浅谈换热站智能自动控制技术

浅谈换热站智能自动控制技术

成雁

（蓝焰煤业股份有限公司古书院矿山西晋城048000）

摘要：本文分析了自动控制技术在换热站当中的工作原理，对其优点等信息进行了初步探讨。

关键词：换热站；自动控制技术；节能减耗；工作原理

换热站是城市集中供热系统中热网与热用户的连接场所，是用来转换供热介质种类，改变介质参数，分配、控制及计量供给热用户热量的设施。在热力站内安装有与用户连接的有关设备、管道、阀门、仪表和控制装置。集中供热系统的热水管网存在水力工况不稳定，水力分配也比较复杂，在供热系统中，我们都希望网络中的流量能按设计值分配到各热用户系统中去。实际上，一套供热系统无论设计多么可靠，水力计算多么准确，投入运行后，总会有某些用户的流量或温度达不到要求，水力失调现象不可避免，因此要想均衡按需供热必须进行调节与控制。总的来说，供热系统的自动控制技术能够扩大换热站的供热能力，做到节约能源的作用，提高换热站供热等各方面的管理水平，减轻因供热而产生的污染物的排放量，同时还能够减少劳动力的投入。因此，越来越多的企业开始选择使用自动控制技术。

1换热站及自动控制技术的工作原理

换热站是集中供热系统供热网路与热用户的连接场所，是热源与热用户之间的一个中间环节，其供热品质的好坏对改善热网热力工况，提高供热质量起着重要作用。所谓的集中供热实际上就是依靠蒸汽或者热水为热能的载体，通过管网来对一定区域中的用户进行统一的供热供暖。换热站采用温度控制为主的监控方案，即根据室外温度绘制的二次供、回水温度曲线与实际二次系统供水温度（或二次回水温度或二次供、回水平均温度）之间的偏差，来完成供热量的控制。在集中供热系统当中，供热网与热用户相互连接起来的场所就是换热站，在换热站中安装有与用户连接的一些相关的设备、管道、仪表、阀门以及一些控制装置。集中供热系统的主要作用就是根据热网的工作情况以及不同的条件来采取不同的连接方式，以此将热网输送的热媒进行调节和转换，最终向热用户系统分配热量来满足用户的相关需求。换热站的局部调节与热源的集中调节相结合，将为供热系统（热源、热力网、热用户）实行统一调度管理，保证供热系统的安全、稳定、经济、连续运行提供可靠的保证。

2换热站自动控制系统的功能

2.1一次网电动调节阀控制

换热站控制系统具有气候补偿以及恒温供水的功能，也就是说换热站可以根据室外气候的变化来自动的调节供热量。通过应用可编程控制器来根据室外的气候温度的变化以及当地的热负荷曲线，决定二级网侧的供热量，实测供热量和设定值相比较之后，进行PID闭环调节，控制器输出信号到电动调节阀，调节电动调节阀的开度，从而改变一级网侧的流量，以此实现二级网侧供热量调节。

2.2二次网循环泵变频控制

所谓的二次网循环泵变频控制技术就是对二次供水的水压力值进行PID控制，这样一来那些不利点供暖困难的问题就能够迎刃而解。对于压力差的相关设定数值就可以在设定的时候参照经验参数或者说参照经验曲线。

2.3补水泵变频控制

在供水供暖的时候，往往会需要补水环节，供水的压力值、流量、水泵转速等等都需要精确的控制。自动补水之所以能够做到二次网回水自动补给，是因为由二次网侧同水管路上的压力变送器检测的压力信号与控制器上回水压力设定值比较后输出一个控制信号，通过PID控制来调节补水泵的转速，从而实现二次网回水自动补给。

2.4保护功能

首先，突出的保护功能就是失压保护。所谓的失压保护就是指二次网侧回水压力低于超低限设定值时，自动停止循环泵运行，并关闭电动调节阀，自动补水系统投入运行，开始补水。自动补水系统投入运行后二次网侧回水压力任然继续降低即发声光信一号报警。断电保护主要是停电后自动关闭电动调节阀，切断热源，控制器及变频器自动复位并使各种设定参数和运行状态参数保持原断电前设置。超温保护是指二次网供水温度超过80℃时，一级网侧电动调节阀关闭。一次网回水温度超过70℃时启动高限制保护，以一级网回水温度为目标控制电动调节阀门开度。一次网侧供水温度超过120℃时立即关闭一级网侧电动调节阀并报警。超压保护是在二次网供水压力超过设定超高限值循环泵停止运行并关闭一次网侧电动调节阀。检测水箱液位，具备报警保护功能。水箱液位为4～20mA信号输入，停补水泵信号由控制器送出，停泵水位可以人为设定。经过搭建这样的换热站自动控制系统，最终可以实现换热站的无人值守，带来以下功能效果：宏观掌握供热系统运行状况、运行质量、保证供热系统的运行参数。对热网的水力工况以及热力工况进行全自动调节，解决各换热站的耦合影响，消除热网水平失调，平衡供热效果。以节省总供热流量为目标，在满足热网用户基本采暖要求的前提下尽量减少总共热量，从而达到提高经济效益的目的。

3换热站供热自动化控制系统应用分析

3.1环境方面的优点

自动化控制系统的应用在很大一定的程度上提高了供热控制的精确度，通过对热量的实时监控，及时调控供热温度，避免能源浪费，有利于实现低碳环保的理念。自动化控制技术通过计算机智能监控，对外界环境和用户室内温度的相关数据进行及时的采集、分析处理以及传输，通过控制技术调节实际温度，控制水温以及流量。

3.2经济效益

自动化控制技术很大程度的降低了成本。供热自动化控制系统的应用减少了人员成本和资源成本。自动化控制系统的应用不需要人员对数据进行人工搜集、整理以及传输，使用自动化控制技术就可以高效的完成这些工作，减少人力，企业的经济效益大大提高。

3.3安全效益

自动化控制技术的应用对换热站的各个供热环节进行全方位的监测，可以及时的发现问题，减少了安全事故的发生，大大提高了安全性。

4结语

在经济水平越来越发达的今天，人们对供暖的需求也日益递增，对供暖的质量也有着越来越高的要求，传统的单一供暖形式已经不能够满足现在人们的需求。在这种情况下，供暖换热站供热系统就要做出相应的改善，在满足供热的前提下还要达到节约能源的功效。而自动化控制技术恰恰满足了换热站的功能需求，在满足换热站供热需求的情况下还能够做到节约资源，也正是因为这样的优点而被广泛的应用到换热站的供热系统当中。自动化控制技术不管是在提高换热站供热职能作用上，还是在节能减耗提高企业经济效益上，都有着目前为止难以替代的显著优势。

参考资料:

[1]张宇晨.集中供热热水管网水力计算与运行调节[D].山东建筑大学，2012.

[2]张晓松.板式换热器热力站变流量供热系统调节方式[J].煤气与热力.2014（01）