摘要：我国气候条件复杂多样，冬季由于天气温度差异较大，特别是北方地区室外温度较低，人们对供暖的需求很大。由于采暖用户众多，老旧供热系统热利用率低，热网平衡调节难度大、运行稳定性差，供热能力极为有限，单一的人工调控技术成为制约集中供热发展的瓶颈。随着科学技术的不断发展，自动控制技术被逐步、广泛应用于集中供热领域，使得热网系统的调节控制更加快速、准确、可靠。
关键词：自动化控制系统；集中供热；应用
1城市集中供热主要方式及特点
1.1热电联产
热电联产是指发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热的生产方式，即同时生产电、热能的工艺过程，较之分别生产电、热能方式节约燃料，经济性较好，是我国北方地区最基础、利用最广泛的供热方式。优点：技术成熟，管理先进；制热能力强、品味高、成本低、安全、稳定、环保。缺点：由于热电厂多位于城区外围，向城区输配热量修建供热管线，施工困难，投资大；长距离输送中途热损失较大；热电厂机组供热能力强，基本无备用机组，一旦设备出现故障，受影响供热面积巨大，容易引发社会问题。
1.2区域锅炉房供热
指以锅炉房作为热源在某个特定区域内进行集中供热。按能源种类分为燃煤锅炉、燃气锅炉、电锅炉、生物质锅炉、燃油锅炉等。优点：可根据热负荷状况量身设置，供热范围可大可小；建设周期短，供热设施建设造价低、工期短，易于与城市建设同步进行，能够做到同时规划、同时设计、同时施工、同时使用，有利于加快实现城市集中供热。缺点：燃煤锅炉建设环保要求高，自身发展受政策影响较大；其他能源锅炉制热能源成本较高，经济性较差。
1.3热泵类供热
该类供热项目一般通过热泵技术，以电能、蒸汽或燃气作为驱动能源，将低品位工业余热（30℃以下）、生活污水、空气、浅层地热等低品位热能进行收集，提取热量用于城市供热。优点：政策支持，节能、环保，运行成本较为经济。缺点：初投资较大，供热品味一般较低，不适于长途输配，对用热建筑供热方式（宜采用地板辐射采暖或空调采暖）、建筑围护结构等有一定要求。
2集中供热的发展优势
随着国家综合实力的提升，给城市集中供热提供了难得的发展机遇。城市集中供热有以下几个优点：①集中供热可以减少供热成本。集中供热相对于分散燃煤、燃油等分散供热效率要高很多，且燃料灰渣运输量与散落量降低了不少，可以进行专人看管与机械化操作，减少许多人工成本。②集中供热可以大大提高能源的利用率，进而节省燃料。集中供热代替了原有分散小锅炉散煤供热等方式，能源利用效率较高，能源的浪费较少。如，据统计，分散小型锅炉热效率一般仅在50～60%，而使用供热机组热电联产供热效率一般可以提高大约20～30%。③集中供热可以降低大气、固体废料等污染，改善周围环境。众所周知，在我国北方的冬天，曾经很长一段时间主要以散户燃煤等方式进行取暖，这种取暖方式无组织、无处理措施的废气、废渣排放量大，对周围环境会产生较大的影响，而集中供热可以将无组织排放的废气、废渣变为有组织排放，污染相对较轻。
3自动化控制系统在集中供热中的应用
3.1控制过程
在控制器中对各设备的自动调整、运行切换、保护命令等进行有效的编辑，具体内容包括以下几个方面：①断电保护。当远程自动化集控系统出现断电后会发出报警，并使一次流量调节阀自动关闭，从而确保换热器不会出现超温损坏现象。②超温保护。按照要求对二次网循环系统上限运行温度进行设定，如果超过设定温度则会发出报警，使整个系统停止运行。③循环压力保护。按照要求对二次网循环系统上、下限运行压力进行设定，如果运行压力超出该范围，则会立即报警并停止运行。④自动切换运行。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据设备运行的基本原则，对切换泵的运行进行自定义。⑤二次网断水报警。对补水箱水位进行实时监测，如果水箱水位降至正常补水时，则会发出报警并使系统停止运行。⑥站房内运行温度保护。在系统运行过程中，如果出现热介质泄露超温现象，则系统会立即停止运行。⑦时间温度补偿。根据城市生活用热规律，来按照分时段原则对原供热温度进行进行有效的调整，从而达到节能降耗的效果。⑧二次网供热温度调整。通过对室内外温度变化分析后，来调整二次网供热温度，并做好室外温度的分析工作，根据各地区温度特点，编码相应的控制程序，从而更好地满足室内供热温度要求，提高了系统调节的及时性，大大降低了系统运行过程中的热损耗。
3.2具体应用分析
3.2.1自控系统在热力站中的应用
热力站自动化系统构建的目的为了充分满足各个子站的热量需求，并根据所需进行及时、合理调配。具体内容如下：第一，换热站自控系统。作为热网自控的核心子系统，换热站自控系统主要由PLC控制器，温度、压力及流量传感器，自动调节阀，循环及补水泵变频器等设备组成。其控制回路分为：1）一次网流量控制回路；2）二次网循环控制回路和定压回路。该系统运行时，能通过对一次回水调节阀的控制，确保一次网流量控制回路的合理运行。借由二次网中循环泵和补水泵转速实现对二次网流量的调控。网络调度中心根据热网平衡原则，对换热站下达控制指令，换热站的PLC系统根据站内实际情况对二次网中循环泵和补水泵转速进行调控。第二，首站自控系统。首站紧邻热电厂，用其输送的热蒸汽加热一次循环水。该系统在运行过程中能将热源中的热蒸汽、热水重复传输到热网中去，由此实现热源的循环使用。首站自控系统的构建需要从以下几个方面进行把握，分别是：1）安全性；2）对供热管网负荷及流量的调控。第三，泵站自动化系统。泵站自动化系统主要分为两大类：加压泵站以及混水泵站。加压泵站是通过加压作业操作，对热管网中的水力状况进行调控，从而保障供热作业的稳步开展。而设置在热源处的混水泵站则能在热媒的水力与热力状况出现异常后对整个供热管网热媒提供循环动力。加压泵站的设置能避免因供热管线过长而导致的供热管线内压力过大造成的管道泄漏。混水泵站能联结独立运行的一、二次管网，使其统一调配、联动运行。
3.2.2自控系统在调度室的应用
供热调度自动化系统是在中控室内建立一个供热运行远程监控信息发布平台，在站内自动采集系统完善的基础上，利用各种具有自动检测、反馈、决策和控制功能的装置，通过将采集的信号、数据远程传输至该信息发布平台，对热源、热网及各热力站的运行状态、运行参数进行全方位、就地的自动监视、协调、调节和全网平衡控制，保证热网系统的供热质量和安全，为供热管网的宏观调控和科学的精细化管理提供决策依据。
3.2.3自控系统在能源管理方面的应用
在全公司范围内积极推广全网自控能源管理系统，实现节能降耗。以我分公司为例，原一电厂供热能力仅1000万m2，通过采取分时段多热源切换供热，加大对一电热网的全网平衡调节，以及实施能源精细化管理，热网全网实现了自动控制调节。目前，供热面积达到1300多万平方米。2012年—2013年采暖季，在超负荷运行并出现极寒天气的情况下，实现节热率5.6%，热单耗降至0.395GJ/m2，节电率7.8%，电单耗降至1.658度/m2，节能降耗成绩显著。同时，供热室温达标率达99%以上，而投诉率仅为以往的77.9%。由于采用自动化控制技术，实现了降低生产成本和能耗，给企业带来直接经济效应的同时，为环境保护、节能减排做出贡献。
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论文作者:张卫忠
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/9/18
标签：集中供热论文; 系统论文; 温度论文; 泵站论文; 自控论文; 热源论文; 能源论文; 《基层建设》2018年第23期论文;