盧鑫

（北京市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司，北京 100025）

0 引言

當(dāng)前，在城市集中供熱系統(tǒng)運行的過程中，自動控制技術(shù)的應(yīng)用，能夠提升能源利用效率，逐漸擴大集中供熱的空間，發(fā)揮自動控制與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的積極作用，使其可以向著智能化的方向發(fā)展。

1 城市集中供熱系統(tǒng)

隨著國家城市化發(fā)展，各個城市都開始建設(shè)高樓大廈，無論是工業(yè)方面還是居民方面，都開始重視熱能的供應(yīng)情況，由此為城市集中供熱提供較為良好的發(fā)展環(huán)境。具體表現(xiàn)為以下幾點：

1.1 理論方面的分析

對于集中供熱而言，就是在蒸汽與熱水的作用之下，形成一定的熱能。在理論方面分析，主要就是熱網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在一個或是多個熱源的影響之下，能夠同時向城市中的某個社區(qū)或是城鎮(zhèn)等提供熱能，提高居民的生活品質(zhì)。對于集中供熱系統(tǒng)而言，可以將其作為市政建設(shè)的基礎(chǔ)工程，涵括社會公益等因素，在一定程度上，能夠為居民生活與工業(yè)生產(chǎn)等，提供公益服務(wù)。

1.2 熱媒與熱源方面的分析

第一，熱媒方面的分析。在集中供熱系統(tǒng)實際運行的過程中，熱水是其中最為主要的熱媒，要想提高熱媒帶來的經(jīng)濟效益，就要利用科學(xué)的方式對其進(jìn)行調(diào)節(jié)。在集中供熱系統(tǒng)運行期間，熱負(fù)荷如果處于低位狀態(tài)，就要將水的溫度調(diào)整到較高的位置，使得汽輪機可以在低壓的狀態(tài)之下繼續(xù)開展抽氣工作。如果集中供熱利用工業(yè)生產(chǎn)方式為系統(tǒng)提供相關(guān)熱能，就可以將蒸汽作為主要的熱媒對其進(jìn)行處理。從整體發(fā)展的角度而言，無論將蒸汽還是水分作為熱媒，都可以促進(jìn)集中供熱系統(tǒng)的良好運行。當(dāng)前，一些中小企業(yè)在使用集中供熱系統(tǒng)的過程中，還是將蒸汽作為主要的熱媒，可以為室內(nèi)提供較多的熱能。一些居民樓在使用集中供熱系統(tǒng)的過程中，會將蒸汽與水分結(jié)合在一起，作為相關(guān)熱媒，可以全面提高集中供熱系統(tǒng)的運行水平與可靠性，滿足當(dāng)前實際工作需求。

第二，熱源方面的分析。對于熱源而言，是集中供熱系統(tǒng)的主要運行依據(jù)，其中涵括較多新型技術(shù)，可以供給其更好的運行。

（1）無煙類型的燃燒技術(shù)。在使用此類技術(shù)的過程中，需要將新型材料安裝在鍋爐的兩側(cè)，煙氣會在爐內(nèi)與新型材料出現(xiàn)一定的反應(yīng)，使得煙氣中二氧化硫成分分解，出現(xiàn)催化現(xiàn)象，以此提高鍋爐燃?xì)獾娜紵剩鰪娤到y(tǒng)的運行效果。

（2）往復(fù)燃燒類型的鍋爐技術(shù)。此類技術(shù)的應(yīng)用，是在褐煤的作用之下，降低實際工作成本，全面提高系統(tǒng)的運行質(zhì)量與可靠性，減少其中存在的問題。

（3）小功率高壓電機類型的變頻技術(shù)。此類技術(shù)適合應(yīng)用在中小型的熱電廠中，可以對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計，創(chuàng)新工作形式，明確各個體系的建設(shè)原則，建立專門的管理機制，逐漸提升集中供熱系統(tǒng)的應(yīng)用成效。同時，在使用此類技術(shù)的過程中，能夠?qū)Ω邏鹤冾l系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，改革高壓電機繞組的界限方式，設(shè)定其電壓等級，明確電壓的類型。在直接使用低壓變頻的過程中，可以引進(jìn)800KW以下的電機設(shè)施，可以通過調(diào)速方式對其進(jìn)行處理，以此提高變頻方式的性價比。

（4）熱源適當(dāng)供熱調(diào)度技術(shù)的使用。在使用此類技術(shù)的過程中，要利用氣象局?jǐn)?shù)據(jù)預(yù)報方式接受各類信息，明確熱源出口的實際計量情況，在全面采集數(shù)據(jù)信息的基礎(chǔ)上，科學(xué)設(shè)置專業(yè)的調(diào)度軟件，以此實現(xiàn)相關(guān)功能。首先，要建立相關(guān)熱源負(fù)荷預(yù)報模型，根據(jù)其實際發(fā)展需求，全面調(diào)整室內(nèi)溫度反饋情況，逐漸提高系統(tǒng)的運行水平。其次，要完善自動接收預(yù)測數(shù)據(jù)的功能，在對供熱量進(jìn)行科學(xué)計算的情況下，優(yōu)化其工作機制。最后，要利用熱源出口的熱量，明確計劃熱量與實際熱量之間的差異情況，在跟蹤調(diào)整的情況下，利用先進(jìn)技術(shù)對其進(jìn)行處理，以此達(dá)到一定的節(jié)能效果。（節(jié)能幅度在5%左右）

1.3 熱網(wǎng)方面的分析

第一，水利平衡技術(shù)的分析。在換熱站內(nèi)部系統(tǒng)實際運行的過程中，一級網(wǎng)系統(tǒng)需要科學(xué)安裝電動恒流量調(diào)節(jié)閥等設(shè)備，利用自動系統(tǒng)與技術(shù)等對流量進(jìn)行全面的平衡，以便于開展氣候補償?shù)瓤刂乒ぷ鳌Ｍ瑫r，要科學(xué)使用水力平衡技術(shù)，合理開展冷熱均衡等處理工作，根據(jù)相關(guān)工作要求，降低熱網(wǎng)循環(huán)泵的實際流量，在節(jié)能環(huán)保的基礎(chǔ)上，加大管理工作力度，節(jié)約相關(guān)電能。

第二，熱網(wǎng)循環(huán)泵類型的節(jié)能技術(shù)。在應(yīng)用此類技術(shù)的過程中，應(yīng)當(dāng)對循環(huán)泵設(shè)備等進(jìn)行全面的改造，使其泵效有所提升，節(jié)約各類能源，在分流控制的情況下，對最小阻力進(jìn)行調(diào)整，有利于改善水質(zhì)，減小循環(huán)泵的耗電量。同時，在設(shè)計工作中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)循環(huán)泵系統(tǒng)的實際設(shè)計要求，創(chuàng)新設(shè)計方式，明確相關(guān)工作要求與原則，逐漸提升管理水平。

第三，熱換站類型的自控技術(shù)。在應(yīng)用熱控站自控技術(shù)的過程中，應(yīng)當(dāng)注重各方面的管理工作，根據(jù)技術(shù)要求等，提高集中供熱系統(tǒng)的應(yīng)用水平。

（1）在對換熱站自動控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的過程中，設(shè)計者應(yīng)當(dāng)明確相關(guān)工作目標(biāo)，保證供熱工作質(zhì)量，根據(jù)相關(guān)經(jīng)濟運行要求等，減少其中存在的損耗問題，創(chuàng)新工作形式。同時，要對工藝方案與機械設(shè)備的匹配情況進(jìn)行改進(jìn)，加大管理力度，滿足當(dāng)前工作要求。

（2）在分析系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)當(dāng)建立健全相關(guān)管控機制，對換熱器等機械設(shè)備進(jìn)行集中的供熱處理，做好一次網(wǎng)與二次網(wǎng)的熱能交換工作，通過科學(xué)的處理方式，創(chuàng)建相關(guān)管理機制，明確實際工作標(biāo)準(zhǔn)，保證可以更好的對各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，發(fā)揮相關(guān)信號的積極作用，逐漸優(yōu)化其工作體系，提高系統(tǒng)的運行水平。同時，在溫度與壓力的作用之下，應(yīng)當(dāng)對變頻器與用電信號進(jìn)行處理，明確系統(tǒng)的接口要求與參數(shù)狀態(tài)，應(yīng)用先進(jìn)的現(xiàn)場操作方式解決當(dāng)前存在的問題，滿足實際發(fā)展需求，為其后續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)[1]。

1.4 熱網(wǎng)戶方面的分析

第一，溫度方面的分戶計量技術(shù)。在對居民室內(nèi)溫度進(jìn)行測量的過程中，應(yīng)當(dāng)全面了解用戶使用面積實際情況，在科學(xué)分?jǐn)偮┒纯偀崃康那闆r下，應(yīng)當(dāng)要求溫度較高的居民多分?jǐn)傎M用，溫度低的用戶少分?jǐn)傎M用，以此形成溫度等熱費的管理體系，根據(jù)其實際發(fā)展需求，解決當(dāng)前存在的傳熱工作難題。

第二，大型公建樓個性化供熱技術(shù)的應(yīng)用。對于公共建筑物而言，主要包括：學(xué)校建筑物、商場建筑物、政府建筑物、辦公樓建筑物、工廠建筑物等，在安裝混水分時控制機械設(shè)備的基礎(chǔ)上，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行分時控制處理，根據(jù)相關(guān)要求，科學(xué)開展管理工作[2]。

1.5 遠(yuǎn)程能源計量技術(shù)

在應(yīng)用此類技術(shù)的過程中，應(yīng)當(dāng)科學(xué)開展能源計量工作，建設(shè)專門的管理系統(tǒng)，根據(jù)整體節(jié)能技術(shù)軟件系統(tǒng)的使用要求，合理安裝煤氣計量儀表、電能計量儀表、熱能計量儀表等，保證對整體系統(tǒng)的能耗情況進(jìn)行計算處理，科學(xué)應(yīng)用先進(jìn)傳感技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，對各類軟件系統(tǒng)進(jìn)行全面的處理，以便于自動化分析結(jié)果，形成報表[3]。

2 城市集中供熱系統(tǒng)自動控制技術(shù)的應(yīng)用要點

2.1 分時段控制技術(shù)

在應(yīng)用此類技術(shù)的過程中，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)根據(jù)城市集中供熱與傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)的不同之處，對其進(jìn)行全面的管理，尤其在熱能計量收費方面，應(yīng)當(dāng)建立健全制度體系，通過精確控制與選擇分時的方式，合理開展供暖活動，形成先進(jìn)的分時控制、分段控制與分戶控制系統(tǒng)[4]。

2.2 自動化智能機械設(shè)備

由于城市集中供熱系統(tǒng)在運行中，供熱量較高，用戶之間存在明顯的差異，因此，需要應(yīng)用自動化智能設(shè)備對其進(jìn)行改造，建立專門的智能化平臺系統(tǒng)，建設(shè)集中供熱機制，發(fā)揮先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用作用與優(yōu)勢。例如：企業(yè)在實際工作的過程中，利用補水水泵與加壓力泵等機械設(shè)備開展相關(guān)管理活動，實現(xiàn)先進(jìn)的改造工作，明確集中供熱系統(tǒng)的合理性與差異性，利用先進(jìn)的方式對其進(jìn)行調(diào)整，以便于建設(shè)自動化與智能化一體的集中供熱設(shè)備，達(dá)到預(yù)期的工作目的[5]。

2.3 智能報警技術(shù)

在應(yīng)用此類技術(shù)的過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)集中供熱實際情況，明確其故障信息，通過自動報警與智能化處理等方式，解決其中存在的故障問題，提高集中供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，滿足當(dāng)前實際發(fā)展需求[6]。

2.4 實時監(jiān)控技術(shù)

在實際管理的過程中，應(yīng)當(dāng)建立專門的實時監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)其實際發(fā)展需求，合理開展供熱系統(tǒng)的管理工作，構(gòu)建先進(jìn)的集中供熱網(wǎng)絡(luò)機制，通過寬帶通信技術(shù)的支持，提高遠(yuǎn)程管理機械設(shè)備的使用水平，保證集中供熱系統(tǒng)的安全性[7]。

3 案例分析

圖1 站內(nèi)工藝情況

3.1 分時段控制的實際應(yīng)用情況

某學(xué)校在冬季供暖的面積為5.5萬m2，主要使用的是混水直供的形式，與普通住宅樓的要求有所不同，需要根據(jù)實際情況開展熱計量收費等活動，達(dá)到良好的工作效果。學(xué)校利用自動化控制系統(tǒng)等，通過HOMS5.0等方式開展簡單的控制活動。主要表現(xiàn)為以下幾點：

第一，站內(nèi)工藝情況。如圖1所示。

第二，根據(jù)相關(guān)要求，對辦公教學(xué)樓設(shè)置分時段控制系統(tǒng)，如圖2所示。

第三，根據(jù)相關(guān)要求，對宿舍樓進(jìn)行控制，如圖3所示。

圖2 辦公教學(xué)樓設(shè)置分時段控制系統(tǒng)

圖3 宿舍樓控制

在實際管理的過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)教學(xué)樓的上課時間與下課時間，對溫度進(jìn)行動態(tài)化控制，在課下時間，應(yīng)該保證正常溫度，在課上時間，應(yīng)當(dāng)保證值班溫度。根據(jù)相關(guān)規(guī)定可以得知，在實際管理的過程中，應(yīng)當(dāng)科學(xué)分析站內(nèi)的數(shù)據(jù)信息，明確實際運行參數(shù)，按照相關(guān)工作要求，合理開展相關(guān)管控活動。如表1所示，應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行全面的分析。

表1 學(xué)校上課時間供暖參數(shù)

在學(xué)校實際供暖的過程中，需要從前一年的11月1日開始到后一年的3月15日結(jié)束，根據(jù)供熱情況，應(yīng)當(dāng)繳納的采暖費用為18萬元左右，利用自動化控制機械設(shè)備開展熱計量活動可以發(fā)現(xiàn)，其共用熱能在8492GJ左右，繳納的采暖費用在89萬元左右，可以節(jié)省51%。

3.2 對供暖參數(shù)進(jìn)行控制

在控制供暖參數(shù)的過程中，采暖面積在1萬8千平方米左右，應(yīng)當(dāng)根據(jù)小區(qū)實際情況科學(xué)開展采暖活動。

第一，在高區(qū)供暖工作中，應(yīng)當(dāng)科學(xué)安裝換熱器等系統(tǒng)，設(shè)置一級網(wǎng)給水管，在其中安裝電動的調(diào)節(jié)閥設(shè)備，使其可以更好的對一級網(wǎng)換熱流量進(jìn)行控制，保證供水溫度在一定范圍內(nèi)。

第二，在低區(qū)系統(tǒng)實際供熱的過程中，應(yīng)當(dāng)使用混水供熱方式，利用科學(xué)的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)方式，合理控制二級網(wǎng)的供水溫度，全面提高其工作質(zhì)量與工作效率。

4 結(jié)語

在集中供熱系統(tǒng)實際運行的過程中，自動控制技術(shù)的應(yīng)用較為重要，企業(yè)應(yīng)當(dāng)予以足夠重視，科學(xué)應(yīng)用先進(jìn)的控制技術(shù)，實現(xiàn)各方面管理工作，提高節(jié)能效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]李錚.自動化控制在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用探討[J].硅谷,2014(8):195,198.

[2]李程.自動控制技術(shù)在集中供熱節(jié)能方面的運用[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品,2016(12):117.

[3]段鐵民,劉冰玲.自動控制技術(shù)在集中供熱節(jié)能中的應(yīng)用措施[J].科技展望,2014(8):60.

[4]毛君,鄭廣輝,謝苗,潘德文.模糊PID的超前支護(hù)裝備支撐力自動控制系統(tǒng)[J].智能系統(tǒng)學(xué)報,2015,10(05):762-768.

[5]董志勇,李璐,王然風(fēng).基于PLC的浮選柱自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].煤炭工程,2014,46(12):131-134.

[6]段翠芳.基于單片機技術(shù)的溫室自動控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].農(nóng)機化研究,2011,33(07):144-146+150.

[7]劉曉宇,楊嵌.城市區(qū)域燃?xì)夤嵴咀詣踊刂葡到y(tǒng)研究[J].軟件,2012,33(07):41-43.