集中供熱中熱源廠電氣控制方式的設計應用

田再強

（中國市政工程華北設計研究總院有限公司，天津300074）

1 熱源廠電氣控制管理方面的現狀分析

1.1 電氣材料設備質量有待提高

在整個供熱系統中，熱源廠電氣材料和設備的質量對系統的運行有直接的影響，進而影響供熱效果。現階段，我國電氣材料設備在質量方面還存在一些問題，例如，電氣材料市場缺乏科學的監督管理體系，使市場中流入一些不合格的材料，由于材料采購市場的混亂，導致采購人員在材料方面難以作出正確的選擇。另外，在供熱系統施工前，未對電氣設備進行試運行，使質量水平不高的電氣設備應用到系統中，在一定程度上影響了系統的工作效率。總之，電氣材料設備的質量不高，將直接影響供熱系統的建設和作用的發揮。

1.2 人員綜合素質有待提高

人員作為供熱系統控制的主體，其素質也會對系統運行造成較大的影響，尤其是技術人員。通常技術人員參與系統控制的全過程，并分析各個子系統的運行情況，通過對實際情況的掌握和對數據信息的分析，采取有效措施保障技術操作的準確性。然而在電氣控制技術不斷革新的背景下，部分技術人員對新的電氣控制技術缺少了解和掌握，使自身的技術能力和業務水平難以適應現代技術發展的需求。

2 集中供熱中熱源廠電氣控制方式的設計和應用

2.1 水系統

在熱源廠中，水系統主要由4部分組成：循環水泵、除氧水泵、補水泵、原水加壓泵。具體來說，循環水泵通常由變頻器進行控制，不同的電壓采用的變頻器不同，一般450kW以下采用0.4kV變頻器，450kW以上采用10kV高壓變頻器控制。該水泵由運行和備用循環泵組成，其中，備用循環泵可代替故障的運行循環泵繼續運行；除氧水泵也由變頻器控制，其組成包括運行和備用除氧泵，如果運行除氧泵發生故障，備用除氧泵則被投入使用；補水泵由自控專業遠傳壓力信號控制，信號的強弱影響著補水泵的效率，通常會準備2臺補水泵，當信號較弱或出現故障時，可同時啟用2臺補水泵保障系統的正常運行；原水加壓泵由液位控制器控制，在實際的系統中，同時存在2臺原水加壓泵發生故障，如果1臺發生故障，另1臺則會自動投入運行。

2.2 鍋爐系統

鍋爐系統主要包括鍋爐引風機、爐排電機、鼓風機、分層給煤電機4部分，并且這些組成部分也是在變頻器的作用下對鍋爐系統進行控制。其中，引風機不同的功率對應不同的變頻器，功率低于450kW時，應采用0.4kV變頻器，如果功率在450kW以上，應采用10kV高壓變頻器；其余3個組成部分均通過0.4kV變頻器進行控制。鍋爐系統的控制具有連鎖性，因此，需要嚴格按照啟動順序進行設備啟動，該啟動順序為：啟動循環水泵—啟動鍋爐引風機—啟動鍋爐鼓風機—鍋爐爐排電機—鍋爐分層給煤電機。如果需要停止，則應按照相反的次序進行。

2.3 輸煤系統

在熱源廠中，輸煤系統主要包括4部分：永磁分選機、上煤斜皮帶機、上煤平皮帶機、上煤給煤機。在實際系統運行中，上煤過程并不具有全天性和連續性特點，而是在每天的某段時間內完成，且速度較快，因此，上煤系統可通過直接啟動所有電機進行。該方式不僅能使鍋爐上煤快速完成，而且在一定程度上節約了建設成本。與鍋爐系統一樣，上煤系統應采用連鎖控制，其啟動順序為：啟動永磁分選機—啟動上煤平皮帶機—上煤斜皮帶機—上煤給煤機。如果需要停止，則應按照相反的次序進行。隨著熱源廠的建設規模逐漸變大，相應的上煤平廊和上煤斜廊也在逐漸加長，為了避免出現皮帶跑偏等情況發生，需要采取一定的措施，即設置緊急拉繩開關、皮帶跑偏開關等。

2.4 除渣系統

除渣系統主要由水平板鏈除渣機、斜鏈除渣機、渣斗鄂式閥門3部分組成。與其他系統相同，連鎖控制同樣應用在除渣系統，相應的啟動順序為：啟動斜鏈除渣機—啟動水平板鏈除渣機，而渣斗鄂式閥門不參與連鎖控制。若要停止，按照相反順序進行操作。由于在整個供熱期中，該系統需要連續運行，因此，為了保障該系統的工作效率，應采用適宜的變頻器控制，從而達到除渣的效果。同時，還要設置調速開關，從而為除渣機運行速度提供保障。

2.5 集中控制

集中控制是指在集中控制室內，對各個系統的全部電機進行集中控制。具體來說，通常會在熱源廠設置集中控制室，在該控制室內實行集中連鎖控制，即對水系統、鍋爐系統、除渣系統的所有電機進行集中控制[1]。集中控制主要包括2種控制方式：一種是電氣連鎖實現集中控制；另一種是采用DCS計算機控制。前者主要應用在中、小型熱源廠；后者常被大型或部分中型熱源廠采用。另外，還需要結合熱源廠投入運行的實際情況，選擇適宜的控制方式，如果熱源廠全部投入運行，則需要采用DCS計算機控制，最終實現集中控制的目的；如果當年熱源廠分批投入運行，則采用兩種控制相結合，先進行電氣連鎖實現集中控制，當全部投入運行后，再通過DCS計算機控制達到集中控制的目的。

3 電纜敷設方式的設計應用

近年來，熱源廠建設規模逐漸擴大，需要的熱力系統管道也隨之增多、變粗，在一定程度上增加了電纜敷設的難度。為了保障各個系統的正常運行，可采取以下電纜敷設方式：（1）水系統方面，宜采用電纜沿電纜溝敷設，避免電纜與水管道的沖突，降低施工、運行、維護等方面的難度；（2）鍋爐系統方面，宜采用電纜沿電纜橋架敷設方式，因為鍋爐間管道較少，沿電纜橋架敷設方式不會受到太多干擾；（3）輸煤系統和除渣系統方面，宜采用電纜沿電纜橋架敷設方式，進行上煤廊和除渣廊的相關電纜敷設。

4 結語

綜上所述，在供熱區域規劃熱負荷逐漸增大的背景下，要提供更多、更穩定的熱量，需要對熱源廠進行電氣控制方式的設計和應用。通過對熱源廠各個系統的優化設計、集中控制的研究和電纜敷設的研究，希望實現熱源廠電氣系統的控制，提高熱源廠各系統運行效率的同時，保障運行的安全。