集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動控制分析

李琨峰

(太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西太原 030000)

科技的進(jìn)步以及經(jīng)濟的發(fā)展使得集中供熱系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛和普遍，集中供熱系統(tǒng)不斷改進(jìn)，熱網(wǎng)電氣自動控制成為了集中供熱系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢。對集中供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)實行電氣自動控制能有效優(yōu)化供熱服務(wù)，為用戶提供溫度均衡的熱量供應(yīng)，并達(dá)到節(jié)能減耗的效果。為此，對集中供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)電氣自動控制進(jìn)行研究具有必要性。

1 集中供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)電子自動控制概述

隨著科技的發(fā)展和應(yīng)用，自動控制系統(tǒng)在許多行業(yè)都得到了應(yīng)用，其在各行各業(yè)中發(fā)揮的作用也越來越重要。近年來，集中供熱系統(tǒng)也開始應(yīng)用自動控制系統(tǒng)優(yōu)化服務(wù)和效益。在集中供熱系統(tǒng)的熱網(wǎng)建設(shè)、運行中應(yīng)用電氣自動控制系統(tǒng)能有效控制供熱溫度，為用戶提供溫度均衡的服務(wù)，同時降低能耗成本。為此，電氣自動控制系統(tǒng)在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛。通常情況下，集中供熱系統(tǒng)的組成部分包括熱源、循環(huán)水泵、二次網(wǎng)，隨著集中供熱系統(tǒng)中熱力站數(shù)量的不斷增多，實現(xiàn)熱網(wǎng)自動控制的意義也越來越大。集中供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)自動控制方案主要是在熱力站建立自動控制設(shè)備，在調(diào)度室建立自動控制總站，總站負(fù)責(zé)分析、處理各熱力站上傳的數(shù)據(jù)，并對各熱力站的運行工作作出指令。自動控制系統(tǒng)應(yīng)能及時將各熱力站的數(shù)據(jù)、信息上傳給總站，并及時保存數(shù)據(jù)。此外，發(fā)生意外時，如自動控制系統(tǒng)發(fā)生故障，自動控制系統(tǒng)應(yīng)能及時發(fā)出警報，以便開展維修工作。為此，可以說自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用很好的解決了我國集中供熱系統(tǒng)中面臨的熱力站數(shù)量不斷增多的問題，在集中供熱系統(tǒng)中充分發(fā)揮電氣自動控制系統(tǒng)的作用成為了推動集中供熱系統(tǒng)發(fā)展的重要手段。

集中供熱系統(tǒng)熱網(wǎng)電氣自動控制系統(tǒng)的部署內(nèi)容主要有以下兩方面:首先，在各熱力站部署自動控制系統(tǒng)，以便能實時監(jiān)測各個站點的實際情況;然后，在控制室部署自動控制系統(tǒng)，以便能對各熱力站的信息進(jìn)行處理及統(tǒng)一控制。在電氣自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用中還應(yīng)注意，要想實現(xiàn)控制室、換熱站之間數(shù)據(jù)的快速交換，并及時存儲換熱站上傳的數(shù)據(jù)，自動控制的響應(yīng)時間必須是實時的。此外，自動控制系統(tǒng)的實時性還是供熱系統(tǒng)運行安全性、穩(wěn)定性的重要保障。對集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)控，才能及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的故障，采取科學(xué)有效的措施加以解決。

近幾十年中，自動控制系統(tǒng)得到了良好的發(fā)展，自動控制系統(tǒng)與社會上的各行各業(yè)都建立了密切的關(guān)系，并在行業(yè)中發(fā)揮了十分重要的作用。集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動控制系統(tǒng)隨之得到了巨大的進(jìn)步，電氣自動控制系統(tǒng)已經(jīng)具備了相對成熟的應(yīng)用技術(shù)，應(yīng)用風(fēng)險大大降低。在集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)應(yīng)用電氣自動控制系統(tǒng)能減少系統(tǒng)在人力資源上的耗費，解決人員匱乏的問題。電氣自動控制系統(tǒng)還能實現(xiàn)對大量數(shù)據(jù)的高效、準(zhǔn)確的分析、處理，使管理工作更加簡單。

2 集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)電氣自動控制方案

集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動控制遵循的策略主要是均勻調(diào)節(jié)，即將自動控制循環(huán)水溫度作為熱網(wǎng)自身調(diào)節(jié)的目標(biāo)，保證各熱網(wǎng)平均溫度達(dá)到一致。均勻調(diào)節(jié)策略的主要內(nèi)容如下:

首先，采用樣本檢測的方法檢測循環(huán)水;

其次，計算供熱面積的相關(guān)數(shù)據(jù);

最后，得到各熱網(wǎng)的溫度信息。供熱系統(tǒng)中操控設(shè)備的主要作用是對熱力站進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保熱力站能實現(xiàn)供熱均衡，在滿足用戶供熱需求的同時解決能源短缺問題。

2.1 熱網(wǎng)電氣自動控制的主要設(shè)備

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

2.2 集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)電氣自動控制過程

壓力變送器是集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)電氣控制中的重要措施，其主要負(fù)責(zé)控制供熱系統(tǒng)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(wǎng)壓力發(fā)生變化，壓力變送器對二次管網(wǎng)壓力的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和匯總，并傳送給現(xiàn)場控制器，而后現(xiàn)場控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，現(xiàn)場控制器完成數(shù)據(jù)處理后需對補水泵做出指令，使補水泵按照指令向二次網(wǎng)內(nèi)補水來穩(wěn)定壓力，以提高熱網(wǎng)運轉(zhuǎn)的效率。

熱網(wǎng)的電氣自動控制主要通過溫度傳感器實現(xiàn)，溫度傳感器能采集室外溫度和熱力站供水溫度等相關(guān)數(shù)據(jù)，而后將數(shù)據(jù)傳輸給現(xiàn)場控制器，以便現(xiàn)場控制器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計算，確定二次循環(huán)網(wǎng)水的溫度?，F(xiàn)場控制器計算得出二次循環(huán)網(wǎng)水的溫度后，電氣自動控制的調(diào)節(jié)閥應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場控制器計算得出的二次循環(huán)水溫度等信息調(diào)整流量，以便能達(dá)到二次循環(huán)水的溫度。調(diào)節(jié)閥能調(diào)節(jié)流量，使二次循環(huán)水的溫度等參數(shù)更加科學(xué)合理。熱網(wǎng)電氣自動控制系統(tǒng)的運行基礎(chǔ)是上位機作用。上位機中利用網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)端，而后對現(xiàn)場控制器下發(fā)有關(guān)溫度調(diào)節(jié)的控制指令，讓現(xiàn)場控制器以此為依據(jù)操控循環(huán)水泵、調(diào)節(jié)閥等設(shè)備，落實控制指令。同時，現(xiàn)場控制器的控制數(shù)據(jù)應(yīng)傳送到上位機，通過上位機將數(shù)據(jù)傳送給總調(diào)度中心。

2.3 集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)電氣自動控制軟件

集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)電氣自動控制的實現(xiàn)不僅需要依靠一些控制設(shè)備，遵循控制流程，還需要利用相關(guān)的控制軟件。換言之，集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)電氣自動控制軟件是電氣自動控制系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，通過對電氣自動控制軟件的運用，才能實現(xiàn)對熱網(wǎng)全網(wǎng)的控制，實現(xiàn)熱網(wǎng)溫度均衡。電氣自動控制軟件的主要作用是獲取熱網(wǎng)的相關(guān)參數(shù)，如循環(huán)水溫度、調(diào)節(jié)閥數(shù)據(jù)等等，而后保存好數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)計算出二次循環(huán)水調(diào)節(jié)溫度，從而有效控制熱網(wǎng)的各個調(diào)節(jié)閥，最終實現(xiàn)熱網(wǎng)參數(shù)均衡。此外，電氣自動控制軟件還能遠(yuǎn)程操控電氣自動控制設(shè)備，遠(yuǎn)程監(jiān)控?zé)峋W(wǎng)中各設(shè)備。

3 結(jié)語

集中供熱系統(tǒng)中熱網(wǎng)的電氣自動控制具有重要的現(xiàn)實意義，對熱網(wǎng)電氣自動控制進(jìn)行研究分析有利于促進(jìn)其電氣自動控制化的發(fā)展進(jìn)步。要想推動熱網(wǎng)電氣自動控制的優(yōu)化，充分發(fā)揮熱網(wǎng)電氣自動控制的價值，就必須掌握電氣自動控制設(shè)備、控制流程及控制軟件。