丁大奎

（國家廣播電視總局四九一臺，北京 100000）

城市供熱環(huán)節(jié)是社會生產(chǎn)生活中的重要環(huán)節(jié)，對于居民生活舒適性以及安全性都有一定的影響，尤其是對于我國冬季較為寒冷的地區(qū)而言，供熱工作的優(yōu)良關系到地區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)生活穩(wěn)定。我國傳統(tǒng)供熱采用鍋爐供熱方式、鍋爐供熱過程中，供熱管網(wǎng)壓力比較大，并且能耗也相對比較高。所以，在現(xiàn)代自動化技術以及供熱管網(wǎng)要求的綜合背景下，我國開始進行鍋爐供熱改造、供熱管網(wǎng)開始進行自動化升級，應用集中供熱系統(tǒng)+熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱等方式，實現(xiàn)供熱管網(wǎng)的優(yōu)化升級，同時也減少供熱能耗，對于城市供熱的良好進行也有非常積極的作用。

1 集中供熱自動化系統(tǒng)及其優(yōu)勢分析

1.1 集中供熱自動化系統(tǒng)簡述

集中供熱自動化系統(tǒng)是以城市熱力供應效率升級為目標設計的自動化控制平臺，是現(xiàn)代電網(wǎng)供熱系統(tǒng)建設的主要方向，也是電網(wǎng)建設應用的重點內(nèi)容。集中供熱自動化系統(tǒng)主要包括熱源、管網(wǎng)、熱力子站等共同組成，利用自動化技術以及信息化技術設計綜合控制平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)對集中供熱系統(tǒng)進行自動化管控，確保自動化技術的應用更加合理，也能夠最大程度上提升自動化系統(tǒng)的應用效果。在集中供熱自動化系統(tǒng)應用中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動供熱控制、故障報警、故障搶修、自動維護等功能，確保集中供熱自動化系統(tǒng)應用更加安全高效，也能夠?qū)崿F(xiàn)供熱管網(wǎng)的優(yōu)化升級。

1.2 集中供熱自動化組成

整個集中供熱自動化系統(tǒng)分為熱力站自動化模塊以及鍋爐自動化模塊，利用自動化技術將二者進行有效連接，能夠?qū)崿F(xiàn)集中供熱系統(tǒng)的自動控制，確保系統(tǒng)的集中供熱更加安全合理。

（1）熱力站自動化模塊主要包括熱站自控系統(tǒng)、首站自控系統(tǒng)、冷熱水換熱自動體系以及泵站自動化控制等相關功能。在整個系統(tǒng)的設計應用過程中，換熱站自動控制系統(tǒng)由PLC控制器，溫度、壓力及流量傳感器，自動調(diào)節(jié)閥，循環(huán)及補水泵變頻器等設備組成。在其應用中能夠完成一次網(wǎng)流量和二次網(wǎng)流量的良好控制；首站自控系統(tǒng)應用具有熱蒸汽和熱水循環(huán)使用，供應熱網(wǎng)的作用，能夠最大程度上提升熱力站自動控制系統(tǒng)的應用效果；冷熱水換熱站自控系統(tǒng)的應用也非常關鍵，在系統(tǒng)的應用中，能夠為居民提供采暖、熱水供應以及空調(diào)制冷等功能，實現(xiàn)居民供熱網(wǎng)的良好管控；泵站自動化控制系統(tǒng)包括加壓泵站以及混水泵站兩方面作業(yè)組成，在其泵站的核心應用中，能夠?qū)崿F(xiàn)管網(wǎng)的綜合優(yōu)化分析，確保技術的應用更加合理，也能夠提升熱力站自動化應用效果。

（2）鍋爐房自動系統(tǒng)。鍋爐房是供熱管網(wǎng)以及集中供熱系統(tǒng)的核心裝置，起到熱能輸送的作用，而傳統(tǒng)的鍋爐房控制采用人力和半自動模式運行，運行管控效率相對比較低，運行質(zhì)量相對比較差，影響到鍋爐房的應用效果，所以在鍋爐房的裝置應用中，也應該進行自動化改造，實現(xiàn)自動控制。鍋爐房自動系統(tǒng)的應用非常關鍵，鍋爐房自動系統(tǒng)應用中采用DCS分散控制系統(tǒng)，同時進行冗余設計。該系統(tǒng)具有指令發(fā)送、自動控制、實時監(jiān)控、智能調(diào)節(jié)等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)鍋爐裝置的良好應用，確保鍋爐運轉(zhuǎn)更加高效節(jié)能。

2 集中供熱自動化系統(tǒng)在供熱管網(wǎng)中的技術應用

集中供熱自動化系統(tǒng)在供熱管網(wǎng)中應用除了設計合理的自動化系統(tǒng)，更重要的是完成供熱自動化系統(tǒng)的改造，以下是對集中供熱自動化系統(tǒng)在供熱管網(wǎng)中關鍵技術的應用。

（1）變頻技術的應用。變頻技術是現(xiàn)代社會發(fā)展中應用的重要技術，該技術的應用能夠?qū)崿F(xiàn)供熱管網(wǎng)的供熱穩(wěn)定性提升。在變頻技術應用中，在供熱自動化系統(tǒng)中加入變頻裝置，變頻裝置能夠自動計算供熱熱力以及流量，并且采用自動監(jiān)控儀表，通過自動化儀表裝置的設計應用，確保變頻裝置的應用更加合理，提升變頻技術的應用效果。同時在供熱管網(wǎng)中變頻技術還可以實施轉(zhuǎn)變自動頻率，適應現(xiàn)代供熱需求，實現(xiàn)熱力能源的良好供應。

（2）分時段控制技術。分時段控制技術是為了配合熱能計量收費制度完成的相關功能，同時也是為了實現(xiàn)更加智能的供熱。從自然角度而言，每天的每個時間段溫度不同，凌晨1～4時為最冷天氣、午后2～4時為最暖天氣，如果采用全天候集中供熱，不僅會造成資源浪費，同時也影響到供熱需求體驗。所以，供熱自動化系統(tǒng)應用分時段控制技術，通過對分時段控制技術與計算機監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建，提高對供暖區(qū)域劃分、調(diào)節(jié)溫度變化參數(shù)等數(shù)據(jù)的收集，促進供熱效率、節(jié)能環(huán)保等各項指標的提升。

（3）自動調(diào)節(jié)技術應用。集中供熱自動調(diào)節(jié)技術對于現(xiàn)代熱網(wǎng)自動化建設而言也有非常積極的作用，能夠提升熱網(wǎng)的綜合應用管控，確保熱力供應更加積極合理。在集中供熱系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)中，主要包括一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的調(diào)節(jié)，而一次網(wǎng)和二次網(wǎng)的運行調(diào)節(jié)需求有所不同，所以在其系統(tǒng)中設計了自動調(diào)節(jié)技術，可以實現(xiàn)一次網(wǎng)供水溫度以及供熱流量調(diào)節(jié)，同時也可以對熱力失調(diào)問題進行有效的解決，實現(xiàn)供熱均衡、供熱精準。

（4）自動化裝置的應用。自動化熱力控制系統(tǒng)是依靠技術以及相關裝置實現(xiàn)。所以，在集中自動化供熱系統(tǒng)應用過程中，應該采用智能化裝置實現(xiàn)各處自動化功能。如，在自動化裝置應用過程中，主要應用自動調(diào)節(jié)閥、智能儀表、智能補水調(diào)節(jié)裝置等，是實現(xiàn)供熱管網(wǎng)自動化建設的關鍵。

3 案例研究

XX供熱集團為了實現(xiàn)節(jié)約能源、供熱穩(wěn)定的目標與2020年開始進行供熱改造，將傳統(tǒng)的鍋爐供熱方式轉(zhuǎn)換為熱帶聯(lián)產(chǎn)集中供熱方式，并且在供熱改造中，設計應用了集中供熱自動化系統(tǒng)，通過自動化系統(tǒng)的設計應用，確保系統(tǒng)的供熱應用更加積極合理，也能夠提升供熱的應用效果。

XX供熱集團傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)問題較為嚴重，管道壓力達到2.5MPa、可以說是我國最高的一個檔次，嚴重影響到區(qū)域供熱，不僅供熱效果較差，并且子啊供熱實施過程中，管道運行以及維護的難度也比較大，同時也造成了一定的環(huán)境污染問題，所以在XX供熱集團進行供熱過程中，應該進行供熱改造，確保供熱應用更加合理。以下是對供熱個集團集中供熱自動化系統(tǒng)改造分析。

4 集中供熱自動化系統(tǒng)在供熱管網(wǎng)中的實踐分析

4.1 集中供熱自動化系統(tǒng)應用分析

在XX供熱集團進行供熱改造過程中，采用由清華同方股份有限公司和北京亞控科技發(fā)展有限公司共同開發(fā)設計的城市集中供熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有良好的自動控制功能、數(shù)據(jù)采集功能以及故障排除功能，能夠?qū)崿F(xiàn)供熱系統(tǒng)的優(yōu)化管控，確保整個供熱系統(tǒng)應用更加安全合理。

（1）集中供熱系統(tǒng)組成原理。XX供熱集團采用新式集中供熱自動化系統(tǒng)主要包括熱源控制裝置、換熱站控制器等主要控制裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)熱源以及換熱站模塊的綜合控制，確保整個系統(tǒng)的供熱功能良好實現(xiàn)。同時系統(tǒng)包括的熱源變頻裝置、電動調(diào)節(jié)閥、換熱變頻器等裝置，采用變頻技術和變頻裝置能夠?qū)崿F(xiàn)熱能換熱集中管理以及自動調(diào)節(jié)、同時系統(tǒng)還應用了循環(huán)水泵以及補水泵，做大智能補水調(diào)節(jié)水溫以及流量，根據(jù)熱用戶的需求完成智能化供熱，滿足系統(tǒng)的各項使用需求，確保供熱系統(tǒng)的應用更加安全有效，也能夠最大程度上提上系統(tǒng)的使用效果。系統(tǒng)設計應用遠傳通訊模塊以及室外溫度傳感器，室外溫度傳感器能夠?qū)崟r采集室外溫度，擯棄給利用遠傳通訊模塊間實時溫度信息回傳給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)分析完成新控制質(zhì)量發(fā)送，控制各項變頻裝置以及調(diào)節(jié)器裝置完成供熱溫度的實際管控。在整個集中供熱系統(tǒng)應用過程中，均采用自動控制模塊，極大程度上減少了人力應用，同時也做到了自動控制應用，確保熱力供應得到良好的控制，減少傳統(tǒng)人力管理模式中存在的不必要浪費問題。圖1為XX供熱集團集中供熱自動化系統(tǒng)原理圖。

圖1 集中供熱自動化系統(tǒng)原理圖

XX供熱集團在建設過程中主要包括22個分換熱站、能夠?qū)崿F(xiàn)350萬立方米的熱能供應，總供熱管網(wǎng)長度達到18km，最大供熱高差為220m、為了實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)的供熱控制，XX集團集中供熱系統(tǒng)對自控系統(tǒng)各項功能進行了有效的設計。

系統(tǒng)具有良好的操作界面，操作界面設計簡單合理。整個系統(tǒng)在設計過程中，將22個換熱站分布圖展現(xiàn)在主頁面，使用者能夠清晰地了解到22個換熱站的綜合應用效果，確保供熱系統(tǒng)的設計應用更加積極合理，也能夠最大程度上提升供熱系統(tǒng)的綜合應用效率，確保供熱系統(tǒng)的良好應用更加合理，也能夠提升系統(tǒng)供熱應用效果。在整個系統(tǒng)的應用過程中，主要包括用戶管理、修改密碼、登錄、操作畫面、全網(wǎng)數(shù)據(jù)等多項操作模塊，可以實現(xiàn)對供熱的初步管理，確保系統(tǒng)的應用更加合理。

進入到操作界面之后，系統(tǒng)顯示22個換熱站以及各機組的工作運行模塊，將所有能夠遠程控制的設備完成綜合管理，并且在各機組后設置指示燈，在實際的系統(tǒng)操作過程中，不同的指示顏色代表機組的不同工作狀態(tài)。如，將機組轉(zhuǎn)換為手動模式之后，機組的指示燈將會由灰色轉(zhuǎn)換為黑色，此時機組人員進行人力機組檢修以及機組運行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)自動和手工的完全切換，確保機組運行方式多樣，實現(xiàn)多樣化的管理，防止自動控制出現(xiàn)問題，系統(tǒng)出現(xiàn)崩盤現(xiàn)象。

系統(tǒng)具有安全管理功能，整個系統(tǒng)設置登錄密碼以及修改密碼等功能，是出現(xiàn)安全性考慮的設計環(huán)節(jié)。在集中供熱自動化系統(tǒng)使用過程中，只有經(jīng)過嚴格培訓、只有了解自動化控制系統(tǒng)工作原理的工作人員才能夠登錄系統(tǒng)，同時也防止系統(tǒng)參數(shù)輸入錯誤操作不良的影響。

系統(tǒng)具有參數(shù)整理和分析功能，整個系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全網(wǎng)參數(shù)采集，整個系統(tǒng)完成了1-22號換熱站的工作數(shù)據(jù)采集，在其工作運行過程中，主要采集一次供熱溫度、一次回溫、一次供壓、一次回壓、二次供熱溫度、二次回溫、二次供壓、二次回壓等相關裝置，通過系統(tǒng)供熱裝置的綜合應用管控，確保系統(tǒng)參數(shù)運行更加合理，根據(jù)參數(shù)采集以及參數(shù)分析，能夠完成參數(shù)的良好管控工作。

4.2 集中供熱自動化系統(tǒng)在管網(wǎng)中實踐應用效果

集中供熱自動化系統(tǒng)在管網(wǎng)中實踐應用非常關鍵，能夠提升熱力管網(wǎng)的應用效率，同時完成熱力管網(wǎng)的熱力參數(shù)分析等相關工作。在XX供熱集團應用集中供熱自動化系統(tǒng)之后，實現(xiàn)了系統(tǒng)的應用效率升級，對于集中供熱自動化系統(tǒng)的綜合應用管控也有非常積極的作用，也能夠最大程度上提升集中供熱自動化管網(wǎng)應用效果。XX集團應用供熱自動化系統(tǒng)之后，每年可減少煙塵排放980.05t，減少二氧化硫排放360.84t，有效降低了地區(qū)污染，并且每年節(jié)約成本達到102.5萬元，真正實現(xiàn)了地區(qū)供熱管網(wǎng)的節(jié)能高效改造。

5 結(jié)語

集中供熱自動化系統(tǒng)在供熱管網(wǎng)中應用能夠?qū)崿F(xiàn)低成本運行以及高效運行，希望本文能夠?qū)泄嶙詣踊到y(tǒng)在供熱管網(wǎng)中的實踐應用有所幫助。