有關供熱系統運行調度調節的自動化控制研究

摘要：隨著科技進步，供熱系統逐漸向著智能化自動化方向發展。自動化控制不僅能夠保障供熱系統的安全性，還能節約人力物力成本，減少能源消耗。但由于當前的自動化技術還不夠成熟，在實際應用中仍然存在很多問題亟待解決，需要通過研究分析和討論對自動化系統進行改進，使供熱系統的自動化控制更加安全和穩定。本文將總結當前自動化控制系統出現的問題，并針對相關問題討論改進措施。

關鍵詞：供熱系統;調度調節;自動化控制

引言：集中供暖成為新時代城市的重要基礎設施之一，尤其是在北方地區，供熱系統是民生發展的基礎工程。在供熱工程中不僅要做好管線設計和維護，還要做好熱源溫度控制。當前的供熱系統主要是以熱水供熱為主，實現供熱系統自動化運行的核心是變頻技術。自動化系統能夠對熱源、熱網以及熱用戶進行自動化數據收集分析和指令發送，隨著換熱站自控系統，首戰自控系統，冷熱水及生活熱水換熱站自控系統以及泵站自動化系統的應用，能夠有效提高熱能效率，降低運行成本，減少環境污染。

1.供熱系統自動化控制的應用

1.1上位系統

上位系統主要是由熱力公司的生產調度室中的計算機所組成的，在整個供熱系統當中起到信息計算處理和命令下達等核心作用。依托供熱系統當中的傳感器，將整個供熱系統的信息收集和傳遞到計算器中，上位系統通過各類總線的連接，對下位機實行控制，實現供熱系統中各個控制環節的互相通信。隨著信息技術和互聯網技術的發展，信息傳輸和處理已經實現實時化，智能化，自動化，除了能夠對下位機的工作情況進行督查之外，才能對設備故障等可能出現的問題進行提前預測與診斷以及自動修復處理，為供熱系統提供了更安全可靠的運行條件。

1.2網絡傳輸系統

供熱系統中的網絡傳輸系統是由于人體的經脈一般的信息網絡，依托強大的物聯網技術和云計算技術，為供熱系統的信息傳輸與信息處理，提供高效快速的分析儲存和通信功能，實現功能模塊和決策機構的相互聯系。在此過程中依托高新技術，網絡傳輸系統的效率已經能做到超低延遲，通過現代網絡傳輸系統能夠實現各模塊信息的雙向傳導，加快供熱系統的運行和決策速度。

1.3反饋系統

執行反饋系統主要是由執行機構和傳感機構結合組成。將子系統放置在用戶的設備端，通過執行機構和傳感器相互配合，能夠將用戶供暖情況和設備的運行情況傳輸給決策機構和執行機構，為上位機構的決策提供參考。在上位系統發出指令后執行反饋系統能夠依托傳感器對執行效果進行反饋，尚未系統在收到反饋后可以參考反饋數據對執行效果不理想的情況做出更正決策，保證用戶端的正常供暖。

2.供熱系統中自動化控制存在的問題

雖然在供熱系統中使用自動化控制系統，能夠有效提高供暖的效率，保障供熱系統的可靠性和安全性，相較于傳統的人工控制方式，更加高效，也更加便捷。但在自動化控制過程中，供熱系統仍然存在許多問題。

2.1能耗問題

能耗是城市供熱系統的常見問題，我國相關研究人員針對能耗問題進行了長時間的研究和改造。隨著供暖管道和鍋爐等設備的進步，能耗問題，得到了一定的改善，但供熱系統的能耗問題仍然存在，尤其是在集中供熱過程中，溫度控制不合理所導致的能耗是常見現象。例如居民房內溫度過高就會開窗散熱導致能耗。自動化控制系統能夠對客戶端的供熱情況進行數據采集，能夠為溫度控制提供一定的幫助，但在當前的自動化控制系統中，該部分的功能還較為薄弱。

2.2設備老化

尤其是在城市集中供熱系統中設備老化是一個非常嚴重的問題。在許多房齡較久的小區中，供熱設備老化現象嚴重影響了供熱功能的實現，甚至容易造成一些安全問題。例如管道破裂等設備老化問題不僅降低了供熱系統的供熱效率，而且容易為當地居民帶來人身安全危險。特別是隨著城市人口不斷增加，供暖壓力不斷加大，老化的設備出現問題的可能性和風險也在逐漸增加。設備老化問題也在很大程度上阻礙著供熱系統自動化控制的實現。

3.供熱系統運行調度調節的自動化控制改進措施

硬件設備是供熱系統自動化控制最基礎的部分，為了保證供熱系統正常運行，提高供熱系統自動化控制水平，硬件設備的改進是必要的。尤其是換熱站自動控制系統，通過自動化控制壓力變送器，自動調節閥，循環泵，補水泵和流量計等，可以有效減少運行過程中的能源損耗，提高換熱效率。

當前，通過大數據云平臺進行數據采集和分析，實現了手機APP的實時信息傳送和控制。用戶庭院管網的平衡調節利用物聯網平衡閥解決目前庭院管網的水平失調，利用NB室內采集溫度的設備解決垂直失調，將這三個平臺結合起來可以達到節能降耗的目的。

首先需要改進鍋爐數據采集裝置，可以利用集散控制系統的軟件搭載傳感器或超聲波流量計，實現鍋爐監控可視化，以方便通過監控畫面等可視化數據對鍋爐情況進行實時監控。

其次要改善自動化控制系統的記錄系統和成像系統，通過新型監控設備核數據采集設備對室外溫度及鍋爐情況數據進行采集，實現各種資源的優化配置，確保設備正常運行。

除此之外還要對集散控制平臺進行優化和改進，通過其自身的各種軟件設計出功能性更強的人機控制界面，簡化控制操作系統，減少人力投入。同時，還要加強數據管理，針對設備運行數據和運行狀況等記錄，除了要預留數據存儲和保障空間之外，還要設置自動打印狀況報表的設備，避免數據信息作假等問題。

最后，還要加強對運行控制的自動化功能和聯鎖裝置進行改進。通過大數據運算可以采集不同時間段內不同天氣狀況下的室外溫度，對鍋爐出口的水溫進行定值設置，通過尚未系統對爐排的轉速，風、煤的比例和引風機的運行狀況等進行實時調整，保證鍋爐溫度穩定，確保鍋爐燃燒狀況良好。

總結

隨著城市供熱面積不斷增大，傳統的人力檢測調控維護供熱管網系統的體系，事故頻發，不僅影響用戶體驗，也為供熱系統帶來許多安全威脅，已經無法適應時代發展的需求，供熱系統自動化控制成為未來發展的主要方向。

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作者簡介：張瑞明，男，籍貫陜西，漢族，烏魯木齊熱力（集團）有限公司第三供熱公司，建筑初級職稱。