楊鶴鳴

遼寧阜新熱力有限公司 遼寧阜新 123000

1 供熱系統(tǒng)控制技術(shù)

在傳統(tǒng)的城市集中供熱系統(tǒng)控制技術(shù)中，存在著供熱量大于需求熱量時(shí)出現(xiàn)熱量浪費(fèi)的問題，針對(duì)這一問題，通過使用聯(lián)合遠(yuǎn)程監(jiān)控中心與現(xiàn)場 PLC 開發(fā)溫度補(bǔ)償控制的策略，根據(jù)得到的溫度補(bǔ)償反饋結(jié)果，對(duì)整個(gè)供熱網(wǎng)的供熱質(zhì)量以及供熱效率進(jìn)行評(píng)估，得出整個(gè)供熱網(wǎng)的熱負(fù)荷，并基于實(shí)際供熱面積構(gòu)建實(shí)時(shí)供水流量模型，確保供熱效率最高。該系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要是基于kingview 組態(tài)軟件來完成的，其能夠?qū)峋W(wǎng)中的多個(gè)二級(jí)熱力站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。為了提升遠(yuǎn)程監(jiān)控的效率，能夠在系統(tǒng)主界面內(nèi)對(duì)多個(gè)換熱站的信息進(jìn)行集中顯示，在子界面中，則可以對(duì)各換熱站的熱網(wǎng)回路、供水溫度、閥門開度、補(bǔ)水泵壓力等參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行顯示。雖然各換熱站的子控制界面之間內(nèi)容相似，但其運(yùn)行是相互獨(dú)立的，只能通過主界面將各子界面集成起來，便于監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化管理[1]。

2 換熱站節(jié)能運(yùn)行技術(shù)升級(jí)改造

2.1 換熱站設(shè)計(jì)

換熱站在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)與現(xiàn)狀供熱條件相匹配，同時(shí)預(yù)留部分遠(yuǎn)期余量。在設(shè)計(jì)工況下，無論換熱系統(tǒng)循環(huán)水的流量大小，要使其出口溫度達(dá)到額定值，換熱器的額定功率必須與其熱負(fù)荷相匹配。如果二者相差較大，換熱器的二次側(cè)出口溫度就會(huì)高于或者低于設(shè)計(jì)值。這2種運(yùn)行工況中，高于設(shè)計(jì)值會(huì)導(dǎo)致供熱量過多，系統(tǒng)效率降低以及系統(tǒng)初投資增加；低于設(shè)計(jì)值會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)供熱量不足。因此，合理的換熱站設(shè)計(jì)是換熱站節(jié)能運(yùn)行的前提條件。

2.2 二次網(wǎng)運(yùn)行水力平衡調(diào)節(jié)

換熱站水力失調(diào)是普遍存在的問題之一，且目前無根本性的解決方案。為了解決“遠(yuǎn)冷近熱”的情況，供熱部門只能不斷地增大二次側(cè)供水溫度和循環(huán)流量。這種方法不能從根源上解決水力失調(diào)的問題，反而會(huì)導(dǎo)致水力失調(diào)加重。因此，二次網(wǎng)水力平衡調(diào)節(jié)是換熱站節(jié)能運(yùn)行調(diào)節(jié)的首要的問題。解決水力失調(diào)首先需要找出供暖水力失調(diào)的支路，通過調(diào)整支路的管徑或者使用平衡閥，對(duì)水力失調(diào)的支路進(jìn)行調(diào)節(jié)優(yōu)化，從而緩解水力失調(diào)的問題。

2.3 水泵的變頻控制

換熱站在運(yùn)行過程中，水泵如果采用工頻運(yùn)行，會(huì)造成水泵工作效率低，循環(huán)水量與供熱需求不匹配等問題。因此，對(duì)現(xiàn)有換熱站水泵應(yīng)進(jìn)行變頻節(jié)能改造。方案一，更換系統(tǒng)中無變頻的水泵，采用全新的變頻水泵替代原有水泵，此方法缺點(diǎn)是設(shè)備投資增加；方案二，采用變頻器對(duì)原循環(huán)水泵進(jìn)行變頻節(jié)能改造，這種方案改造簡單，投資少。

2.4 換熱站自動(dòng)控制

系統(tǒng)優(yōu)化現(xiàn)狀集中供熱調(diào)節(jié)僅僅依靠人工調(diào)節(jié)的方式已經(jīng)不能滿足供熱系統(tǒng)的節(jié)能要求。應(yīng)采用 PLC 技術(shù)對(duì)換熱站進(jìn)行自動(dòng)控制，其中，包括 PLC、變頻器、智能溫控儀、各種傳感器組成。在控制過程中，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控采用熱用戶、換熱站和供熱沿線節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)，以室外溫度為依據(jù)，與事先設(shè)置的控制方式相結(jié)合。對(duì)換熱站的循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度以及系統(tǒng)的補(bǔ)水定壓進(jìn)行調(diào)節(jié)運(yùn)行，極大地節(jié)省了人力和物力成本[2]。

3 預(yù)警

相比于報(bào)警功能，預(yù)警功能是通過參數(shù)變化趨勢判斷管網(wǎng)和換熱站是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，更有利于生產(chǎn)運(yùn)行人員提前消除供熱隱患，已實(shí)現(xiàn)功能包括：

（1）熱源回水壓力異常。

（2）板式換熱器健康狀態(tài)。

（3）換熱站運(yùn)行異常。

（4）循環(huán)水泵電流異常。

（5）換熱站補(bǔ)水系統(tǒng)異常。

（6）換熱站流量波動(dòng)異常。運(yùn)行參數(shù)預(yù)警功能首先取近一周內(nèi)運(yùn)行記錄有效值為參考依據(jù)，然后與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，繪制出實(shí)際值偏離平均值的幅度，并以此作為依據(jù)判斷當(dāng)下運(yùn)行狀態(tài)是否出現(xiàn)持續(xù)性或震蕩性變化；板式換熱器健康狀態(tài)作為衡量換熱器換熱能力的重要參數(shù)，其預(yù)警值通過實(shí)際運(yùn)行對(duì)數(shù)溫差與設(shè)計(jì)值進(jìn)行對(duì)比來判斷換熱器是否存在堵塞等影響換熱效果的情況[3]。

4 報(bào)警

基于數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)，根據(jù)歷年運(yùn)行參數(shù)，對(duì)熱源和換熱站運(yùn)行參數(shù)設(shè)置閾值上、下限，超過閾值范圍后進(jìn)行報(bào)警，具體包括：

（1）熱網(wǎng)超壓運(yùn)行。

（2）熱網(wǎng)補(bǔ)水量超限。

（3）換熱站二次側(cè)超壓。

（4）換熱站停泵。

（5）換熱站除污器堵塞。

（6）換熱站水箱液位過低。

（7）換熱站調(diào)節(jié)閥故障。

（8）換熱站表計(jì)故障。

5 結(jié)語

基于數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行主、輔熱源的出力配比分析，有助于多熱源聯(lián)網(wǎng)熱網(wǎng)的熱源調(diào)配；利用歷年采暖季度日數(shù)熱耗均值，實(shí)現(xiàn)了熱源未來日熱耗預(yù)測和采暖季總能耗預(yù)測。在管網(wǎng)運(yùn)行層面，利用數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)對(duì)換熱站運(yùn)行資用壓頭進(jìn)行分類，結(jié)合實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)管網(wǎng)動(dòng)態(tài)水力工況監(jiān)測；在換熱站運(yùn)行層面，以歷年運(yùn)行能耗和同類型換熱站平均水平為基準(zhǔn)，標(biāo)識(shí)出能耗異常換熱站，有助于進(jìn)一步節(jié)能降耗。針對(duì)不同換熱站運(yùn)行參數(shù)不同的問題，平臺(tái)可對(duì)不同換熱站設(shè)置不同的報(bào)警閾值；此外，利用歷史數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，可輔助判斷換熱站運(yùn)行是否存在異常，從預(yù)警角度更早幫助運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)潛在的隱患。