包括：一級網、二級網的供回水溫度、供回水壓力，各熱力站內換熱器一級網、二級網出口溫度、壓力，各個循環泵、補水泵的工作狀態、參數，補水流量、軟化水箱液位等。調度員會對上位機的每一個參數測量值設定一個低限和一個高限，如果參數超過測量值，將產生報警。任何參數的報警都將激活系統的公共報警。

在接到報警后，調度員會根據報警內容采取相應的實際操作。根據日常運行中二級網的回水壓力情況設定補水泵的啟停壓力，二級網回水壓力下降到定壓點下限時，補水泵啟動；當二級網壓力補到定壓點上限時，則補水泵停止。補水泵降到定壓點下限不啟動，觸發報警，調度員應結合補水泵狀態和其他參數綜合判斷后，通知維檢人員現場查看。補水泵一直運行，同時軟化水箱液位下降，說明二級網出現跑水情況，調度員應立即聯系用戶單位進行檢修。

3.2 下位機

下位機是根據熱力站的數量進行配置的，每個熱力站都需配置一臺下位機。

熱力站內壓力變送器、溫度變送器、液位變送器等將采集到的數據輸送到下位機，下位機通過網絡把數據傳送到上位機，根據上位機的指令來控制熱力站的熱負荷。

自動控制技術在集中供熱工程中的應用是十分重要和關鍵的，集中供熱系統需要長時間持續的被自控技術控制，從安全方面、經濟方面、效率方面等多方面進行考慮，自控技術在實踐中的應用是必然的。未來，自控技術在原有基礎上進一步研究，從而提高自控技術的穩定性和可靠性。1)使自控技術在多變復雜的環境能夠安全運行，尤其是面對低溫環境或者濕度比較高等條件也要保障運行；2)在抗干擾能力上、穩壓性和精度上多做改進，從而在準確率方面進一步提升；3)在集中供熱系統中，利用自控技術實現自動啟動、自動恢復等功能，打造真正智能化的供熱系統。

4 自控技術管理措施

進入采暖季，在運行過程中采用集中供熱方式需要根據室外氣溫的變化進行相關參數的調節，使得到達用戶家中的熱量與其熱負荷變化相匹配，保持用戶室溫相對恒定。一般的供熱調節方法是采用量調節、質調節、間歇調節和分階段改變流量質調節等。這些調節方法在實際生產運行中達不到精細化管理，針對能源率低下的這個點，采用一種叫“熱量調節法”的調節方法，來實現熱力站熱量的精細化管理，以達到保障供熱質量、能源利用率提升的目的。熱量調節法是根據用戶熱負荷需要量，通過對供水溫度、回水溫度、流量、熱量監測計量裝置的控制，來達到系統預定的供熱量，滿足用戶室溫要求。使用熱量調節法，前提是測溫元件、流量變送器和熱量監測計量儀器等需要在系統中安裝。在能耗精細化管理的運行過程中，根據室外氣溫條件，確定所需提供的供熱量、熱力站運行時間和運行負荷，同時給出參考供水溫度、回水溫度和平均流量，用來指導熱力企業的調度定額供熱并按需調節。在生產運行中，在制訂生產運行方案時明確熱力站的熱負荷、停泵次數和熱力站運行時間，就達到保障用戶室溫達標的基礎上能源損耗降到最低的目的。

5 結語

隨著自控技術的不斷成熟，智能化程度的不斷提高，自控技術在集中供熱系統中還存在著相當大的應用提升空間，目前只開發了比重很小的部分功能。自控技術在供熱穩定性方面、供熱質量方面和供熱技能方面等還有很大的潛力。總之，在集中供熱中，自動控制技術的應用已成為集中供熱未來的發展趨勢。

[1] 張 鶴.自控技術在集中供熱工程中的應用[J].科技視界,2014(21)：201-202.

[2] 劉立軍.自控技術在集中供熱工程中的應用[J].城市建設理論研究，2013(19)：26-27.

[3] 李 寧.淺析提高集中供熱技術的探索與研究[J].工業技術，2012(5)：99-100.

Discussion on the application and implementation of auto-control technology in central heating

Gao Fan

(TaiyuanThermalPowerCorporation,Taiyuan030031,China)

The paper introduces the concepts and principles of central heating. In light of problems existing in central heating, it puts forward implementing auto-control technologies in central heating, and describes auto-control technology management measures, which will be good for guaranteeing heating quality and improving heating energy using ratio as well.

central heating, thermal energy, auto-control technology, management measure

1009-6825(2017)10-0133-02

2017-01-20

高 凡(1989- )，男，助理工程師

TU995

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