谈集中供热自动化系统在供热管网中的应用

张金来 孙美华

摘 要：随着人们环保意识的增强，各地都开展"蓝天碧水工程"，集中供热事业迅猛发展，管网规模不断扩大；另一方面，随着人们生活水平的提高，对供热质量的需求也越来越高。这些，都使得技术进步和技术改造成为各热力公司面临的紧迫问题，粗放型的供热方式必须向"高效、节能、舒适"的高技术型供热方式转变，因此，供热管网自动化系统正是适应时代要求的产物。

关键词：集中供热；自动化系统；供热管网；应用

1集中供热管网系统优势分析

1.1提高供暖质量，便捷服务居民。城市集中供热管网系统可以通过系统自动设置温度定时，不受外界室温干扰，加热到达系统设定的温度时可以自行停止，充分保证居民室内良好的恒定温度。优化设计后的管网系统运作具有间歇性，可以充分实现节约能源、降低供暖設备运行噪音，又因为供暖基地的设备离居民区较远，所以不会对居民的日常休息和生活带来干扰，充分实行了以人为本的观念。

1.2提高环保行径。城市供热管网系统优化后具有集中性，有效地降低了对环境的污染和实现资源的节约。其中降低环境污染的具体措施是采用烟囱高低有序的设计理念，又因为集中供暖时燃料设备内容量较大，发电率进一步提高，从而充分降低能源的消耗。环保理念深入人心，因此作为建筑的基础设施，施工人员更要将这一理念贯彻落实到行动中，科学合理分配资源的利用率。

1.3充分实现自动化。目前，城市集中供暖管网系统普遍采用自动化控制，可以大大降低工人的工作量，根据科学的配置通过感受室外温度自行调整室内温度，采用中央加热设备提高设备运行的可靠性、减少故障发生率进而提高供暖质量。供暖系统集中性是节约资源和保护环境的又一重要举措，也适应了城市现代化建设发展的趋势和潮流。

2自动化系统的作用及位置

热网控制系统设计采用PC+PLC模式，以此实现对整个热网系统的集中管理、分散控制。系统主工控机设在热网控制中心，主要负责采集过程数据，并提供操作指导、设备控制、故障诊断、报警信息、事件报告、数据处理、趋势显示。监测系统由1个热网控制中心及若干个PLC远程子站组成，负责各站内数据采集、控制调节、系统报警、通过接口模块和通讯系统将检测的数据传送到热网控制中心上位机等功能。热网控制中心主要任务是负责供热系统的节能运行，集中体现为：①全热网热力平衡管理，包括对一次网的平衡管理和二次网的平衡管理。②基于热力平衡的热网，热源供热量合理并跟随气象预报进行科学预测和规划。实现跟随环境温度变化执行科学供热运行，从而达到经济运行的目的。

3供热管网自动化系统原理和组成

3.1供热网自动化系统的5大功能。①及时检测参数，了解系统工况，做到“居调度室而知全局”。②均匀调节流量，消除冷热不均，消除水力工况失调，不能单靠系统投运前的一次性初调节，在系统运行过程中，经常的流量均匀调节是必不可少的。除电动自力式调节阀外，其它手动调节阀将无能为力。③合理匹配工况，保证按需供热。自动化系统可以通过软件开发，配量供热系统热特性识别和工况优化分析程序，根据前几天供热系统的实测供回水温度、循环流量、室外温度，以及历年同期情况和气象预报，预测当天的最佳况匹配，进而对热源和热力网实行直接自动控制或运行指导。④及时诊断故障，确保安全运行。⑤健全运行档案，实现量化管理。计算机系统可以建立各种信息数据库，能够对运行进程的各种信息数据进行分析，根据需要打印运行日志。

3.2自动化系统的应用。第一，中控室系统又称管理级。有和热源监控系统全为一体的，也有单独对外部供热网实施监控的，有和单位局域网联网的，也有自成体系的。其硬件部分主要包括：工控机（上位机）、服务器、UPS电源、网络通讯设备等。第二，通讯系统又称通讯级。实现远程监控的各种通讯手段，一般分为有线传输和无线传输两大类型。第三，热力站自控系统又称自动级。由于换热站的自控系统功能明确，监测参数相对固定，所以，一般不再采用PLC系统，而是使用针对不同应用要求而开发的换热站专用控制器。控制器的基本功能除参数监测、安全保护、数据远传外，主要就是通过控制一次侧调节阀开度而改变一次侧流量，从而达到控制二次侧水温的目的。根据应用层次不同，大概可以分为3类。①简单单回路控制器。在生活热水系统中，换热器二次侧水温要求相对稳定，所以只安装自力式温控阀便可基本满足要求。②气候补偿型控制器。根据室外温度的变化而改变二次网的水温，在保证室内温度合格的前提下，做到舒适、节能。这进行流量累积和热量累积。同样，二次网也可以如此。控制也是一种简单的控制器，功能包括二次侧供水温度/供回水平均温度控制，一次侧回水最高温度限制，也没有更复杂的功能，但价格便宜，安装使用方便，一次、二次回水温度限制（DR）T，一次流量最高、最低限制，运行可靠，所以特别适合在小型机组上应用，在无人值守站阀位最大、最小开度限制，二次侧供、回压差控制，二次侧中也可使用。由于它没有联网功能，所以在大型的供热网还需兼具监回水定压，手动/自动方式切换等功能。③标准换热站控制器。为了适应我国供热化，热网规模大，工况复杂，技术水平相对落后的情况，对二次供温超高限保护及报警，二次供压超高限保护及报警，二次回温超低限保護及报警，泵变频器运行保护及报警，热网监控系统核心设备的换热站控制器等都提出较高要求。

总之，随着经济建设的推进、科技领域发展日新月异，人们对生活质量的需求和生活基本因素的保障也不断提高。现在越来越多的人都将目光聚集在供热系统的基本配置和资源合理利用问题上，将自动化系统引入到供热管网中，能够进一步实现节能降耗，低碳环保，值得进一步推广应用。