供熱綜合自動(dòng)化技術(shù)及其工程化應(yīng)用

范紹鑫

（長春市熱力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，吉林 長春 130000）

1 供熱建設(shè)中的電氣化工程

電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用具有較強(qiáng)綜合性，存在較多技術(shù)重難點(diǎn)。如果熱力公司要提升自動(dòng)化水平，需要全面分析電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)的要點(diǎn)，掌握自動(dòng)化技術(shù)的核心，同時(shí)以相關(guān)建設(shè)理念為依據(jù)，不斷改革、創(chuàng)新。對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用而言，電氣元件和控制系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展是重點(diǎn)。但一般情況下，熱力公司不具備自主改革與創(chuàng)新的能力，且知識(shí)產(chǎn)權(quán)也具備一定的限制能力。因此，熱力公司必須積極采取有效對(duì)策提升自動(dòng)化水平。具體地，以技術(shù)重點(diǎn)、難點(diǎn)為突破口，充分應(yīng)用先進(jìn)電子技術(shù)元件構(gòu)建電力系統(tǒng)，更大程度提高自動(dòng)化水平。

供配電系統(tǒng)中，供熱系統(tǒng)至關(guān)重要，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。供熱系統(tǒng)將熱提供給工廠或者住宅小區(qū)中的人們，為其營造舒適的工作環(huán)境和生活環(huán)境。因此，建設(shè)供熱工程應(yīng)考慮綜合效果。一般情況下，企業(yè)會(huì)結(jié)合電氣化、自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)以及建筑本身的特性，如普通高層建筑屬于低壓建筑，采用低壓供電方式。

集成供熱自動(dòng)化技術(shù)中的電氣化技術(shù)。

（1）電力系統(tǒng)中利用電力負(fù)荷等相關(guān)技術(shù)，以住宅小區(qū)為技術(shù)研究對(duì)象，為全體住宅居民提供供熱服務(wù)，實(shí)現(xiàn)供暖系統(tǒng)的全范圍覆蓋。因此，電力系統(tǒng)的復(fù)雜度將大大提高。電力公司若是為每個(gè)家庭分開供電，將影響電力系統(tǒng)的安全可靠性。此外，電廠停電檢修時(shí)會(huì)導(dǎo)致所有用戶停電。

（2）低壓設(shè)備及低壓配電系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)。通常情況下，居民住宅小區(qū)應(yīng)用的電網(wǎng)系統(tǒng)為低壓配電系統(tǒng)，主要由配電裝置和配電線路組成。住宅小區(qū)采暖施工中，安裝低壓配電系統(tǒng)的方法有三種。以某公司為例，使用的低壓電氣設(shè)備包含電子接觸器和自動(dòng)空氣開關(guān)[1]。

2 熱集成自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用中存在的安全問題

以北京某大型住宅小區(qū)工程為例，研究供熱綜合自動(dòng)化以及工程化應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)電氣工程存在以下幾方面安全問題。

（1）電氣絕緣。要保證住宅小區(qū)電氣設(shè)備正常運(yùn)行、居住者的生命安全與財(cái)產(chǎn)安全，需處理好配電線路和電氣設(shè)備之間的問題。電氣設(shè)備運(yùn)作良好建立在兩者具備一致性的基礎(chǔ)上。

（2）規(guī)范安全距離。用電安全與人們的生命安全息息相關(guān)。因此，用電安全距離在供熱綜合自動(dòng)化以及工程化的系統(tǒng)中至關(guān)重要。安全距離是指物體和帶電物體之間的距離、帶電物體和人體之間的距離、帶電物體與帶電物體之間的距離。避免帶電物體的潛在危險(xiǎn)，應(yīng)保持物體與地面之間的對(duì)應(yīng)距離。

（3）系統(tǒng)安全承載能力。從安全電力專業(yè)方面說，它是指從導(dǎo)體上穩(wěn)定通過的電流量。電流量一旦超過導(dǎo)體的最大荷載，就會(huì)損壞導(dǎo)體，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成火災(zāi)事故，威脅相關(guān)操作人員和人民群眾的人身安全。所以，規(guī)劃供熱系統(tǒng)與住戶實(shí)際操作，必須嚴(yán)格按照國家規(guī)定的最新安全標(biāo)準(zhǔn)選擇安全裝置和導(dǎo)線截面。

3 供熱綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的構(gòu)成

現(xiàn)代背景下，供熱自動(dòng)化綜合技術(shù)及其工程化應(yīng)用已經(jīng)應(yīng)用于生活的方方面面。供熱系統(tǒng)構(gòu)建中，應(yīng)用熱交換站智能控制單元，根據(jù)現(xiàn)代工業(yè)信息技術(shù)，構(gòu)建基于Web同步控制技術(shù)的局域網(wǎng)絡(luò)管理與控制平臺(tái)。ILT實(shí)現(xiàn)了住宅安全供熱的全范圍覆蓋，主要系統(tǒng)包括以下幾種。

（1）供熱管網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用GSM短消息、無線電等通信技術(shù)，控制集中供熱站的換熱站范圍。反饋的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以指導(dǎo)員工及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并采取措施解決問題。例如，熱網(wǎng)堵塞和泄漏等。相關(guān)管理部門可以調(diào)節(jié)閥門，保證各區(qū)域熱網(wǎng)平衡，減少發(fā)生冷熱不均的現(xiàn)象。此外，該系統(tǒng)的節(jié)能效率可達(dá)20%左右。

（2）熱網(wǎng)能源信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要采用Internet計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，是一個(gè)局域網(wǎng)信息通信平臺(tái)。熱網(wǎng)能源信息管理系統(tǒng)可以收集、整理供熱管網(wǎng)服務(wù)區(qū)的能源資料。通過局域網(wǎng)信息平臺(tái)，系統(tǒng)管理員能夠及時(shí)了解供熱管網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況。

（3）供暖系統(tǒng)的熱源自動(dòng)控制系統(tǒng)。加熱系統(tǒng)的熱源是向加熱網(wǎng)絡(luò)（即鍋爐室）提供熱能的動(dòng)力源。

（4）供熱系統(tǒng)操作培訓(xùn)系統(tǒng)。供暖系統(tǒng)的運(yùn)行和管理離不開人，因此有必要建立模擬操作訓(xùn)練系統(tǒng)，同時(shí)綜合供熱自動(dòng)化及其工程的4個(gè)技術(shù)組成部分[2]。

4 供熱綜合自動(dòng)化技術(shù)及其工程化應(yīng)用相關(guān)技術(shù)

供熱綜合自動(dòng)化技術(shù)及其工程化應(yīng)用中，需要提供相應(yīng)技術(shù)支持，其中大量集成頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)最為重要。此外，從供熱綜合自動(dòng)化技術(shù)及其工程化應(yīng)用角度來說，發(fā)現(xiàn)與分析相關(guān)數(shù)據(jù)也至關(guān)重要。

4.1 變頻技術(shù)的應(yīng)用

目前，我國的科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，變頻技術(shù)取得了巨大進(jìn)步。變頻技術(shù)可靠且成本較低，所以應(yīng)用越來越廣泛，尤其在泵和風(fēng)機(jī)的控制和應(yīng)用方面。計(jì)算機(jī)與變頻器結(jié)合形成的管理模式簡便、經(jīng)濟(jì)，優(yōu)勢顯著，成為最佳供熱綜合自動(dòng)化與項(xiàng)目管理模式。該管理模式拓展了傳統(tǒng)監(jiān)控儀器的應(yīng)用范圍，不僅發(fā)揮了原本的控制管理功能，而且以變頻工程為基礎(chǔ)，通過通信線路把全部變頻器連接到專用工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)了熱網(wǎng)集中管理，且簡化了操作步驟，同時(shí)提高了邏輯保護(hù)功能的應(yīng)用效率，實(shí)現(xiàn)了逆變器的本地操作和遠(yuǎn)程操作，賦予控制操作實(shí)時(shí)性。此外，以原方案為基礎(chǔ)增加相應(yīng)模塊，包括數(shù)據(jù)采集模塊和控制模塊，有利于提高整個(gè)供熱工程的監(jiān)控與管理效率，并具有數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)顯示和數(shù)據(jù)流計(jì)算等功能。

4.2 供熱系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘與分析

供熱綜合自動(dòng)化技術(shù)及其工程化應(yīng)用中，采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)占據(jù)重要地位。它們將供熱系統(tǒng)的管理方式由粗放型管理轉(zhuǎn)變?yōu)榱炕芾恚炕芾砟Ｊ降目茖W(xué)性與合理性更強(qiáng)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了供熱系統(tǒng)的智能化和現(xiàn)代化。在發(fā)現(xiàn)、分析相關(guān)數(shù)據(jù)的過程中，量化管理模式可以解決量化管理和人員績效考核中存在的問題，嚴(yán)格控制系統(tǒng)運(yùn)行成本，保障系統(tǒng)供熱效率。在評(píng)價(jià)運(yùn)行控制方式的基礎(chǔ)上，它明確了系統(tǒng)管理的改進(jìn)方向，提高了系統(tǒng)管理水平和供暖系統(tǒng)的效率。此外，數(shù)據(jù)挖掘和分析可以提高運(yùn)營商的績效評(píng)價(jià)，從而改善運(yùn)營模式。

5 供熱綜合自動(dòng)化技術(shù)的工程化應(yīng)用實(shí)現(xiàn)辦法

（1）以之前的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ)，加強(qiáng)電氣安全控制系數(shù)，促進(jìn)供電用戶享受更安全、可靠的熱網(wǎng)服務(wù)。供熱建設(shè)工程包括安全性、可靠性，因此工作人員必須做好各項(xiàng)工作。

（2）近年來，伴隨科技的快速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)有了巨大進(jìn)步，并且為電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支持，完成了自動(dòng)變電站的構(gòu)建，最大程度地滿足了用戶對(duì)供熱系統(tǒng)的用電需求。以北京冬季為例，日益增長的供暖需求量直接影響變電站的穩(wěn)定性。供熱綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的人工操作，便于工作人員管理，而且可以實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站。系統(tǒng)管理員可以分析、處理自動(dòng)監(jiān)控平臺(tái)收集的數(shù)據(jù)，獲取有價(jià)值的信息，減少變電站事故的發(fā)生概率，從而提高熱網(wǎng)的穩(wěn)定性[3]。

（3）充分應(yīng)用信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度控制自動(dòng)化。例如，公司應(yīng)用多種現(xiàn)代電源設(shè)備，引入相應(yīng)的硬件設(shè)備，不斷促進(jìn)電網(wǎng)調(diào)度控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

6 結(jié) 論

加強(qiáng)供熱系統(tǒng)的監(jiān)督和控制，分析提高供熱施工技術(shù)自動(dòng)化水平的優(yōu)勢并提出具體措施，可提升供熱系統(tǒng)的效率，減少投入成本，加強(qiáng)了多種新型科技的集約化。目前，供熱綜合自動(dòng)化技術(shù)及其工程化應(yīng)用的發(fā)展前景不容小覷，需不斷深入探索與研究。