自動(dòng)化系統(tǒng)在燃?xì)忮仩t集中供熱及水力平衡節(jié)能技術(shù)上的應(yīng)用探析

馬躍

（天津市河西區(qū)熱力工程服務(wù)有限公司，天津 300202）

我國(guó)在供熱方面采取集中供熱的方式，所以使用燃?xì)忮仩t進(jìn)行供熱的技術(shù)發(fā)展始終在前列。目前，技術(shù)人員提出了新方式，即把自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用到燃?xì)忮仩t中，以此降低能源的損耗、提升燃?xì)忮仩t供熱的效率。

1 燃?xì)忮仩t的優(yōu)點(diǎn)

我國(guó)在供熱方面始終采取燃?xì)忮仩t，其優(yōu)點(diǎn)較多：第一，對(duì)環(huán)境造成的污染較小。燃?xì)忮仩t在工作中使用的是天然氣這種清潔能源，天然氣的成分中含有較少的硫、氟等具有污染性質(zhì)的氣體。因此，在燃燒過(guò)后所產(chǎn)生的污染物極少，可以直接進(jìn)行排放。第二，所用資金較少。燃?xì)忮仩t不易受磨損且允許高爐膛熱負(fù)荷，可以設(shè)置較高的煙速?gòu)亩刂茽t膛體積。燃?xì)忮仩t燃料輸送及其他輔助設(shè)備少、功率小、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間短，所以耗電量低，費(fèi)用較省。第三，燃?xì)忮仩t設(shè)備啟動(dòng)快。燃?xì)忮仩t的配套設(shè)施較少系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔且使用靈活，在進(jìn)行檢修保養(yǎng)時(shí)也比較方便。第四，節(jié)約能源。燃?xì)忮仩t不需要煤灰堆放地，節(jié)省用地。燃?xì)忮仩t比燃煤鍋爐輔助設(shè)備少，所需工作人員少，負(fù)擔(dān)工資及福利費(fèi)用就要少得多。燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t正常生產(chǎn)用水相等，但燃?xì)忮仩t節(jié)約了燃煤鍋爐用來(lái)除塵、除渣等防塵的輔助用水。第五，降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度。燃煤鍋爐在煤的輸送、除渣過(guò)程中都需要高強(qiáng)度的體力勞動(dòng)，而燃?xì)忮仩t工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度較小。

2 燃?xì)忮仩t自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 燃燒控制系統(tǒng)

燃燒控制系統(tǒng)的主要作用就是對(duì)正在燃燒的燃料進(jìn)行合理的配置以及控制好其溫度，讓燃料能夠做到充分燃燒以防排放出一些有害物質(zhì)。而且燃燒控制系統(tǒng)還可以控制燃料在燃燒過(guò)程中天然氣與空氣的比例，合理使用燃?xì)赓Y源，避免造成浪費(fèi)。還可以對(duì)燃?xì)忮仩t內(nèi)的溫度進(jìn)行檢測(cè)，控制有害氣體的排放，尤其是硫化物這類有毒物質(zhì)。

2.2 燃?xì)獗O(jiān)測(cè)報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)

燃?xì)獗O(jiān)測(cè)報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)就是要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)燃?xì)忮仩t內(nèi)的空氣質(zhì)量，對(duì)燃?xì)忮仩t系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，分析其是否在一個(gè)合理的范圍中。避免燃?xì)忮仩t系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)不佳從而產(chǎn)生危險(xiǎn)對(duì)人員造成人身傷害。燃?xì)獗O(jiān)測(cè)報(bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)主要包括以下幾個(gè)構(gòu)件：可燃?xì)怏w報(bào)警器、風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)箱、電磁閥聯(lián)動(dòng)箱。我們需要將這些構(gòu)件放入燃?xì)忮仩t中進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)生數(shù)據(jù)不對(duì)稱的情況，報(bào)警器就會(huì)進(jìn)行報(bào)警，從而可以及時(shí)切斷電源確保整個(gè)系統(tǒng)的安全。

2.3 供熱系統(tǒng)

燃?xì)忮仩t的供熱系統(tǒng)包括以下幾個(gè)部分：水處理系統(tǒng)、恒壓補(bǔ)水系統(tǒng)以及外網(wǎng)供熱參數(shù)系統(tǒng)等。通過(guò)把這些系統(tǒng)進(jìn)行綜合運(yùn)用便可以將熱量以各種方式傳送到居民用戶中，有效保障供熱效果。

3 自動(dòng)化系統(tǒng)在燃?xì)忮仩t中的供熱應(yīng)用

3.1 應(yīng)用變頻技術(shù)

在自動(dòng)化系統(tǒng)中，應(yīng)用電動(dòng)機(jī)變頻技術(shù)的主要目的為節(jié)能和調(diào)速。交流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中可以產(chǎn)生各種程度的諧波電壓以及電流，能夠使電動(dòng)機(jī)在非正弦電壓、電流下運(yùn)行。變頻調(diào)速器能否實(shí)現(xiàn)節(jié)電是由其負(fù)載的調(diào)速特性決定的。如果設(shè)備原來(lái)采用閥門控制流量，且不是滿負(fù)荷工作，那么改為調(diào)速運(yùn)行后均能實(shí)現(xiàn)節(jié)電目的。變頻調(diào)速器在這類負(fù)載中的應(yīng)用，節(jié)電效果尤其明顯。在燃?xì)忮仩t自動(dòng)化系統(tǒng)中，變頻技術(shù)主要是能夠節(jié)省經(jīng)濟(jì)，而且將其與計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)相結(jié)合，可以簡(jiǎn)易系統(tǒng)管理工作。

3.2 熱量控制技術(shù)

燃?xì)忮仩t進(jìn)行集中供熱過(guò)程時(shí)，自動(dòng)化系統(tǒng)主要通過(guò)調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度來(lái)控制供熱過(guò)程的。在溫度的各種決定因素中，最重要的就是熱量，在進(jìn)行熱量控制時(shí)，其難度系數(shù)比較高，對(duì)其影響因素也很多。因此，在控制過(guò)程中，所需要的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)。

3.3 數(shù)據(jù)傳輸與分析技術(shù)

在以往的數(shù)據(jù)處理方式中存在很多缺陷，傳統(tǒng)的方式是通過(guò)人工進(jìn)行收集數(shù)據(jù)、監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。在此過(guò)程中，需要大量的人力、物力支出，并且人工處理數(shù)據(jù)一定會(huì)存在誤差性。例如，人工收集數(shù)據(jù)時(shí)記錄有誤差，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)產(chǎn)生偏差等，這都會(huì)影響最終的結(jié)果進(jìn)而干擾供熱系統(tǒng)的工作進(jìn)程。然而，自動(dòng)化系統(tǒng)既能夠避免這種狀況的發(fā)生，防止因誤差而導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，還可以減少人力、物力方面的支出，提高準(zhǔn)確性和快捷性。

3.4 遠(yuǎn)程控制技術(shù)

在自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的同時(shí)，還可以引進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合形成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)即互聯(lián)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)將人與人聯(lián)系起來(lái)，而物聯(lián)網(wǎng)是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展，它將人與物、物與物互聯(lián)起來(lái)，造就一個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代。物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)之一便是嵌入式，它依賴底層硬件實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用可以提高集中供熱工作的效率，從而節(jié)省資源。并且運(yùn)用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)還能夠確保合理配置資源，避免資源浪費(fèi)以及傳統(tǒng)方式時(shí)間受控制。

4 自動(dòng)化系統(tǒng)在燃?xì)忮仩t中的水力平衡節(jié)能應(yīng)用

4.1 換熱站的優(yōu)化

換熱站是集中供熱系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，是處理水力平衡的關(guān)鍵。它主要是對(duì)熱源過(guò)來(lái)的熱進(jìn)行了一次降溫?fù)Q熱，并不生產(chǎn)熱。然后，通過(guò)水泵將熱量輸送到居民住戶。在集中供暖過(guò)程中的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在：各換熱站信息數(shù)據(jù)的備份、維護(hù)和管理，各換熱站工作情況統(tǒng)計(jì)、分析。其工作原理為：板式換熱站把一次網(wǎng)得到熱量，自動(dòng)連續(xù)的轉(zhuǎn)換為用戶需要的生活用水和采暖用水。即熱水（或蒸氣）從機(jī)組的一次側(cè)入口進(jìn)入板式換熱器進(jìn)行熱交換后，從機(jī)口一次側(cè)出口流出；二次側(cè)回水經(jīng)過(guò)過(guò)濾器除去污垢后，通過(guò)二次側(cè)循環(huán)水泵進(jìn)入板式換熱器進(jìn)行熱交換，生產(chǎn)出與采暖、空調(diào)、地板采暖或生活用水等不同溫度的熱水，以滿足用戶的需求。為了更好地發(fā)揮集中供熱系統(tǒng)的作用，應(yīng)該對(duì)換熱站進(jìn)行優(yōu)化。從設(shè)備方面出發(fā)：第一，在額定出力以及設(shè)計(jì)好的熱負(fù)荷基礎(chǔ)上，選擇出換熱器，再根據(jù)供熱系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)情況對(duì)換熱器的熱力能力開始校核；第二，選擇合適的循環(huán)泵，因?yàn)樗鼘?duì)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行有很大的影響；第三，注意熱網(wǎng)水力失調(diào)的相關(guān)影響，確保其造成的損失盡量最小。

4.2 小型熱力站的優(yōu)越性

熱力站按供熱的形式可以分為兩種：直供站和間供站。直供站是電廠直接供給用戶，其溫度高且不易控制，浪費(fèi)熱能。屬于最開始時(shí)電廠余熱福利供熱的產(chǎn)物。隨著商品經(jīng)濟(jì)發(fā)展、熱商品化，熱力公司供熱質(zhì)量有了提升，便開始出現(xiàn)間供站，這屬于集中供熱。還有鍋爐供熱，省掉電廠環(huán)節(jié)，但是效率低，污染大已近淘汰。集中供熱是發(fā)展方向，間供站為主。當(dāng)熱力站大時(shí)，一級(jí)網(wǎng)就會(huì)短，二級(jí)網(wǎng)長(zhǎng)。而相比來(lái)說(shuō)，一級(jí)網(wǎng)的溫差會(huì)比較大，流量較小，因此需要使用的材料就少；二級(jí)網(wǎng)溫差小，流量大，需要的材料多。總體來(lái)說(shuō)，小型熱力站具備的優(yōu)勢(shì)有以下幾個(gè)方面：第一，能夠更加精確地計(jì)算出熱力站的熱負(fù)荷，可以更有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能；第二，二次側(cè)循環(huán)水泵可以精確地做到對(duì)每棟樓的流量以及水力情況進(jìn)行確定；第三，小體積的機(jī)組壓降會(huì)更小，從而能夠節(jié)省成本；第四，管網(wǎng)的失水量會(huì)比較少，可以把一次網(wǎng)回水補(bǔ)到二次網(wǎng)中，節(jié)省了資金，同時(shí)，也能夠減少對(duì)管子的腐蝕。

4.3 熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)

熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)即用計(jì)算機(jī)或其他的智能控制設(shè)備完成對(duì)熱力系統(tǒng)的自動(dòng)的檢測(cè)與控制的一體系統(tǒng)。主要使用“熱網(wǎng)數(shù)字化管理”，把所有的換熱站現(xiàn)場(chǎng)儀表數(shù)據(jù)與現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)合并上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整及做出回應(yīng)，從而達(dá)到“節(jié)能降耗”目的。在使用熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，能夠及時(shí)查看到參數(shù)的變化情況，了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)，隨時(shí)做出調(diào)整。熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)還有很多優(yōu)勢(shì)：第一，能夠解決熱網(wǎng)的運(yùn)行失調(diào)情況，保持熱網(wǎng)運(yùn)行平衡從而提高供熱的效果；第二，可以做到節(jié)能降耗，它能夠根據(jù)室外溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)供水溫度；第三，熱網(wǎng)監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)幾乎與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)保持同步，這是以往熱網(wǎng)運(yùn)行中投入多大的人力及物力都不可能實(shí)現(xiàn)的。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，燃?xì)忮仩t包括燃?xì)忾_水鍋爐、燃?xì)鉄崴仩t、燃?xì)庹羝仩t等許多種類，其中燃?xì)鉄崴仩t也稱燃?xì)獠膳仩t和燃?xì)庀丛″仩t，燃?xì)忮仩t和燃油鍋爐、電鍋爐比較起來(lái)最經(jīng)濟(jì)，所以我們國(guó)家主要選用這種方式進(jìn)行供熱。目前，鍋爐的發(fā)展，一直朝著節(jié)能、高效、環(huán)保的方向發(fā)展，而燃?xì)忮仩t就滿足了這三點(diǎn)的需要。而且國(guó)家正在大力推行煤改氣政策，由此可見，燃?xì)忮仩t必然是將來(lái)大力推廣的鍋爐產(chǎn)品。