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唐山曹妃甸热力有限公司 河北 唐山 063200
【摘 要】随着我国城市化的不断进展，我国能源消费也在逐年增加，成为了能源消耗大国。建筑能耗大约占我国能源消耗的1/3，其中大部分是供热能耗。因此建筑节能既是形势所迫，也是众望所归。集中供热系统与分散供热相比具有污染小，效率高等优点，已经在我国推行多年，但是与其他发达国家相比供热效率还是很低，能源浪费严重，节能空间很大。因此供热节能是我国建筑节能工作中潜力最大的途径之一。文章重点分析了集中供热系统中热网的电气自动控制方式，仅供参考。
【关键词】集中供热系统；热网；电气自动控制；
随着城市建设的不断发展，城市集中供热已取代独立燃煤锅炉供热，为城市环境保护做出很大贡献，同时减少了能源浪费。现阶段供热系统科学运行、合理调节、自动平衡工况有待完善，实际生产运行中能源利用率较低，耗能偏高，节能效果较有限。如能够从锅炉设备、管网系统、风机水泵的节能应用、整体调节综合考虑整个系统，对供热系统的三个主要环节提供信息化管理平台，以期实现对热源控制一体化，管网智能化、和终端用户信息化，对于整个供热系统的管理、节能有非常大的实际意义，它可以提高供热系统综合运行效率、有效降低供热系统用能（包括用电）的能耗。
一、集中供热热网的电气自动控制系统
城市集中供热一般组成为：热源（热电供热机组或供热锅炉），一次管网，换热站（换热站的设备一般为循环泵、补水泵、补水箱、换热器等），二次网，热用户等。目前，城市集中供热系统发展很迅速，有的城市的换热站数量很多，要实现集中供热系统的电气自动控制，一是在各换热站安装自动控制设备（加装有远程控制程序）；二是设立供热系统自动控制控总站，汇总和分析远端传输上来的数据，根据实际情况发出正确的指令。集中供热的电气自动控制系统必须具备以下功能：自动控制和调度供热负荷，实时报告供热系统的运行参数，进行数据统计和保存，系统故障时能进行报警提示，提醒运行人员对故障进行及时处理。
二、热网电气自动控制系统的运行
（一）主要控制设备
集中供热系统在运行过程中，需要调节的热力参数主要是温度、一次网的流量、二次网的循环流量和管道内压等，控制这些热力参数的电气自动控制设备主要有：①中央数据处理器。中央数据处理器的操作系统可以实时处理信息，应具有Internet接口，也可进行无线通信，也应具有USB接口，数据信号可以通过多通道输入及输出。②电动调节阀。电动调节阀遵循标准信号动态调节系统，供热系统压力波动对它的影响很小，调节过程更稳定、更节能。③变频器。变频器用来改变泵类的转矩，具有可以自由连接的输入输出端口，能切换电机数据和命令数据，变频器具有过压/欠压保护、接地故障保护、短路保护及电动机保护等功能。④现场控制器。在有些情况下，为减轻中央数据处理器的工作量，每个换热站应设有现场控制器，实时采集和分析运行参数，如电流、泵的工作状态、回水/出水温度、水位/水压等。现场控制器接收和记录换热站传来的运行参数，包括温度、压力等。现场控制器分析采集参数后，记录参数并根据上位机下发的程序发出一些控制指令。
（二）供热系统的电气自动控制过程
1.热源
热源自动化控制是通过在热源锅炉本体气胞、炉膛内壁、顶部、在进出水管道、除尘器、省煤器以及在锅炉水处理系统补水及循环水管道等处安装使用压力、温度和流量传感器，经过信号电缆传输、电气自动化控制柜控制，能够在微机观测屏上读取锅炉运行时各项生产参数，根据外界环境温度和负荷的变化，人为地调整锅炉运行工况，以达到热量的供需平衡。如对自动化控制升级用以微控制技术为核心的智能化控制不单可以利用锅炉运行的各项参数，而且还能够与原控制系统共同动态调整系统运行状态，完成系统的供热控制，最大限度地提高系统的运行效率，有效降低系统能源的消耗；自动化控制提供直观、快速的控制监控体系，能有效降低故障次数；自动控制监控体系和局部不联网比较，自动化系统与设备之间有很大的灵活度，能够根据生产运行工况随时做出调整。对于热源设备（如风机及水泵）采用变频调速控制是自动化控制一部分，它是通过改变电源工作频率，降低拖动电机的转速，减少设备输出功率，达到输出功率与运行负荷的最佳匹配，从而达到节能的目的。
2.供热管网
供热运行过程中通过各种不同的系统运行调节方式，可不同程度地满足并适应用户负荷变化的需求。比如供水温度分区域可调的供热方式，可装设流量控制装置（流量控制器、差压控制器、二次网系统平衡阀），针对不同用户的用热特性不同，供给不同参数的热值，避免统一参数供热时造成的局部过热或者不足，节约能源而且提高供热效果。保证供热管网“小流量、大温差”运行，能够降低运行能耗；室内系统“大流量、小温差”运行，可以减小局部过热损失。再比如供热管网分布式变频泵调节方式，对管网循环泵配置变频器，实现变流量运行，节电明显，热负荷调节灵活，可以使热源平稳经济运行。再比如利用电极锅炉作为供热系统的备用热源，利用峰谷之间的价格差实现节能等等。再比如管网质调节、量调节并用；以流量调节为基础，在初调节的基础上，根据生产调度发布的室外温度修正值，所对应的二次网回水温度进行细调节，进行质、量并调，如果将传统的管网升级成智能化管网后，也就是说通过对智能化控制器结合管网现场自动化控制器的运用，就可以由热需求调节热供给，实现分区域、分时段根据环境温度为用户供热，能很好的避免能源浪费。通过系统上位机进行远程监控，一方面随时了解设备运行情况，另一方面，也利于设备的远程诊断和维护。有故障问题可以做到及时解决。
3.热用户
供热系统自动化控制的最主要作用就是对热网进行实时监控，对运行参数进行采集、存储、分析并按照设定的操作模式自动运行，自动选择最佳的运行方式保证供热系统水力工况平衡，保持供热质量、节约能源；对热用户室内温度计量和散热器阀门开关调节通过安装使用终端用户温控器实现，信息化数据传输起到很重要的作用，终端用户温控器配合终端用户热能分析软件，能够实时准确了解能量消耗和管网平衡状况。假如热用户对供热温度指标存有疑义，由即时终端用户温控器的温度数据可以解释，并且能够生成供热指标参数表。利用温控器设置必要的安全界限，一旦实际温度偏离合理范围，系统会自动报警，最大限度地减少设备事故的发生。另外，供热系统大量失水使热量丢失，影响供热能力及效果导致供热生产成本增加，要解决这问题，须在热源厂（及管网）水处理补水流程中加入自动控制环节，通过在热源厂水处理系统安装水质电离控制柜系统（或者对软水箱加入一定比例固态药），经过电离水质中正负极微粒，使流入二次网用户的软水不能为用户使用，能有效解决二次网失水的问题，保证供热质量减小能源损失。
（三）自动控制软件
自动控制软件控制着全网的平衡，控制软件从热网中获取运行参数，这些数据包括二次网循环水温度、电动阀门反馈值等参数。电气自动控制软件读入各数据后，通过调节公式计算出二次网循环水的期望温度和各电动阀的调节量，然后通过通信线路对各调节阀进行控制，通过控制电动阀门的动作，来均匀调节热网的各类运行参数，达到均匀供热的目的。电气自动控制软件应该具有远程操控功能，实现远程启、停设备操作；还可以对换热站实时监视和报警和记录运行数据、分析用热量，自动生成数据报表。另外，软件能保护数据传输，设有登录权限，建有防病毒侵入的网络防火墙。
综上所述，伴随着节能环保理念的不断深入以及科技水平的不断提升，将电气自动化控制技术引入到集中供热系统中，能够显著降低能源消耗，实现供热系统的稳定性，真正达到按需供热。
参考文献：
[1]张立启.城市集中供热系统节能技术及热力站控制系统的研究[D].太原理工大学，2014
[2]张战锋.分布式变频泵热水供热系统换热站运行控制研究[D].长安大学，2013
【摘 要】随着我国城市化的不断进展，我国能源消费也在逐年增加，成为了能源消耗大国。建筑能耗大约占我国能源消耗的1/3，其中大部分是供热能耗。因此建筑节能既是形势所迫，也是众望所归。集中供热系统与分散供热相比具有污染小，效率高等优点，已经在我国推行多年，但是与其他发达国家相比供热效率还是很低，能源浪费严重，节能空间很大。因此供热节能是我国建筑节能工作中潜力最大的途径之一。文章重点分析了集中供热系统中热网的电气自动控制方式，仅供参考。
【关键词】集中供热系统；热网；电气自动控制；
随着城市建设的不断发展，城市集中供热已取代独立燃煤锅炉供热，为城市环境保护做出很大贡献，同时减少了能源浪费。现阶段供热系统科学运行、合理调节、自动平衡工况有待完善，实际生产运行中能源利用率较低，耗能偏高，节能效果较有限。如能够从锅炉设备、管网系统、风机水泵的节能应用、整体调节综合考虑整个系统，对供热系统的三个主要环节提供信息化管理平台，以期实现对热源控制一体化，管网智能化、和终端用户信息化，对于整个供热系统的管理、节能有非常大的实际意义，它可以提高供热系统综合运行效率、有效降低供热系统用能（包括用电）的能耗。
一、集中供热热网的电气自动控制系统
城市集中供热一般组成为：热源（热电供热机组或供热锅炉），一次管网，换热站（换热站的设备一般为循环泵、补水泵、补水箱、换热器等），二次网，热用户等。目前，城市集中供热系统发展很迅速，有的城市的换热站数量很多，要实现集中供热系统的电气自动控制，一是在各换热站安装自动控制设备（加装有远程控制程序）；二是设立供热系统自动控制控总站，汇总和分析远端传输上来的数据，根据实际情况发出正确的指令。集中供热的电气自动控制系统必须具备以下功能：自动控制和调度供热负荷，实时报告供热系统的运行参数，进行数据统计和保存，系统故障时能进行报警提示，提醒运行人员对故障进行及时处理。
二、热网电气自动控制系统的运行
（一）主要控制设备
集中供热系统在运行过程中，需要调节的热力参数主要是温度、一次网的流量、二次网的循环流量和管道内压等，控制这些热力参数的电气自动控制设备主要有：①中央数据处理器。中央数据处理器的操作系统可以实时处理信息，应具有Internet接口，也可进行无线通信，也应具有USB接口，数据信号可以通过多通道输入及输出。②电动调节阀。电动调节阀遵循标准信号动态调节系统，供热系统压力波动对它的影响很小，调节过程更稳定、更节能。③变频器。变频器用来改变泵类的转矩，具有可以自由连接的输入输出端口，能切换电机数据和命令数据，变频器具有过压/欠压保护、接地故障保护、短路保护及电动机保护等功能。④现场控制器。在有些情况下，为减轻中央数据处理器的工作量，每个换热站应设有现场控制器，实时采集和分析运行参数，如电流、泵的工作状态、回水/出水温度、水位/水压等。现场控制器接收和记录换热站传来的运行参数，包括温度、压力等。现场控制器分析采集参数后，记录参数并根据上位机下发的程序发出一些控制指令。
（二）供热系统的电气自动控制过程
1.热源
热源自动化控制是通过在热源锅炉本体气胞、炉膛内壁、顶部、在进出水管道、除尘器、省煤器以及在锅炉水处理系统补水及循环水管道等处安装使用压力、温度和流量传感器，经过信号电缆传输、电气自动化控制柜控制，能够在微机观测屏上读取锅炉运行时各项生产参数，根据外界环境温度和负荷的变化，人为地调整锅炉运行工况，以达到热量的供需平衡。如对自动化控制升级用以微控制技术为核心的智能化控制不单可以利用锅炉运行的各项参数，而且还能够与原控制系统共同动态调整系统运行状态，完成系统的供热控制，最大限度地提高系统的运行效率，有效降低系统能源的消耗；自动化控制提供直观、快速的控制监控体系，能有效降低故障次数；自动控制监控体系和局部不联网比较，自动化系统与设备之间有很大的灵活度，能够根据生产运行工况随时做出调整。对于热源设备（如风机及水泵）采用变频调速控制是自动化控制一部分，它是通过改变电源工作频率，降低拖动电机的转速，减少设备输出功率，达到输出功率与运行负荷的最佳匹配，从而达到节能的目的。
2.供热管网
供热运行过程中通过各种不同的系统运行调节方式，可不同程度地满足并适应用户负荷变化的需求。比如供水温度分区域可调的供热方式，可装设流量控制装置（流量控制器、差压控制器、二次网系统平衡阀），针对不同用户的用热特性不同，供给不同参数的热值，避免统一参数供热时造成的局部过热或者不足，节约能源而且提高供热效果。保证供热管网“小流量、大温差”运行，能够降低运行能耗；室内系统“大流量、小温差”运行，可以减小局部过热损失。再比如供热管网分布式变频泵调节方式，对管网循环泵配置变频器，实现变流量运行，节电明显，热负荷调节灵活，可以使热源平稳经济运行。再比如利用电极锅炉作为供热系统的备用热源，利用峰谷之间的价格差实现节能等等。再比如管网质调节、量调节并用；以流量调节为基础，在初调节的基础上，根据生产调度发布的室外温度修正值，所对应的二次网回水温度进行细调节，进行质、量并调，如果将传统的管网升级成智能化管网后，也就是说通过对智能化控制器结合管网现场自动化控制器的运用，就可以由热需求调节热供给，实现分区域、分时段根据环境温度为用户供热，能很好的避免能源浪费。通过系统上位机进行远程监控，一方面随时了解设备运行情况，另一方面，也利于设备的远程诊断和维护。有故障问题可以做到及时解决。
3.热用户
供热系统自动化控制的最主要作用就是对热网进行实时监控，对运行参数进行采集、存储、分析并按照设定的操作模式自动运行，自动选择最佳的运行方式保证供热系统水力工况平衡，保持供热质量、节约能源；对热用户室内温度计量和散热器阀门开关调节通过安装使用终端用户温控器实现，信息化数据传输起到很重要的作用，终端用户温控器配合终端用户热能分析软件，能够实时准确了解能量消耗和管网平衡状况。假如热用户对供热温度指标存有疑义，由即时终端用户温控器的温度数据可以解释，并且能够生成供热指标参数表。利用温控器设置必要的安全界限，一旦实际温度偏离合理范围，系统会自动报警，最大限度地减少设备事故的发生。另外，供热系统大量失水使热量丢失，影响供热能力及效果导致供热生产成本增加，要解决这问题，须在热源厂（及管网）水处理补水流程中加入自动控制环节，通过在热源厂水处理系统安装水质电离控制柜系统（或者对软水箱加入一定比例固态药），经过电离水质中正负极微粒，使流入二次网用户的软水不能为用户使用，能有效解决二次网失水的问题，保证供热质量减小能源损失。
（三）自动控制软件
自动控制软件控制着全网的平衡，控制软件从热网中获取运行参数，这些数据包括二次网循环水温度、电动阀门反馈值等参数。电气自动控制软件读入各数据后，通过调节公式计算出二次网循环水的期望温度和各电动阀的调节量，然后通过通信线路对各调节阀进行控制，通过控制电动阀门的动作，来均匀调节热网的各类运行参数，达到均匀供热的目的。电气自动控制软件应该具有远程操控功能，实现远程启、停设备操作；还可以对换热站实时监视和报警和记录运行数据、分析用热量，自动生成数据报表。另外，软件能保护数据传输，设有登录权限，建有防病毒侵入的网络防火墙。
综上所述，伴随着节能环保理念的不断深入以及科技水平的不断提升，将电气自动化控制技术引入到集中供热系统中，能够显著降低能源消耗，实现供热系统的稳定性，真正达到按需供热。
参考文献：
[1]张立启.城市集中供热系统节能技术及热力站控制系统的研究[D].太原理工大学，2014
[2]张战锋.分布式变频泵热水供热系统换热站运行控制研究[D].长安大学，2013