集中供熱系統中熱網的電氣自動控制分析

楊思雨

摘要：科技的進步以及經濟的發展使得集中供熱系統的應用越來越廣泛和普遍，集中供熱系統不斷改進，熱網電氣自動控制成為了集中供熱系統發展的重要趨勢。對集中供熱系統的熱網實行電氣自動控制能有效優化供熱服務，為用戶提供溫度均衡的熱量供應，并達到節能減耗的效果。為此，對集中供熱系統熱網電氣自動控制進行研究具有必要性。

關鍵詞：集中供熱系統；熱網；電氣自動控制

1我國城市集中供熱熱網電氣自動控制系統的發展現狀

近年來，隨著自動控制系統的廣泛應用，集中供熱系統中也開始進一步部署這種自動控制系統。目前，國外的熱網控制已完全融入自動化系統，而我國因受到技術、經濟等條件約束，城市集中供熱系統仍舊與其有很大的差距[3]。如，我國城市集中供熱系統中自動化技術的發展較為緩慢，熱網的管理和控制還不能夠由信息網絡實現；我國對熱網的控制和調節尚不成熟，自動化控制系統的實踐效率沒有取得理想的效果等。總之，雖然我國集中供熱熱網自動化系統取得了一定的發展，但目前我國熱網控制還未真正完全融入自動化系統，我國還需不斷引進世界各國先進的科學技術，使自動化控制形式向多元化方向發展，從而促進熱網自動化控制系統的運行效率得到更加充分的體現。

2集中供熱系統中熱網電氣自動控制方案

2.1熱網電氣自動控制的主要設備

在運行正常的情況下，集中供熱系統的主要工作是調節熱網的熱力參數。一般來說，集中供熱系統中熱網的熱力參數主要是運行壓力、熱網流量、溫度等等，電氣自動控制設備能實現對熱網熱力參數的有效控制。通常情況下，集中供熱系統中熱網電氣自動控制的主要設備包括變頻器、電動閥、傳感器等等。中央數據處理器是集中供熱系統熱網自動控制的主要設備，要實現對熱網的自動控制，就必須實現對中央數據處理器的把控。中央數據處理器的主要特征是能及時對數據信息進行處理，并通過自身網絡端接口輸入、輸出數據信號，及時獲取熱網數據信息。電動調節閥是集中供熱系統中熱網的主要電氣自動控制設備，具有調節系統的作用。熱網、壓力對電動調節閥的影響較小，為此在集中供熱系統中應用電動調節閥能有效提升熱網的穩定性。變頻器是改變泵類轉行方式的主要設備，變頻器的端口能自由輸入或輸出數據，變頻器還能隨時切換熱網電氣自動控制中的電機數據。同時，變頻器還能保護電壓、電線、電動機。最后，變頻器能保護電壓、線路和現場控制器。除上文中筆者提到的熱網電氣自動控制系統的設備外，熱網電氣設備的傳感器、現場控制器都能參與城市建設。電氣自動控制中的傳感器通常有流量統計器、壓力變送器、溫度傳感器等。

2.2換熱站的自控系統

溫度變送器以及壓力變送器是換熱站中應用比較廣泛的自動控制設備，另外，自動調節閥、循環泵、補水泵以及流量計等也是常用的幾種自動控制設備。換熱站的自動控制回路主要是由一次管網流量控制回路、二次環網流量控制回路以及二次管網定壓回路等組成。在換熱站的自動化管理過程中，針對一次管網流量控制回路的調整控制過程主要是通過一次回水調節閥來實現的，而通過合理的設置和調節二次管網中循環泵以及補水泵的轉速就能實現對二次管網流量的實際控制。另外，換熱站內所有的控制操作都是通過供熱系統調度中心下發的控制指令來實現的，而調度中心在下發控制命令的時候需要經過嚴格的全網平衡算法來進行命令的確認，在換熱站內部設置的PLC系統可以針對整個供熱管網中不同換熱站的實際運行情況進行檢測，然后再根據實際的運行需要來實現對循環泵以及補水泵轉速的控制。

2.3集中供熱系統中熱網電氣自動控制過程

壓力變送器是集中供熱系統中熱網電氣控制中的重要措施，其主要負責控制供熱系統中的補水泵。壓力變送器控制補水泵的具體過程如下：二次網壓力發生變化，壓力變送器對二次管網壓力的系統數據進行采集和匯總，并傳送給現場控制器，而后現場控制器進行數據處理，現場控制器完成數據處理后需對補水泵做出指令，使補水泵按照指令向二次網內補水來穩定壓力，以提高熱網運轉的效率。

熱網的電氣自動控制主要通過溫度傳感器實現，溫度傳感器能采集室外溫度和熱力站供水溫度等相關數據，而后將數據傳輸給現場控制器，以便現場控制器對數據進行處理和計算，確定二次循環網水的溫度。現場控制器計算得出二次循環網水的溫度后，電氣自動控制的調節閥應根據現場控制器計算得出的二次循環水溫度等信息調整流量，以便能達到二次循環水的溫度。調節閥能調節流量，使二次循環水的溫度等參數更加科學合理。熱網電氣自動控制系統的運行基礎是上位機作用。上位機中利用網絡定位系統端，而后對現場控制器下發有關溫度調節的控制指令，讓現場控制器以此為依據操控循環水泵、調節閥等設備，落實控制指令。同時，現場控制器的控制數據應傳送到上位機，通過上位機將數據傳送給總調度中心。

2.4全網自動控制平衡軟件的監控中心

1）數據的遠程采集與實時監控。熱網監控中心可以接受到各熱力站的傳輸數據，其檢測較為全面，可以快速掌握各熱力站的運行情況，有利于及時發現問題并予以處理。2）遠程控制及實時調控。遠程控制內容包括控制閥門、啟停泵、設定水溫值等。監控中心軟件可通過收集一次網的流量和壓力等，為二次網自動計算并分配相應的供應熱量，實現熱網平衡、穩定的運行。3）報警管理與調度指揮。表現為當熱力站發生超壓、超溫等非正常情況時，熱力站監控中心攜帶報警功能的軟件會立即發出報警信息，并及時診斷、檢修和控制。熱網監控系統的調度室可以掌握全部熱力站的運行參數，從而使熱力站可根據調度室發出的調度指令，對熱力站進行調度，實現熱量均攤。

結論

在現代能源結構越來越復雜的情況下，實現城市的集中供熱自動化系統建設能夠極大提升能源的利用效率，有效避免能源浪費，并合理控制城市供熱的運行成本，是一種實現人與自然環境協同發展的途徑。隨著科學技術的不斷進步，在未來，城市的集中供熱自動化控制系統在不斷的發展過程中，必然會向著更高水平的智能化、自動化方向發展，也必將改變傳統供熱系統大流量、溫差小、供熱不均勻、能源利用率低的現狀，而實現集中供熱系統的小流量、大溫差、平衡供熱的經濟性供熱模型。而在技術不斷發展的形勢下，也能實現用戶個體結合實際需求進行自動調節的功能。

參考文獻

[1]姜波，田茂誠，唐玉峰，李寶興.基于地理信息系統的供熱系統設計[J].區域供熱，2018，（03）：31-34

[2]管霖，江澤濤，唐宗順.基于集中質-量調節的綜合能源系統供能管網管徑優化設計方法及系統經濟性分析[J].電力自動化設備，2017，37（06）：75-83.

（作者單位：石家莊華電供熱集團有限公司）