李 盈 (天津市重熱供熱技術(shù)工程有限公司 300222)

佟建秋 (天津力源永春科技發(fā)展有限公司 300222)

一、前言

集中供熱是國家大力推廣的節(jié)能和環(huán)保措施，也是未來供熱行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，換熱站是連接一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的重要設施，保證其工作的安全性、可靠性直接影響供熱系統(tǒng)的安全性和供熱質(zhì)量。目前，各種新型的供熱設備和技術(shù)已在城市供熱中獲得了廣泛應用，換熱機組已經(jīng)成為熱力系統(tǒng)的發(fā)展方向。只能換熱機組具有結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，安裝調(diào)試簡便，尤其是在配置相應的控制設備后，可實現(xiàn)全自動、無人值守及遠程監(jiān)控運行的功能，并且它的節(jié)能效果顯著，運行成本低，是熱力系統(tǒng)中理想的供熱設備。

二、系統(tǒng)原理

本智能化換熱機組的控制裝置是由可編程控制器（PLC）、變頻器、電動調(diào)節(jié)閥等設備組成。控制器首先對系統(tǒng)內(nèi)的各種信號進行采集，再根據(jù)該地區(qū)規(guī)定的室內(nèi)采暖溫度，室外環(huán)境溫度，熱媒溫度以及受控設備的實際運行狀況等相關(guān)參數(shù)進行綜合處理，然后再對相應的受控設備進行控制和調(diào)節(jié)。該過程循環(huán)往復，以達到連續(xù)調(diào)控的目的。其工作原理如圖所示：

智能化換熱機組自動控制

三、性能特點

目前一些傳統(tǒng)換熱站的換熱機組大都采用人工調(diào)控，人工調(diào)節(jié)只能進行間斷調(diào)節(jié)，造成較長時間段內(nèi)負荷匹配不合理，加之人工操作時比較生硬，使管網(wǎng)運行參數(shù)波動較大，供水溫度稍不符合標準值，就需要對其進行人為的調(diào)節(jié)，而且各換熱站都獨立運行，難以達到供熱系統(tǒng)整體最佳狀態(tài)，易造成熱力失衡，影響供熱效果而造成能源的極大浪費。

針對老換熱站運行過程中出現(xiàn)的上述問題，本智能化換熱機組卻可以隨時隨地的進行自動化調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)供熱負荷保持在一個較為合理的范圍內(nèi)，且對各個換熱站實行統(tǒng)一監(jiān)控，保證了連續(xù)運行，使供熱系統(tǒng)整體達到最佳狀態(tài)，大大的節(jié)省了系統(tǒng)的能源，其相對于傳統(tǒng)的換熱機組具有如下的優(yōu)點：

（1）對二次網(wǎng)供水溫度的調(diào)控

控制裝置在保證供熱系統(tǒng)壓力穩(wěn)定的同時，控制器根據(jù)采集來的室外溫度和采暖規(guī)定溫度實時確定二次供水的標準溫度，通過二次供水的實際溫度與標準溫度的比較，對流入換熱器的一次網(wǎng)流量進行調(diào)節(jié)，從而對鍋爐輸出熱負荷進行調(diào)節(jié)，最終達到節(jié)約能源的目的。經(jīng)過換熱器的熱量交換，使二次網(wǎng)供水的實際溫度趨于標準溫度，以滿足采暖需求，該過程循環(huán)往復連續(xù)調(diào)節(jié)。

（2）變頻補水定壓

利用壓力變送器測得的二次回水管路定壓點處的壓力值來調(diào)整補水泵變頻器的頻率，改變補水泵的轉(zhuǎn)速，保持二次循環(huán)系統(tǒng)壓力的相對穩(wěn)定，達到定壓的目的。與以往的手動模式相比，壓力變化更加連續(xù)、精確。

（3）變頻調(diào)速恒壓供水

循環(huán)泵控制系統(tǒng)亦采用變頻調(diào)速的工作方式，輸出頻率的調(diào)節(jié)根據(jù)系統(tǒng)二次網(wǎng)供、回水之間的壓差來控制。當供熱負荷不變時，循環(huán)水泵的出力應為恒定，當用戶增多，供熱負荷增大時，管網(wǎng)流量即增大，供回壓差減小，循環(huán)泵轉(zhuǎn)速上升。當用戶減少，供熱負荷減小時，供、回壓差增大，循環(huán)泵轉(zhuǎn)速下降，從而實現(xiàn)對供熱系統(tǒng)的快速、準確調(diào)節(jié)。該方式既保證了二次管網(wǎng)系統(tǒng)的壓力又最大限度的節(jié)約了能源。

智能化控制裝置將成熟的計算機控制技術(shù)和設備與城市集中供熱監(jiān)控體系和換熱機組的有機結(jié)合，集優(yōu)化供暖溫度調(diào)節(jié)、管網(wǎng)熱負荷自動跟蹤調(diào)節(jié)、管網(wǎng)恒壓變頻控制等功能于一體，以計算機網(wǎng)絡方式實現(xiàn)供熱信息監(jiān)控管理系統(tǒng)等功能是此系統(tǒng)最大的特色。

四、經(jīng)濟效益分析

（1）從燃料消耗分析

供水溫度的自動化調(diào)節(jié)遠遠比人工手動調(diào)節(jié)要經(jīng)濟、穩(wěn)定、準確。人工調(diào)節(jié)只能是靠運行人員的經(jīng)驗進行，調(diào)節(jié)量的大小往往不準確，經(jīng)常為了達到用戶的滿意，留有較大的富裕度。但自動化調(diào)節(jié)卻可以隨時隨地的進行調(diào)節(jié)，供水溫度稍不符合標準值，就發(fā)生動作對其進行調(diào)節(jié)。這樣就保證了供熱負荷總是在一個較為合理的范圍內(nèi)，大大地節(jié)省了燃料的消耗量。

（2）從耗電、耗水量分析

由于采用了變頻器，補水泵總是處于小功率工作狀態(tài)下，這種狀態(tài)是與管網(wǎng)失水多少相匹配的，當失水量大的時候其輸出功率才相應加大，所以其所消耗的電量是合理的。對于多臺循環(huán)泵同時運行的換熱機組，在長期運行的情況下，節(jié)能效果是比較顯著的。隨著采用熱計量收費，節(jié)能的效果將會更加的明顯。

（3）從維護上分析

采用該裝置的換熱機組其運行工況比較穩(wěn)定，波動較為平滑，間接地延長了換熱設備的使用壽命，降低了維護、維修費用。

該裝置與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比制造成本低、功效高,適合我國供熱行業(yè)的現(xiàn)狀和具體需求，可為使用單位節(jié)省大量的投資費用；并且使用該裝置后,在保證供熱系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高品質(zhì)供熱的同時,還減少能耗、電耗的費用,降低了供熱運行成本,提高了經(jīng)濟效益。

結(jié)論：

本智能化控制裝置價格低廉、兼容性好，不但適用于新技術(shù)設備的換熱站系統(tǒng)，也適用于傳統(tǒng)換熱機組的自動化改造，具有相當大的擴展功能，可建立與上位監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信，完成運行參數(shù)的自動監(jiān)測、傳輸和分析處理。實現(xiàn)了用一個調(diào)度中心對多個換熱站系統(tǒng)進行監(jiān)控，使供熱系統(tǒng)自動化、網(wǎng)絡化。該裝置在實現(xiàn)高質(zhì)量供熱、有效改善勞動條件、提高勞動效率、節(jié)能環(huán)保等方面社會效益顯著。為提高人民生活水平,保障社會穩(wěn)定和發(fā)展起到了積極的作用。

【1】賀平 主編 孫剛 王飛 吳華新 編著 供熱工程（第四版）【M】中國建筑工業(yè)出版社

【2】張子慧 編著 熱工測量與自動控制 【M】中國建筑工業(yè)出版社

【3】徐偉、鄒瑜編著 供熱系統(tǒng)溫控與熱計量技術(shù) 【M】中國計劃出版社

【4】吳清海、金廣英著 城市集中供熱發(fā)展以及需解決的問題【J】科技資訊，2007（17）：11.

【5】范偉 著 供熱系統(tǒng)節(jié)能與管理科學化【J】同煤科技，2006（2）：49-50.