自動化控制系統(tǒng)在熱力站的應用

李世澤

（太原市熱力集團有限責任公司 山西太原 030001）

在我國的大多數熱力站中，失水率居高不下、熱損耗巨大、滲水、漏水等情況是常見的問題，并且大部分熱力站依舊未實現全自動化的控制工作，依舊采取人工調節(jié)、人工補水的作業(yè)方式，導致熱力站的運行效率較低，同時存在較大的安全隱患，并且造成了能源的浪費，因此，針對上述問題，本文主要針對自動化控制系統(tǒng)在熱力站中的應用的相關內容展開了探討。

1 熱力站供熱系統(tǒng)簡述

熱力站存在的根本目的是為了實現熱量的傳遞，即將熱量從熱力站傳遞至用戶，其熱量傳遞途徑就是供熱系統(tǒng)，在供熱過程中，熱源提供的熱水依次流經一次網和以此供水管道，并且在換熱器中和通過二次網進入換熱器的水實現熱量交換，實現熱量交換之后，二次網中的水流被加熱并且送到用戶，供用戶進行使用，而一次網中的水流則流回主管網，并且進入熱源廠，從而實現熱量的反復交換，從而實現正常的供熱活動，在熱力站運行的過程中，換熱面積、管網流量以及熱力站控制效果是影響供熱效果的主要因素。

2 我國熱力站集中供熱現狀

熱力站的集中供熱活動最早出現于19世紀的歐洲，進入20世紀以來，部分發(fā)達國家通過對熱電廠和熱力站的優(yōu)化設計，實現了對供熱活動的自動化控制，而我國的集中供熱事業(yè)起步晚，經驗相對不足，同時技術也相對落后，因此，相比于國家先進水平，我國的熱力站集中供熱活動存在能耗高、熱量流失高、自動化水平低的情況，并且存在失水率高的問題。

3 自動化控制系統(tǒng)在熱力站中的應用優(yōu)勢

在熱力站運行的過程中，利用自動化控制系統(tǒng)進行集中供熱操作，可以實現高精度、標準化、規(guī)范化控制，并且對不確定性因素進行規(guī)避，即便出現故障問題，也在一定程度上排除人工違規(guī)的因素，從而為故障原因分析及故障處理工作提供方便，此外，由于采取自動化控制方式，可以使得供熱設備的使用壽命得到有效延長，進而提高自身的能源利用率。

相較于傳統(tǒng)的人工手動操控，自動化控制系統(tǒng)可以有效降低人工操作的作業(yè)強度，同時降低供熱系統(tǒng)運行的單位成本，在運用自動化控制系統(tǒng)的過程中，由于減少了人工作業(yè)的作業(yè)量，因此在一定程度上規(guī)避了人工操作出現失誤的風險。此外，在自動化控制系統(tǒng)的應用過程中，可以實現對集中供熱系統(tǒng)的全天候控制和全天候監(jiān)測，并且能夠在供熱系統(tǒng)出現問題的第一時間對故障部分進行隔離，提高故障問題的解決效率。在自動化控制系統(tǒng)的運行過程中，系統(tǒng)本身可以對相關的運行參數進行優(yōu)化，并且自動選擇最優(yōu)的操作模式，提高系統(tǒng)運行效率。此外，在自動化控制系統(tǒng)的應用期間，可以降低操作人員的操作環(huán)境，并且可以由系統(tǒng)代替工作人員進入危險環(huán)境進行操作，從而對操作人員的人身安全形成一定保障，在運用自動化控制系統(tǒng)的過程中，系統(tǒng)本身通過參數優(yōu)化工作，可以實現最優(yōu)換熱和最優(yōu)供熱，從而有效降低失水率。

4 熱力站自動化控制系統(tǒng)的實現

4.1 二次供水溫度調節(jié)

結合熱力站所處地區(qū)的氣候條件和供熱對象來構建自然時間、室外溫度與二次供水溫度間所存在的對應關系，在此基礎上自動設定供水溫度，此時可以借助自動化控制系統(tǒng)來實現二次供水的恒溫控制，如圖1所示。在進行二次供水溫度調節(jié)過程中，可以通過檢測二次供熱系統(tǒng)的溫度的方式來得出最佳供水溫度，并通過對一次管網流量進行調節(jié)，來確保二次供水溫度與設定值相近，以確保更好的滿足用戶需求。

4.2 循環(huán)泵控制

在熱力站運行過程中，由二次回水溫度與水溫度設定值的差值來確定循環(huán)泵開啟的大小和多少，如果回水溫度設定值超過了二次回水溫度，則需要適當的提升循環(huán)泵的開啟量；反之則需要降低循環(huán)泵的開啟量。根據室外天氣來確定回水溫度設定值，如果低溫比較低時，應適當的降低回水溫度設定值，以確保更多的熱量能夠留在用戶里。

4.3 補水定壓控制

圖1 二次供水溫度控制回路

通過對內部設定值與回水管網上壓變器反饋值進行對比后，來調節(jié)輸出到補水泵電機的頻率，該過程需要確保水壓力維持在設定值范圍內，以免由于管網出水壓力過大而誘發(fā)破裂。通過對補水定壓進行控制，不僅可以降低因故障停機的頻率，而且還可以提高器件的使用壽命。

5 自動化控制系統(tǒng)的應用策略分析

在自動化控制系統(tǒng)的應用過程中，由于觀念因素、技術因素以及管理因素等方面的障礙，導致自動化控制系統(tǒng)并沒有在熱力站的集中供熱活動中獲得有效應用。從觀念因素角度來看，部分領導班子局限于短期經濟效益，而自動化控制系統(tǒng)的應用需要較多的資金，部分領導人員對自動化控制系統(tǒng)的應用優(yōu)勢和應用趨勢視而不見，導致自動化控制系統(tǒng)難以得到有效應用。從技術角度來看，部分熱力站并未對自動化控制技術進行研究和充分應用，雖然引入了自動化控制系統(tǒng)，但是存在不會用、用不好的情況，此外，熱力站內部也缺乏專業(yè)的技術人員對自動化控制系統(tǒng)進行充分應用。在管理方面，部分熱力站并未針對自動化控制系統(tǒng)的應用形成專業(yè)化的管理制度，并且在具體的管理過程中，存在管理權限不明確、管理標準不明確、管理責任不明確的情況，存在較為嚴重的管理問題，妨礙了自動化控制系統(tǒng)的應用優(yōu)勢的發(fā)揮。

針對上述問題，熱力公司必須進行相應的改變，首先需要實現觀念上的轉變，認識到熱力站的長期利益的重要性，從而在熱力站自身的發(fā)展規(guī)劃中更加傾向于長期經濟效益，引進自動化控制系統(tǒng)，并且通過合適的方式推動系統(tǒng)的應用。在系統(tǒng)應用的過程中，有必要加強技術研發(fā)與應用，結合熱力站自身的供熱條件加強技術應用，并且可以引進專業(yè)化的技術人員。此外，熱力站需要對站內的工作人員進行專業(yè)培訓，從而使其掌握專業(yè)化的系統(tǒng)控制方式，并且加強對系統(tǒng)的檢查和維修。從管理角度來看，熱力站本身需要立足于自身的供熱實際，建立健全相應的管理機制，并且通過優(yōu)秀的管理機制推動管理工作的有效開展，同時建立相應的權責機制，明確管理權限、管理目標和管理責任。

6 小結

通過本文的論述可以看出，自動化控制系統(tǒng)在熱力站中具有明顯的應用優(yōu)勢，因此，熱力站需要根據自身的實際供熱狀況，轉變觀念并推動自動化控制系統(tǒng)及其技術的應用，進而建立健全相應的管理機制和權責機制，通過多方面的措施，統(tǒng)籌全局、多管齊下，推動自動化控制系統(tǒng)的應用。