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摘要：自控技术应用于供热系统，提高了供热系统的自动化水平，提高了其运行效率，也达到了节能环保的效果。本文介绍了换热站供热的管控措施，阐述了自控技术在集中供热工程中的应用，并对自控技术的节能效果进行了分析。
关键词：自控技术；集中供热；应用
随着自控技术的不断成熟，智能化程度的不断提高，自控技术在集中供热系统中还存在着相当大的应用提升空间。总之，在集中供热中，自控技术的应用已成为集中供热未来的发展趋势。
1、换热站供热的管控措施
1.1对供热用户室外温度的管控方式。从能量守恒定律来考虑，在外界环境一定的情况下，若不计在输运过程中能量的损耗，那么输出的热能应与最终提供给用户的热量相等。然而，这种情形只是一个理想状态，不可能在实际过程中得到保证。经过对最终输送到每个用户热量的计算，可以发现若想要使供热量为一个特定的数值，就必须严格把控用户的室内外温度对供热量的影响作用。因此，在自动控制体系中，需要采取相应的措施来控制室外温度，保证供热的管控，例如，可以采取室外温度与供水温度共同调节或分段更换水流量的方法来进行控制。
1.2对供热水温的调节措施。根据实验研究可知，供热水温和环境温度之间存在一定的相关性。在集中供热系统中，设置可以调节水温的自动化控制系统，就可以根据环境温度对供热水温进行有效的调节。自动化控制方式操作非常简单，并且可以保证供热系统整体的稳定性，供热水温调节的周期较短，控制效果也较好，在热力站中广泛应用。然而，自动化控制系统在实际调节供热水温中存在一定的缺陷。1）若环境温度保持不变，当水流量发生非常细微的变化也会在一定程度上引发供热水温的变化。2）在实际应用时，自动化控制技术应注重设备的保护，一旦设备受到损坏，设置好的数值将会受到影响发生变化，最终对供热效果产生严重影响。
1.3对单位时间内水流量的调节方式。供热系统工作效率评价的重要指标之一就是单位时间内的水流量，自动控制技术在集中供热系统节能方面应用的重要目标之一就是控制单位时间内的水流量。大量的实践研究表明，想要更加合理高效的对水流量进行调节，可以采用分段控制的方式，而想要保证供水的稳定性和水的合理分配，应用自动控制技术调节单位时间内水流量具体有两种方式。1）定压差调节，主要是通过调节管道的压力差控制单位时间内的水流量，同时使用变频循环水泵旋转作用将管道压力差保持在一个合理的范围内。这种自动调节模式简单易行，能有效提高热能的利用率，所以在集中供热系统中得到了广泛的应用。2）分阶段改变时间单位内的水流量，这种调节方式主要是根据不同的气候特征进行供热运输。集中供热的阶段主要分初期、中期和酷寒期三个时期。这三个时期都有各自的特点，因此在调节水流量时，要根据不同时期的气候特征应用循环水泵调节水流量。在调节水流量时应注意两个问题，首先要满足用户对供热的需求，其次要确保水资源的合理利用。这种调节方式可以十分有效的解决供热高峰期的问题，最大限度地满足用户的需求。
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2、自控技术在集中供热工程中的应用
采用集散式的控制系统是自控技术在集中供热工程中应用的主要方法，将现场的各种仪表、上位机、下位机等结合到一起组成自动控制系统，由自动控制系统对供热设备和供热管网运行进行全面实时的监测、管理和控制。自控技术主要体现在以下几方面。
2.1上位机
上位机也被称为中央管理计算机，通常上位机都在供热的热力企业生产调度部门进行管理，上位机需与下位机等进行相连来实现远程监控和控制，监测供热系统中各类设备运行状况，对运行参数进行显示和分析，为热力企业的生产运行中心的调度员提供供热系统的掌握和控制，从而为供热系统完善提供依据。
在采暖季的实际生产运行中，上位机一般采集的数据包括:一级网、二级网的供回水温度、供回水压力，各热力站内换热器一级网、二级网出口温度、压力，各个循环泵、补水泵的工作状态、参数，补水流量、软化水箱液位等。调度员会对上位机的每个参数测量值设定一个低限和一个高限，若参数超过测量值，就会产生报警。任何参数的报警都会激活系统的公共报警。
在接到报警后，调度员会根据报警内容采取相应的实际操作。根据日常运行中二级网的回水压力情况设定补水泵的启停压力，二级网回水压力下降到定压点下限时，补水泵启动；当二级网压力补到定压点上限时，则补水泵停止。补水泵降到定压点下限不启动，触发报警，调度员应结合补水泵状态和其他参数综合判断后，通知维检人员现场查看。补水泵一直运行，同时软化水箱液位下降，说明二级网出现跑水情况，调度员应立即联系用户单位进行检修。
2.2下位机
下位机根据锅炉的数量进行配置，每个锅炉都配置一台下位机，来根据值班机的负荷分配来控制锅炉的热负荷调节与控制，下位机还要对与其相连的锅炉运行进行参数的监测和计算，同时将所监测到的信息传递给上位机。
自控技术在集中供热工程中的应用十分关键和重要，自控技术需要长时间持续的对集中供热系统进行控制，在实践中自控技术的应用是从经济成本、安全高效等多方面进行考虑后选择的，今后还要进一步将自控技术进行研究改进，提高自控技术的可靠性和稳定性。1）要使自控技术能够适应更加多变复杂的环境，特别是在恶劣环境中也要确保持续稳定的运行；2）要在精度上、稳压性和抗干扰能力上做出改进，从而有效改善供电环境；3）利用自控技术实现集中供热系统的自动恢复、自动启动等功能，从而实现供热系统的真正智能化和无人值守。
3、自控技术的节能效果分析
3.1降低单位热能消耗。通过自动控制方案的实施，一方面减小了管网水力失调的程度，使用户系统热能的分布更加均匀。此外，通过对一次网流量调节阀开度的分时自动控制与换热站水泵合理、及时的调节配合，还能够避免人工调节在时间上的滞后性和对经验的依赖性。例如，某公司一个15万平米供热面积的换热站，06年热量单耗为0.91GJ/平方米，07年在自动控制方案的实施后，热量单耗为0.83GJ/平方米，则累计节省热量为12000GJ，以1GJ购入价30元计算，可节省热能费用36万元。
3.2降低单位电耗。在换热站增设水泵变频设备，可对水泵电机频率进行自动控制，通过改变电动机的电流和频率，达到节能的目的。变频控制的调节范围广泛，且能保持较高的效率，实现精度很高的运行。变频控制的节能还表现在消除电动机启动过程中的大电流，也有利于延长水泵的使用寿命。另外，当热用户的用热负荷较小时，可以通过减小流量的方式降低水泵对能源的消耗。还以某公司一个15万平米供热面积换热站为例，06年换热站水泵共耗电23.4万度，即电单耗为1.56度/平米供热面积，07年在自动控制方案的实施后，电单耗为1.25度/平米供热面积，15万平米供热面积节电量为4.65万度，按电费单价0.747计算，可节省购电费用3.44万元。
3.3降低人工费。增加自控设备，换热站运行最终达到无人值守，值班巡查方式。可节省人员费用2万元。还以某公司15万平米供热面积的换热站为例，合计节省热能费用、运行费用和人工费用41.44万元。因此，通过自控调节手段和变频器的合理配置，可以达到很好的节能效果。
4、结语
自控系统是自动化技术发展的结果，将其应用于集中供热系统，能够提高集中供热系统运行的自动化水平，从而提高其运行质量，并达到节能降耗的目标。自控技术的应用要在确保集中供热服务质量的基础上，来控制能源的消耗，实现节能目标，这样才能真正实现自控技术的意义。
参考文献：
[1]靳伟斌.集中供热节能技术措施研究[J].机电信息,2016.
[2]方向辉.自动控制技术在集中供热节能方面的应用[J].中国新技术新产品，2016.
[3]段铁民.自动控制技术在集中供热节能中的应用措施[J].科技展望,2017.
论文作者:李勋
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/27
标签：集中供热论文; 自控论文; 技术论文; 水泵论文; 系统论文; 自动控制论文; 水流论文; 《防护工程》2017年第36期论文;