張仲生

集中供熱既節(jié)約能源,又減少污染,提高城市空氣質量。近幾年,我國集中供熱事業(yè)發(fā)展迅速,對供熱質量的要求也越來越高,主要表現(xiàn)在以下3個方面:1)穩(wěn)定均衡供熱;2)用戶用熱量的可調節(jié);3)降低成本,節(jié)約能源。集中供熱系統(tǒng),可以及時、準確地控制和調節(jié)管網的運行,在滿足熱網中用戶室內溫度的前提下,提高供熱系統(tǒng)的供熱能力,減少污染,達到節(jié)能效果。本文介紹的供熱控制系統(tǒng),能夠根據(jù)所取的參數(shù)不同,實現(xiàn)熱網的自動協(xié)調控制,達到節(jié)能的效果。

1 自動調節(jié)方案

在東山集中供熱工程中,自控操作系統(tǒng)的運行調節(jié)包括以下兩個部分:1)一次網的運行調節(jié)。要求保證熱力站和熱用戶的用熱量,對一級網的供水溫度和供水流量進行控制。2)二次網的運行調節(jié)。二次網的循環(huán)水泵采用變頻調節(jié),可減少管網的水力失調對熱力失調的影響,滿足一定的供熱效果,并在此基礎上達到較好的節(jié)能效果。

具體到各熱力站和熱源控制,基本策略如下:1)站內自動控制。測量各熱力站的二次側供回水溫度,確定各熱力站電動閥的調節(jié)量。2)一次側的測量控制。測量熱網的總供回水溫度、外溫和流量。由于供熱系統(tǒng)的滯后性比較大,需根據(jù)前幾日的數(shù)據(jù)采集并依靠計算機預測計算的負荷情況確定供水溫度和流量。調節(jié)循環(huán)水泵的轉速使得外網總流量達到設定值,調節(jié)閥門或燃燒工況使得外網供水溫度達到設定值。

2 調度監(jiān)控系統(tǒng)

調度中心根據(jù)從各熱力站就地采集的數(shù)據(jù),就上述二級管網供、回水平均溫度的調節(jié)要求,通過對這些數(shù)據(jù)的采集、分析、處理,通過專用的分析軟件對熱網進行控制,確定二次網供、回水平均溫度設定值,幫助一級管網調節(jié)閥的調節(jié),使一級管網隨實際情況變流量運行。

3 熱力站就地監(jiān)控系統(tǒng)

熱力站現(xiàn)場控制站的主要功能如下:1)電動調節(jié)閥的自動控制,在二次水循環(huán)水泵設變頻控制時以供水溫度為被調對象,通過PID運算調節(jié)一次網回水電動調節(jié)閥開度;2)測量一次網的供/回水溫度、壓力、一次網流量;二次網供/回水溫度、壓力、二次網集水器支路溫度,補水泵入口流量,并上傳到調度中心;3)軟化水箱低水位報警;4)通過保持二次網循環(huán)水泵前的壓力控制補水泵的啟/停,并顯示補水泵運行狀態(tài);5)控制循環(huán)水泵的啟/停并顯示啟/停狀態(tài)。

對于采用熱計量的供暖用戶來說,供熱系統(tǒng)應能夠滿足熱用戶進行自我設定自我調節(jié)用熱量的要求,采用最不利環(huán)路壓力(壓差)的變流量調節(jié)方法。

最不利環(huán)路壓力(壓差)控制基本方法是控制供熱系統(tǒng)最不利環(huán)路的設定點的壓力(供回壓差)不小于給定值。當小于給定值時,調節(jié)變頻循環(huán)水泵,以維持要求的壓力(壓差),本質上是控制流量。最不利回路是指系統(tǒng)最末端環(huán)路、比摩阻最大環(huán)路和地形高差變化最大的地段,只要這3個支線的供回水壓差能控制在給定的范圍內,供熱系統(tǒng)全網的循環(huán)流量就能在設計要求內進行調節(jié)。

對熱用戶房間溫度調節(jié),主要是人為手動設定,從而改變經過熱用戶散熱器的流量,從而導致壓力(壓差)實測值的改變,如果不進行調節(jié),很可能導致水力失調,因此通過調節(jié)器來調節(jié)變頻循環(huán)水泵來保證恒定的壓力(壓差)。

對于按熱量計費的熱力站,可以通過提高二次網供回水平均溫度的設定值使按熱量收費的熱用戶得到充足的熱量供應,用戶應安裝恒溫閥和熱量計,二次網循環(huán)泵采用變頻調速?，F(xiàn)場控制站除具備上述功能外,應增加以下功能:1)在二次網供水分水器、回水集水器的各支路上加裝壓力測點;2)利用各支路供回水壓差通過低選器選出最不利環(huán)路,根據(jù)最不利環(huán)路壓差調節(jié)循環(huán)泵的轉速;3)變頻器可故障報警。

4 鍋爐中心監(jiān)控系統(tǒng)

鍋爐中心控制系統(tǒng)配有DCS現(xiàn)場控制器,主要有如下功能:

1)通過連接現(xiàn)場控制儀表采集現(xiàn)場數(shù)據(jù);

2)對采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行計算并發(fā)出控制指令,驅動其所連接的現(xiàn)場執(zhí)行機構,達到自動控制調節(jié)的效果;

3)通過控制網絡,與監(jiān)控中心的操作員站連接,上交發(fā)送鍋爐現(xiàn)場控制站的采集數(shù)據(jù),同時接受控制調度指令,實現(xiàn)整個鍋爐系統(tǒng)的優(yōu)化控制,實現(xiàn)熱工檢測、自動調節(jié)等功能。

5 結語

太原東山熱源廠通過采用上述控制系統(tǒng)實現(xiàn)了熱網安全穩(wěn)定運行,不會引起熱網水力失調和熱量失調,使城市集中供熱自控系統(tǒng)更趨于穩(wěn)定和完善。該控制系統(tǒng)配合儀表的應用具有顯著的節(jié)能效果,相互之間的協(xié)調具有很好的實用性、操作性和可維護性。供熱自控系統(tǒng)已在實際供熱系統(tǒng)中應用,經過長期運行檢驗,效果良好。盡管此集中供熱系統(tǒng)初投資較大,但從實際運行來看,供熱效果良好,采暖房間溫度變化0.5℃;另外由于系統(tǒng)采用變頻技術,在實際運行中節(jié)電也是很明顯的。

[1] 周 庫.供暖系統(tǒng)平衡調節(jié)的必要性[J].山西建筑,2009,35(5):178-179.