自动控制技术在集中供热节能方面的应用

赵霞

（大庆油田矿区服务事业部万方工程技术设计院，黑龙江 大庆 163000）

在城市的所有基础设施中，集中供热系统是非常重要的一个组成部分，其主要的作用是为全市居民提供热水能源，为城市居民的生活提供基本保障，改善现代城市的生活水平。随着近年来自动化技术的快速发展，在城市的集中供暖系统中，自动化技术也得到了一些应用，使城市集中供热系统自动化程度得到了极大的提升，而且有效地降低了城市集中供热系统的能源消耗，起到了较大的节能环保作用。

1 城市集中供热系统

随着我国城市化进程的不断深化，城市中的高层建筑覆盖了整个社会生活的多个方面，而在城市建筑物运行的过程中热能的供应显得越来越重要，这也极大地促进了城市集中供热系统的发展。

1.1 城市集中供热系统概述

就城市集中供热系统的发展来看，主要是通过对水加热形成蒸汽或者热水，并以此为城市建筑提供热能。城市集中供热系统从理论方面讲关键问题是构建有效的热网结构，充分利用一个或者多个热源为城市的各个社区提供所需要的热量，由此改善城市居民的生活品质。严格来说，城市集中供热系统属于市政基础建设的范畴，因此其在一定程度上也具有公益性质，能够为城市居民的生活以及工业生产提供相应的热能供应。

1.2 热媒与热源方面的分析

首先，在城市集中供热系统运行的过程中蒸汽或者热水是其主要的热媒，而要想进一步提升热媒的实际经济效益，就要在集中供热系统运行的过程中采取科学的方法对其进行适当的调解。当集中供热系统在运行过程中出现负荷较低的情况时，就可以适当地提升热水的温度，这样就能够充分保证汽轮机能够在压力相对较低的状态下很好地完成抽气工作。如果在集中供热系统实际运行过程中主要采取工业生产的方式来提供热能，这时就可以相应地将集中供热系统的热能经过适当的处理转化成蒸汽。目前，我国大部分的中小企业在设计进行集中供热的时候采取的热媒都是蒸汽，从而有效地提升了室内的供热量。而针对居民建筑进行集中供热时主要采取的是蒸汽与水分相结合的方式，这样既能充分保证整个集中供热系统运行的稳定性和可靠性，同时也能够满足实际生产的需求。其次，移动供热系统在运行过程中主要是依靠热源向建筑提供热能，主要有以下一些供热技术。

无烟燃烧技术。无烟燃烧技术，在实际的应用过程中必须要在锅炉的两侧安装新型材料，这样在锅炉内部燃料进行燃烧的过程就会与锅炉内的新型材料产生一系列的化学反应，从而使燃料燃烧产生的二氧化硫得到充分分解，由此也能够有效地提升锅炉的燃烧效率，进一步增加集中供热系统的运行。

往复燃烧锅炉技术。往复燃烧技术在实际应用过程中，主要利用的燃料是褐煤，使用这种燃料不仅能够有效降低集中供热系统的生产成本，而且也能够有效提升整个集中供热系统的运行效率以及可靠性，充分减少锅炉在燃烧过程中出现的各种问题。

小功率高压变频技术。该技术主要是应用在一些中小型的热电厂中，其实际应用能够对传统的电力系统实现有效优化，并进一步创新传统热电厂的工作方式。与此同时，通过相应管理机制的建设能够有效地提升供热系统实际的应用效果。在集中供热系统中应用高压变频技术，对整个高压系统运行情况进行了解，从而使得集中供热系统等量分配更加合理。

热源供热调度技术。该技术在实际应用过程中要充分结合当地气象局各种信息的预报方式，以此进一步明确热源出口实际的温度情况，并在此基础上，合理地使用相应的调度软件，进一步实现对供热方式的合理调动。

2 热力站的自动化调节与控制技术

2.1 热力站的自动化调节技术

该技术主要的目的就是要实现热力供需关系的合理调节，从而使得热力的供应与热力需求形成协调发展。通常情况下，该机构在实施过程中要对环境温度进行适当考虑，然后充分结合实际供热温度曲线图对集中供热系统的供热温度以及流量进行合理调整，这样就能在充分满足用户对热力需求的情况下，进一步减少能源的浪费。自动化调控技术在实际应用过程中，主要可以分为自力式调节和电动调节。

2.1.1 自力式温度控制阀门

在集中供热系统实际的运行过程中，充分结合液体膨胀理论设计出一个合理的流量调节阀值，然后在供热系统的二次供水管中设置感温包，而将温度控制阀设置在一次回水管中。通过自力式温度控制阀，能有效地实现对空调以及居民生活用水温度的调节。

2.1.2 压差控制器

压差控制器在实际应用过程中，主要是设置在整个集中供热系统的一次或者二次供水、回水管道中，其主要的作用是为集中供热系统中热水供用的流量以及回水的流量进行合理的配置，这样就能够充分保证供水管道以及回水管道之间压差的稳定，而针对循环水泵系统，通过变流量系统的作用，就能实现对集中供热系统变频控制。在这种情况下，又不需要在集中供热系统的二次供水以及回水管道中设置压差调节阀。

2.2 流量限制器

流量限制器在集中供热系统中的应用主要是设置在热力站的一次回水管中，其主要作用是对一次回水管中的回水量进行实时控制，这样就能够充分保证回水管的流量不会超过极限值，充分保证用户的热力流量始终处在合理的范围内。

2.3 热力站的自动化控制技术

整体来说，实现自动控制的热力站具备了以下几点功能：首先，能够实现对热力站中各项动态参数的实时监督，由此就能够对整个集中供热系统的实际工作状况进行充分的掌握，然后通过流量的合理控制实现集中供热系统热能均衡；另外，通过自动化控制技术，能够将热力站的工况进行科学的匹配，从而使热力站能够充分结合用户的实际热量需求提供相应的热量，与此同时，通过自动化控制技术能够有效地判断出移动供热系统在运行过程中出现的故障，这样就能及时采取措施进行解决，从而进一步保障集中供热系统运行的安全性，对集中供热系统的运行档案也能够形成有效的完善，从而使热力站能够实现热量供应的量化管理。在自动化系统针对热力站运行工况进行实时监测的过程中，主要是针对温度进行合理控制，充分结合室外环境温度对二次供水温度、回水温度的相应曲线进行合理描述，这样就能够通过对比及相应的差距实现集中供热系统热量的科学供应。

3 换热站自动控制技术的节能应用

3.1 节能环保设计

在针对换热站进行自动控制设计时，首先要充分保证供热质量，在此基础上经过相应的节能设计进一步提升对集中供热系统能量损耗的有效控制，从而实现对集中供热系统生产成本的有效控制。另外，在进行自动控制设备选择时要尽量选择性价比较高的设备。由于不同供热系统，在供热方式、工业设备等方面都存在较大的差异，因此，必须充分结合实际情况制定有针对性的控制措施，并合理地选择控制柜、计量设备等相应的配套设施，与此同时，要充分保证相应的自动化控制设备能够实现与集中供热系统的良好兼容。

3.2 功率控制方法与措施

当集中供热系统处在稳定运行状态下时，系统整体的供热量通常情况下都会与系统产生的热量损失以及用户的热负荷基本保持一致，由此可以看出，用户的热负荷以及相应的散热量都与移动供热系统的供热量有很大的关系，总体上遵循能量守恒定律，在整个供热的过程中建筑物、实际的工作体系不会产生变化，但是建筑物的外部环境温度会产生较大浮动，由此可知，整个供热系统在热负荷产生较大影响。由此可见，对整个集中供热系统实际运行最大的干扰因素就是外部环境温度。所以在供热时，主要采取的是分时分区供热控制方式，根据不同时间段、不同区域的热能需求特点，设定不同时间段的供热温度，当室外温度较高时可以适当降低循环水泵的转速和功率，这样既保证供热效果，又起到节能的作用。

4 结语

自动控制系统是现代自动化技术高速发展的产物，在集中供热系统中，充分应用自动控制技术不仅能够有效地提升整个集中供热系统的自动化水平，而且能够充分保证集中供热系统的运行质量，有效地促进供热系统实现节能降耗的目标。自动控制技术在实际的应用过程中，首先，要充分保证供热质量，在此基础上才能对其节能进行优化设计，实现对能源消耗的有效控制，最终达到集中供热系统的节能目的。