谈在集中供热中自控技术的应用及实施

高 凡

(太原市热力公司，山西 太原 030031)



谈在集中供热中自控技术的应用及实施

高 凡

(太原市热力公司，山西 太原 030031)

介绍了集中供热的概念与原理，针对集中供热方式中存在的问题，提出了在集中供热中实施自控技术，并阐述了自控技术的管理措施，有利于保障供暖质量，提高供暖能源的利用率。

集中供热，热能，自控技术，管理措施

当下城市化的进程越来越快，居民生活区急速增加，目前的供热方式以集中供热为主，相比过去的分散式供热方式，集中供热方式在能源节约方面有着显著的提高，能源利用率也达到较高的水平，在科学管理的方式下，能源可以得到更合理的利用和分配，供热的质量更有保障。

1 集中供热简介

1)概念。集中供热一般是以热水或蒸汽作为热媒构建一个统一的集中热源系统，在居民区、工业区的范围里，给生活、生产中保障热能供应。城市集中供热系统在今天的城市化发展中占有举足轻重的地位，是为民服务的市政基础建设设施。高供热效率、低成本等特征都是集中供热方式的优点，所以城市系统里，集中供热工程通过科学的管理，能够减少财政的支出，带来更显著的经济效益。

2)原理。当下的集中供热方式按热源来分有小锅炉房和热电联产两种形式。热媒为热水的供热系统原理上是热水泵式循环，热媒为蒸汽的供热系统原理上是高压蒸汽用户和供热设备间的管道中循环。

2 集中供热方式所带来的问题

2.1 热能的能源利用率低下

采用集中供热的方式，热能的能源利用率低下的问题长期存在，收费制度的单一化是引起这个问题的主要原因。无论是企事业单位生产供热还是居民的生活供热，收费标准都是按照建筑面积来计量的。因为在一个采暖季中收取的是固定的采暖费，对使用热能的用户来说，在节能方面的考虑肯定相对较少。

当供热方式的粗略调节使得供热温度过高，用户会开窗散热，造成了热能的浪费。在一些老旧小区中，存在部分用户在散热器上安装水龙头，从供热管道中取热水用于日常家务等，这种行为对供热系统造成了极大的损害，使得管网保持不住生产运行所需的压力，从而造成了更大的热能浪费。对于这种行为，集中供热系统没有设置有效的监管措施，使得这些行为放任自由。除此之外，供热系统无法在用户外出时间对其室内供热进行调节，这也是产生热能浪费的原因之一。在当下中国，绝大多数的城镇都采用集中供热的方式，但是在供热的具体执行方式上却不尽相同，部分地区的供热系统还比较落后，节能技术的应用没有得到应有的重视，这使得热能的能源利用率一直上不去。

2.2 集中供热的监控和设备还有待提高

从集中供热系统的开始实施到发展成当今的规模已有多年，直到现在，存在很大一部分的设备在实际的生产运行中出现了老化，较少的功能也满足不了当下的应用，供热设备质量和短缺等问题也存在于部分地区中，随着城镇化的供热需求量越来越大，出现的供热管道“跑、冒、滴、漏”问题愈发严重。供热系统对出现的这些问题，没有针对性的监控措施，发现不了存在的问题，问题一直得不到解决。当事故出现的时候，都不能在第一时间进行处理。除此之外，还有用户盗用供热管道中的热水，这样会给供热系统的循环泵、补水泵造成严重的损害，长期以往，会影响供热管道的实际水力平衡，腐蚀生锈的情况也有可能发生，进一步损害供热系统的正常运行。

3 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的应用的主要方法，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。

3.1 上位机

上位机，又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，上位机需要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，提供给热力企业的生产运行中心的调度员进行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一个参数测量值设定一个低限和一个高限，如果参数超过测量值，将产生报警。任何参数的报警都将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。

3.2 下位机

下位机是根据热力站的数量进行配置的，每个热力站都需配置一台下位机。

热力站内压力变送器、温度变送器、液位变送器等将采集到的数据输送到下位机，下位机通过网络把数据传送到上位机，根据上位机的指令来控制热力站的热负荷。

自动控制技术在集中供热工程中的应用是十分重要和关键的，集中供热系统需要长时间持续的被自控技术控制，从安全方面、经济方面、效率方面等多方面进行考虑，自控技术在实践中的应用是必然的。未来，自控技术在原有基础上进一步研究，从而提高自控技术的稳定性和可靠性。1)使自控技术在多变复杂的环境能够安全运行，尤其是面对低温环境或者湿度比较高等条件也要保障运行；2)在抗干扰能力上、稳压性和精度上多做改进，从而在准确率方面进一步提升；3)在集中供热系统中，利用自控技术实现自动启动、自动恢复等功能，打造真正智能化的供热系统。

4 自控技术管理措施

进入采暖季，在运行过程中采用集中供热方式需要根据室外气温的变化进行相关参数的调节，使得到达用户家中的热量与其热负荷变化相匹配，保持用户室温相对恒定。一般的供热调节方法是采用量调节、质调节、间歇调节和分阶段改变流量质调节等。这些调节方法在实际生产运行中达不到精细化管理，针对能源率低下的这个点，采用一种叫“热量调节法”的调节方法，来实现热力站热量的精细化管理，以达到保障供热质量、能源利用率提升的目的。热量调节法是根据用户热负荷需要量，通过对供水温度、回水温度、流量、热量监测计量装置的控制，来达到系统预定的供热量，满足用户室温要求。使用热量调节法，前提是测温元件、流量变送器和热量监测计量仪器等需要在系统中安装。在能耗精细化管理的运行过程中，根据室外气温条件，确定所需提供的供热量、热力站运行时间和运行负荷，同时给出参考供水温度、回水温度和平均流量，用来指导热力企业的调度定额供热并按需调节。在生产运行中，在制订生产运行方案时明确热力站的热负荷、停泵次数和热力站运行时间，就达到保障用户室温达标的基础上能源损耗降到最低的目的。

5 结语

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，目前只开发了比重很小的部分功能。自控技术在供热稳定性方面、供热质量方面和供热技能方面等还有很大的潜力。总之，在集中供热中，自动控制技术的应用已成为集中供热未来的发展趋势。

[1] 张 鹤.自控技术在集中供热工程中的应用[J].科技视界,2014(21)：201-202.

[2] 刘立军.自控技术在集中供热工程中的应用[J].城市建设理论研究，2013(19)：26-27.

[3] 李 宁.浅析提高集中供热技术的探索与研究[J].工业技术，2012(5)：99-100.

Discussion on the application and implementation of auto-control technology in central heating

Gao Fan

(TaiyuanThermalPowerCorporation,Taiyuan030031,China)

The paper introduces the concepts and principles of central heating. In light of problems existing in central heating, it puts forward implementing auto-control technologies in central heating, and describes auto-control technology management measures, which will be good for guaranteeing heating quality and improving heating energy using ratio as well.

central heating, thermal energy, auto-control technology, management measure

1009-6825(2017)10-0133-02

2017-01-20

高 凡(1989- )，男，助理工程师

TU995

A