集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制

喬瑞楠

摘 要：進(jìn)入到冬季之后，很多城市的供熱需求都變得緊迫，結(jié)合供熱需求，需要結(jié)合城市具體的采暖需求來明確供熱系統(tǒng)的改造方向，受到新型供熱工作模式的影響，越來越多的城市運(yùn)用了集中供熱的方式，給城市居民運(yùn)用更高質(zhì)量的熱源，這種供熱方式不會(huì)浪費(fèi)過多的資源，在運(yùn)行基礎(chǔ)性的熱網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，可啟用電氣控制系統(tǒng)，以自動(dòng)化方式來減輕供熱工作量?，F(xiàn)分析運(yùn)用自動(dòng)化電氣系統(tǒng)的方法。

關(guān)鍵詞：集中供熱系統(tǒng)；熱網(wǎng)系統(tǒng)；電氣自動(dòng)控制；控制方法

集中供熱系統(tǒng)在很多城市中都呈現(xiàn)出了極佳的使用效果，集中供熱系統(tǒng)可以更加穩(wěn)定地給供暖客戶提供優(yōu)質(zhì)的供熱服務(wù)，借助集中型的熱源來獲取熱水與蒸汽，通過使用熱網(wǎng)來將供熱資源提供給某一區(qū)域，可達(dá)到節(jié)能化供熱的工作目的，不僅在供熱過程中不會(huì)形成嚴(yán)重的污染問題，還能減少占據(jù)的城市空間。運(yùn)用集中化供熱系統(tǒng)中的熱網(wǎng)時(shí)，可直接運(yùn)用自動(dòng)化控制技術(shù)，完成熱網(wǎng)電氣控制任務(wù)。

1 電氣控制技術(shù)的主要優(yōu)勢

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域，并取得了良好效果。熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)相對成熟，應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)較低，而且，這一系統(tǒng)能夠很好地解決人工不足的問題。同時(shí)，具有快速、精確分析龐大數(shù)據(jù)的能力，這一點(diǎn)使人工管理面臨的繁瑣問題變得簡單化。除以上優(yōu)勢外，它還能控制好供暖溫度、熱量，減少盲目性，在全面保證供熱質(zhì)量的基礎(chǔ)上，形成經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、減少耗能的效果。如自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的熱網(wǎng)系統(tǒng)，能夠?qū)τ脩粢约皻夂驕囟葘?shí)行即時(shí)的監(jiān)控，可以根據(jù)監(jiān)控獲得的實(shí)際數(shù)值和其他情況控制供熱，不僅提高了供熱的服務(wù)質(zhì)量以及用戶的滿意度，還實(shí)現(xiàn)了資源的節(jié)約。

2 自動(dòng)化電氣控制系統(tǒng)

利用電氣控制系統(tǒng)來對電網(wǎng)進(jìn)行控制時(shí)，需要先對需要有效運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)設(shè)備加以了解以便于可以更加明確電氣控制目標(biāo)。首先需要運(yùn)用電氣控制技術(shù)對熱源裝置進(jìn)行控制，包括供熱單位使用的供熱鍋爐以及熱點(diǎn)供熱機(jī)裝置，換熱站與一次管網(wǎng)也必須被有效控制，換電站中一般會(huì)設(shè)有換熱器、補(bǔ)水箱以及補(bǔ)水泵等。管控二次網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重有效管理熱用戶。一些城市的整體規(guī)模大，供熱任務(wù)相對比較重，會(huì)分設(shè)多個(gè)基礎(chǔ)換熱站，通過自動(dòng)化的電氣控制系統(tǒng)可更為高效地控制換熱站以及內(nèi)部的設(shè)備，可根據(jù)具體控制需求增設(shè)遠(yuǎn)程控制程序。建設(shè)自動(dòng)化控制總站時(shí)，需增設(shè)分析供熱數(shù)據(jù)的工作環(huán)節(jié)，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果來發(fā)布正確的電氣控制指令。

集中供熱系統(tǒng)的必備功能包括以下幾種：調(diào)整供熱負(fù)荷以及自動(dòng)控制供熱設(shè)備，根據(jù)供熱報(bào)告確定標(biāo)準(zhǔn)的供熱運(yùn)行參數(shù)，保存供熱數(shù)據(jù)，預(yù)警供熱系統(tǒng)產(chǎn)生的電氣故障問題，確保維護(hù)人員可以在出現(xiàn)電氣故障時(shí)有效消除故障問題，使供熱系統(tǒng)迅速恢復(fù)到正常運(yùn)行的狀態(tài)。

3 利用電氣系統(tǒng)來控制熱網(wǎng)

3.1 控制軟件

控制熱網(wǎng)時(shí)，首先需要考慮到熱網(wǎng)的平衡性問題，通過技術(shù)處理來保障熱網(wǎng)各處都可以保持平衡，給電網(wǎng)應(yīng)用的電氣控制軟件可以直接從熱網(wǎng)系統(tǒng)中獲取基本的運(yùn)行參數(shù)，具體的數(shù)據(jù)包括電動(dòng)閥門反饋值與二次熱網(wǎng)系統(tǒng)中的循環(huán)水的溫度等。電氣軟件可以以自動(dòng)化的方式來讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)，借助公式來對熱網(wǎng)系統(tǒng)中的電動(dòng)閥的實(shí)際調(diào)節(jié)量與熱網(wǎng)循環(huán)水的預(yù)期溫度加以估算。通過使用通信線路來控制電動(dòng)閥門與其他的供熱調(diào)節(jié)閥。使熱網(wǎng)各個(gè)部分運(yùn)行參數(shù)的正確性都能夠被保障，熱網(wǎng)系統(tǒng)也可以使均勻供熱的工作目的有效實(shí)現(xiàn)。

使用自動(dòng)化的電氣控制軟件還能滿足遠(yuǎn)程操作熱網(wǎng)的工作需求，技術(shù)人員可借助遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)來運(yùn)行或者停止運(yùn)行設(shè)備，換熱站的各類運(yùn)行數(shù)據(jù)都能夠被精準(zhǔn)記錄，報(bào)警與監(jiān)視換熱站的工作需求都可通過電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，分析熱網(wǎng)的供電量數(shù)值之后，可形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)報(bào)表，供熱數(shù)據(jù)分析工作也變得更便捷，軟件還具有保護(hù)數(shù)據(jù)的功能，傳輸供熱數(shù)據(jù)時(shí)不會(huì)受到干擾，大部分軟件都設(shè)有登錄權(quán)限，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)防火墻也能夠幫助避免有病毒直接侵入到供熱系統(tǒng)中。

3.2 控制系統(tǒng)

循環(huán)泵和補(bǔ)水泵由變頻器控制，當(dāng)二次管網(wǎng)內(nèi)壓力和流量改變時(shí)，壓力變送器和差壓變送器采集二次管網(wǎng)系統(tǒng)壓力、流量的改變量并送到現(xiàn)場控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，控制器根據(jù)上位機(jī)下發(fā)的程序向變頻器發(fā)出指令，使變頻器準(zhǔn)確控制補(bǔ)水泵和循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，二次循環(huán)系統(tǒng)以定壓、定流量方式運(yùn)行。

溫度傳感器采集到室外溫度、室內(nèi)溫度及熱力站的二次網(wǎng)供回水溫度后，將其送到現(xiàn)場控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，現(xiàn)場控制器根據(jù)室內(nèi)外溫度差，計(jì)算出補(bǔ)償溫度和相應(yīng)的二次網(wǎng)循環(huán)水溫度。之后，控制器對一次網(wǎng)的流量調(diào)節(jié)閥發(fā)出控制指令，調(diào)節(jié)閥由指令調(diào)整一次流量，改變進(jìn)入換熱器的一次流量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)二次循環(huán)水溫的目的。調(diào)閥的幅度要根據(jù)一次網(wǎng)的循環(huán)周期確定，一次網(wǎng)循環(huán)一個(gè)周期后，才能采集到二次網(wǎng)循環(huán)水的均溫，用公式算出調(diào)閥幅度，所以，要將一次網(wǎng)的循環(huán)周期設(shè)定為調(diào)節(jié)閥的調(diào)幅時(shí)間。

上位機(jī)通過GPRS通信網(wǎng)絡(luò)，下發(fā)溫度曲線等控制指令到現(xiàn)場控制器，現(xiàn)場控制器根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)情況控制各熱力設(shè)備（如一次網(wǎng)回水調(diào)節(jié)閥、二次網(wǎng)補(bǔ)水泵、二次網(wǎng)循環(huán)泵）的動(dòng)作。同時(shí)現(xiàn)場控制器將采集到的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)，發(fā)布至公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。

3.3 控制設(shè)備

電氣控制設(shè)備是對熱網(wǎng)進(jìn)行控制與管理工作時(shí)不可缺少的工具。根據(jù)不同的電氣控制與調(diào)控需要，可運(yùn)行不同類型的電氣設(shè)備，首先需確認(rèn)需有效調(diào)節(jié)的熱力參數(shù)，包括二次網(wǎng)系統(tǒng)的循環(huán)流量、一次網(wǎng)的流量以及管道內(nèi)壓。參考參數(shù)控制需要，需使用的電氣設(shè)備如下：首先需要需使用中央數(shù)據(jù)控制裝置，很多熱網(wǎng)控制工作都可以依靠中央控制器實(shí)現(xiàn)，其可以直接控制各種實(shí)時(shí)化的熱網(wǎng)操作信息，該處理器往往會(huì)被直接設(shè)置網(wǎng)絡(luò)接口，同時(shí)無線通信需求也可以被滿足，其可用的接口種類比較多，多種數(shù)據(jù)傳輸需求都可以被滿足；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥同樣是電氣控制活動(dòng)中的關(guān)鍵裝置，標(biāo)準(zhǔn)化的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以幫助控制調(diào)節(jié)閥，供熱系統(tǒng)可能存在壓力波動(dòng)的情況，調(diào)節(jié)閥并不會(huì)過多地受到影響，相比普通的調(diào)節(jié)設(shè)備，這種調(diào)節(jié)閥的控制與調(diào)節(jié)應(yīng)用效果更加穩(wěn)定，不會(huì)浪費(fèi)過多的電氣能源，使電氣控制熱網(wǎng)的工作能夠保持經(jīng)濟(jì)性。

變頻器用來改變泵類的轉(zhuǎn)矩，具有可以自由連接的輸入輸出端口，能切換電機(jī)數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)，變頻器具有過壓/欠壓保護(hù)、接地故障保護(hù)、短路保護(hù)及電動(dòng)機(jī)保護(hù)等功能?，F(xiàn)場控制器。在有些情況下，為減輕中央數(shù)據(jù)處理器的工作量，每個(gè)換熱站應(yīng)設(shè)有現(xiàn)場控制器，實(shí)時(shí)采集和分析運(yùn)行參數(shù)，如電流、泵的工作狀態(tài)、回水/出水溫度、水位/水壓等。現(xiàn)場控制器接收和記錄換熱站傳來的運(yùn)行參數(shù)，包括溫度、壓力等?，F(xiàn)場控制器分析采集參數(shù)后，記錄參數(shù)并根據(jù)上位機(jī)下發(fā)的程序發(fā)出一些控制指令。

4 結(jié)束語

本文研究了利用電力系統(tǒng)控制熱網(wǎng)的可行性，電氣控制板系統(tǒng)的優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在自動(dòng)化方面，同時(shí)其還具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性，技術(shù)人員需結(jié)合熱網(wǎng)系統(tǒng)的情況來組建與之相對的電氣控制系統(tǒng)，綜合利用多種設(shè)備與軟件，實(shí)現(xiàn)對熱網(wǎng)的全面把控。

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