隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市集中供熱已取代獨(dú)立燃煤鍋爐供熱，為城市環(huán)境保護(hù)做出很大貢獻(xiàn)，同時(shí)減少了能源浪費(fèi)。
現(xiàn)階段供熱系統(tǒng)科學(xué)運(yùn)行、合理調(diào)節(jié)、自動(dòng)平衡工況有待完善，實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中能源利用率較低，耗能偏高，節(jié)能效果較有限。
如能夠從鍋爐設(shè)備、管網(wǎng)系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)水泵的節(jié)能應(yīng)用、整體調(diào)節(jié)綜合考慮整個(gè)系統(tǒng)，對(duì)供熱系統(tǒng)的三個(gè)主要環(huán)節(jié)提供信息化管理平臺(tái)，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)熱源控制一體化，管網(wǎng)智能化、和終端用戶信息化，對(duì)于整個(gè)供熱系統(tǒng)的管理、節(jié)能有非常大的實(shí)際意義，它可以提高供熱系統(tǒng)綜合運(yùn)行效率、有效降低供熱系統(tǒng)用能（包括用電）的能耗。
一、集中供熱熱網(wǎng)的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)
城市集中供熱一般組成為：熱源（熱電供熱機(jī)組或供熱鍋爐），一次管網(wǎng)，換熱站（換熱站的設(shè)備一般為循環(huán)泵、補(bǔ)水泵、補(bǔ)水箱、換熱器等），二次網(wǎng)，熱用戶等。
目前，城市集中供熱系統(tǒng)發(fā)展很迅速，有的城市的換熱站數(shù)量很多，要實(shí)現(xiàn)集中供熱系統(tǒng)的電氣自動(dòng)控制，一是在各換熱站安裝自動(dòng)控制設(shè)備（加裝有遠(yuǎn)程控制程序）；
二是設(shè)立供熱系統(tǒng)自動(dòng)控制控總站，匯總和分析遠(yuǎn)端傳輸上來(lái)的數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)際情況發(fā)出正確的指令。
集中供熱的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)必須具備以下功能：自動(dòng)控制和調(diào)度供熱負(fù)荷，實(shí)時(shí)報(bào)告供熱系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和保存，系統(tǒng)故障時(shí)能進(jìn)行報(bào)警提示，提醒運(yùn)行人員對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)處理。
二、熱網(wǎng)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行
（一）主要控制設(shè)備
集中供熱系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，需要調(diào)節(jié)的熱力參數(shù)主要是溫度、一次網(wǎng)的流量、二次網(wǎng)的循環(huán)流量和管道內(nèi)壓等，控制這些熱力參數(shù)的電氣自動(dòng)控制設(shè)備主要有：
①中央數(shù)據(jù)處理器。中央數(shù)據(jù)處理器的操作系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)處理信息，應(yīng)具有Internet接口，也可進(jìn)行無(wú)線通信，也應(yīng)具有USB接口，數(shù)據(jù)信號(hào)可以通過(guò)多通道輸入及輸出。
②電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥遵循標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)壓力波動(dòng)對(duì)它的影響很小，調(diào)節(jié)過(guò)程更穩(wěn)定、更節(jié)能。
③變頻器。變頻器用來(lái)改變泵類的轉(zhuǎn)矩，具有可以自由連接的輸入輸出端口，能切換電機(jī)數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)，變頻器具有過(guò)壓/欠壓保護(hù)、接地故障保護(hù)、短路保護(hù)及電動(dòng)機(jī)保護(hù)等功能。
④現(xiàn)場(chǎng)控制器。在有些情況下，為減輕中央數(shù)據(jù)處理器的工作量，每個(gè)換熱站應(yīng)設(shè)有現(xiàn)場(chǎng)控制器，實(shí)時(shí)采集和分析運(yùn)行參數(shù)，如電流、泵的工作狀態(tài)、回水/出水溫度、水位/水壓等。現(xiàn)場(chǎng)控制器接收和記錄換熱站傳來(lái)的運(yùn)行參數(shù)，包括溫度、壓力等。現(xiàn)場(chǎng)控制器分析采集參數(shù)后，記錄參數(shù)并根據(jù)上位機(jī)下發(fā)的程序發(fā)出一些控制指令。
（二）供熱系統(tǒng)的電氣自動(dòng)控制過(guò)程
1、熱源
熱源自動(dòng)化控制是通過(guò)在熱源鍋爐本體氣胞、爐膛內(nèi)壁、頂部、在進(jìn)出水管道、除塵器、省煤器以及在鍋爐水處理系統(tǒng)補(bǔ)水及循環(huán)水管道等處安裝使用壓力、溫度和流量傳感器，經(jīng)過(guò)信號(hào)電纜傳輸、電氣自動(dòng)化控制柜控制，能夠在微機(jī)觀測(cè)屏上讀取鍋爐運(yùn)行時(shí)各項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)，根據(jù)外界環(huán)境溫度和負(fù)荷的變化，人為地調(diào)整鍋爐運(yùn)行工況，以達(dá)到熱量的供需平衡。
如對(duì)自動(dòng)化控制升級(jí)用以微控制技術(shù)為核心的智能化控制不單可以利用鍋爐運(yùn)行的各項(xiàng)參數(shù)，而且還能夠與原控制系統(tǒng)共同動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，完成系統(tǒng)的供熱控制，最大限度地提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，有效降低系統(tǒng)能源的消耗；自動(dòng)化控制提供直觀、快速的控制監(jiān)控體系，能有效降低故障次數(shù)；自動(dòng)控制監(jiān)控體系和局部不聯(lián)網(wǎng)比較，自動(dòng)化系統(tǒng)與設(shè)備之間有很大的靈活度，能夠根據(jù)生產(chǎn)運(yùn)行工況隨時(shí)做出調(diào)整。
對(duì)于熱源設(shè)備（如風(fēng)機(jī)及水泵）采用變頻調(diào)速控制是自動(dòng)化控制一部分，它是通過(guò)改變電源工作頻率，降低拖動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，減少設(shè)備輸出功率，達(dá)到輸出功率與運(yùn)行負(fù)荷的最佳匹配，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
2、供熱管網(wǎng)
供熱運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)各種不同的系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)方式，可不同程度地滿足并適應(yīng)用戶負(fù)荷變化的需求。比如供水溫度分區(qū)域可調(diào)的供熱方式，可裝設(shè)流量控制裝置（流量控制器、差壓控制器、二次網(wǎng)系統(tǒng)平衡閥），針對(duì)不同用戶的用熱特性不同，供給不同參數(shù)的熱值，避免統(tǒng)一參數(shù)供熱時(shí)造成的局部過(guò)熱或者不足，節(jié)約能源而且提高供熱效果。
保證供熱管網(wǎng)“小流量、大溫差”運(yùn)行，能夠降低運(yùn)行能耗；室內(nèi)系統(tǒng)“大流量、小溫差”運(yùn)行，可以減小局部過(guò)熱損失。再比如供熱管網(wǎng)分布式變頻泵調(diào)節(jié)方式，對(duì)管網(wǎng)循環(huán)泵配置變頻器，實(shí)現(xiàn)變流量運(yùn)行，節(jié)電明顯，熱負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活，可以使熱源平穩(wěn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。再比如利用電極鍋爐作為供熱系統(tǒng)的備用熱源，利用峰谷之間的價(jià)格差實(shí)現(xiàn)節(jié)能等等。
再比如管網(wǎng)質(zhì)調(diào)節(jié)、量調(diào)節(jié)并用；以流量調(diào)節(jié)為基礎(chǔ)，在初調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn)調(diào)度發(fā)布的室外溫度修正值，所對(duì)應(yīng)的二次網(wǎng)回水溫度進(jìn)行細(xì)調(diào)節(jié)，進(jìn)行質(zhì)、量并調(diào)，如果將傳統(tǒng)的管網(wǎng)升級(jí)成智能化管網(wǎng)后，也就是說(shuō)通過(guò)對(duì)智能化控制器結(jié)合管網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制器的運(yùn)用，就可以由熱需求調(diào)節(jié)熱供給，實(shí)現(xiàn)分區(qū)域、分時(shí)段根據(jù)環(huán)境溫度為用戶供熱，能很好的避免能源浪費(fèi)。
通過(guò)系統(tǒng)上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，一方面隨時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行情況，另一方面，也利于設(shè)備的遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)。有故障問(wèn)題可以做到及時(shí)解決。
3、熱用戶
供熱系統(tǒng)自動(dòng)化控制的最主要作用就是對(duì)熱網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、分析并按照設(shè)定的操作模式自動(dòng)運(yùn)行，自動(dòng)選擇最佳的運(yùn)行方式保證供熱系統(tǒng)水力工況平衡，保持供熱質(zhì)量、節(jié)約能源；對(duì)熱用戶室內(nèi)溫度計(jì)量和散熱器閥門開關(guān)調(diào)節(jié)通過(guò)安裝使用終端用戶溫控器實(shí)現(xiàn)，信息化數(shù)據(jù)傳輸起到很重要的作用，終端用戶溫控器配合終端用戶熱能分析軟件，能夠?qū)崟r(shí)準(zhǔn)確了解能量消耗和管網(wǎng)平衡狀況。
假如熱用戶對(duì)供熱溫度指標(biāo)存有疑義，由即時(shí)終端用戶溫控器的溫度數(shù)據(jù)可以解釋，并且能夠生成供熱指標(biāo)參數(shù)表。利用溫控器設(shè)置必要的安全界限，一旦實(shí)際溫度偏離合理范圍，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，最大限度地減少設(shè)備事故的發(fā)生。
另外，供熱系統(tǒng)大量失水使熱量丟失，影響供熱能力及效果導(dǎo)致供熱生產(chǎn)成本增加，要解決這問(wèn)題，須在熱源廠（及管網(wǎng)）水處理補(bǔ)水流程中加入自動(dòng)控制環(huán)節(jié)，通過(guò)在熱源廠水處理系統(tǒng)安裝水質(zhì)電離控制柜系統(tǒng)（或者對(duì)軟水箱加入一定比例固態(tài)藥），經(jīng)過(guò)電離水質(zhì)中正負(fù)極微粒，使流入二次網(wǎng)用戶的軟水不能為用戶使用，能有效解決二次網(wǎng)失水的問(wèn)題，保證供熱質(zhì)量減小能源損失。
（三）自動(dòng)控制軟件
自動(dòng)控制軟件控制著全網(wǎng)的平衡，控制軟件從熱網(wǎng)中獲取運(yùn)行參數(shù)，這些數(shù)據(jù)包括二次網(wǎng)循環(huán)水溫度、電動(dòng)閥門反饋值等參數(shù)。
電氣自動(dòng)控制軟件讀入各數(shù)據(jù)后，通過(guò)調(diào)節(jié)公式計(jì)算出二次網(wǎng)循環(huán)水的期望溫度和各電動(dòng)閥的調(diào)節(jié)量，然后通過(guò)通信線路對(duì)各調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控制，通過(guò)控制電動(dòng)閥門的動(dòng)作，來(lái)均勻調(diào)節(jié)熱網(wǎng)的各類運(yùn)行參數(shù)，達(dá)到均勻供熱的目的。
電氣自動(dòng)控制軟件應(yīng)該具有遠(yuǎn)程操控功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟、停設(shè)備操作；還可以對(duì)換熱站實(shí)時(shí)監(jiān)視和報(bào)警和記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)、分析用熱量，自動(dòng)生成數(shù)據(jù)報(bào)表。
另外，軟件能保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸，設(shè)有登錄權(quán)限，建有防病毒侵入的網(wǎng)絡(luò)防火墻。
綜上所述伴隨著節(jié)能環(huán)保理念的不斷深入以及科技水平的不斷提升，將電氣自動(dòng)化控制技術(shù)引入到集中供熱系統(tǒng)中，能夠顯著降低能源消耗，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性，真正達(dá)到按需供熱。
摘自：中國(guó)供熱
