自动控制技术在集中供热节能方面的应用

2014-12-24何忍宏

创新科技 2014年6期

关键词：换热站水流量自动控制

何忍宏

（郑州市热力总公司，河南郑州 450000）

自动控制技术在集中供热节能方面的应用

何忍宏

（郑州市热力总公司，河南郑州 450000）

在如今这个资源节约型的社会下，集中供热已经不再新鲜，得到了大家的一致推崇。在实际的集中供热节能方面，其中自动控制技术起到了至关重要的作用。本文旨在阐述自动控制技术在集中供热中的应用。

自动控制技术；集中供热；节能；换热站

社会在不断进步，新的方式方法正不断地出现在大家面前，带动着科技的进一步快速进步与更好地突破。当集中供热节能的概念被提出后，得到了大家的一致认同。现在的许多企业中都拥有着能够供给一定数目用户的换热站，他们大多数都采用最先进的供热系统与供热相关设备，经过专业人士的操纵和管理，现在已经可以做到真正意义上的无人操作，全面实现对供热的自动化控制。

1 换热站自动控制体系构建原理

集中供热的换热站工作过程中，要想在确保能够供热成功的基础上求得最小的成本，就必须做到对运输过程中热能或者电能等利用率的最大化。基于这些要求，就需要制定出一套完整、合理的自动控制体系，还需要有先进适当的供热仪器参与自动控制过程。在实际的供热过程中，要充分考虑自身供热系统的难易程度以及具体的供热对象，来挑选合适的自动控制仪器。

2 换热站自动控制体系的构成

在实际的供热系统中，根据具体的供热情况，可以采取合适的方式来对用户进行供热。比如说，可以通过换热站对两个具有递进关系的用户网进行热能的互换，最终把热量运输到有需要的准确地点。一般的换热站自动控制体系是由PLC、电器极其仪表、信息传输口等构成的。在供热中，还需要工作人员记录相关的数值，比如有温度、压力等常规数据的搜集以及对补水泵等数值的观察记录。

3 换热站供热的管控措施

3.1 对供热用户室外温度的管控方式

从能量守恒定律来考虑，在外界环境一定的情况下，如果不计在输运过程中能力的损耗，那么输出的热能应该与最终提供给用户的热量是相等的。然而，这种情形只是一个理想状态，在实际过程中是不可能得到保证的。经过对最终输送到每个用户的热量的计算，可以发现如果想要使供热量为一个特定的数值，就必须严格把控用户的室外温度对供热量的影响作用。因此，在自动控制体系中，需要在控制室外温度上采取相应的措施，例如可以采取室外温度与供水温度共同调节或者分段更换水流量的办法。

3.2 对供热水温的调节措施

通过观察供热水温的计算公式中，可以发现在一定的时间范围内，用户的室外平均温度与供热水温存在着某种对应的函数关系。对于现在供热系统中采取的自动化控制设施可以极大地控制供热水温，这种调控方式既简单，又稳定，并且具有管控周期短的优点。因此，这种调控方式广泛地应用于阶段性的热力站中。然而，随着对其使用频率的增加，这种调控方式也暴露出了很多的缺陷，比如在固定温度的室外环境下，一旦单位时间内的水流量发生变化，其供热水温就会立刻发生变化。此外，供热体系给大家带来便利的同时也产生了一定的弊端，作为一个人为构建的系统，其表现出较大的惰性，有时候甚至会出现时间上的滞后性。在对仪器正确设置的情况下，要特别注意水的单位流量，还要防止对仪器造成的碰撞等不良现象，使得已经设定好的数值出现不必要的跳跃情况，对于这个供热系统的工作是相当不利的。

3.3 对单位时间内的水流量的调节方式

在自动供热系统中单位时间内水流量的控制对于体系正常的运行是相当重要和关键的，经过长时间的研究分析，发现可以通过对调控过程进行恰当的划分阶段来实现对水流量的调节。采用循环水泵不仅能够确保输送到用户的水力状况的合理化，而且可以尽量采取一对一或是一对多的把控形式。具体调节方式如下所述：

3.3.1 定压差调节模式

顾名思义，这种调节模式是把用户网管道的压力差作为调控对象，再结合变频循环水泵的旋转作用下，使得管口的压力差保持在特定的范围内。在具体的供热系统中，这种调节模式的使用是相当普遍而又便捷的。这样就更加有利于自动化的集中供热，大大地提高了资源的利用率。

3.3.2 分阶段改变单位时间内的水流量

在具体的供热过程中，需要结合不同的气候特征来进行适度的热量输运。在实际的供热条件下，一般可以划分为供热的初期、中期以及酷寒期这几个时期。根据每个时期气候不同的特征，采用循环水泵与指定的水流量调控仪器相结合的方式对用户进行供热。这种针对具体不同的气候特征供应相应的热量的措施，一方面能够保证用户的供热需求得到极大的满足；另一方面还可以有效地缓解部分地区水、电等资源紧缺的现状，是极其有利的一个供热系统。在用户的实际使用中，还会存在供热高峰期的现象。那么，在如今的分阶段供热过程中，就充分考虑到了这一问题，可以对相关的仪器设置特殊的时间段，尽量保证用户对热能的充分需求量。

4 集中供热的节能效果

4.1 能够有效地降低单位热能的损耗

通过对供热热能的集中处理措施，使得管网水资源的控制管理得到了很大的改观，让每家每户能够做到按需取量的要求，同时也极大地改变了用户的供热问题。与此同时，经过对供热体系中各个环节合理的规划处理，使得以往由于非自动调节出现的一系列弊端得到了极大的改善。如此一来，一方面减少了不必要的人力资源浪费，让工作变得更加简单易，于操作；另一方面，大大提高了工作效率，同时也在很大程度上避免了对水、电等资源的浪费现象。

4.2 对单位用电的损耗有很好的缓解作用

由上可知，通过在换热站加入对可变频水泵的使用，使得水泵仪器的频率实现了全面自动化的效果，那么，及时对仪器的电压及频率的相应改变，使得能量的损耗得到了很大的缓解。现在的变频水泵已经达到了很高的水平，不仅仅是由于可调节的范围比较广，还因为他能够持续保有需要的频率，同时还具备良好的运行效能。此外，通过这种设计，一方面可以避免仪器因大功率运行而导致损坏，极大的延长了仪器的使用寿命；另一方面，由于变频水泵的灵活性，当用户所需热量较小时，可以通过改变电流的形式来较少热量的不必要损失。

4.3 能够极大地减少人工费用

经过在供热系统中自动控制技术的使用，不仅可以有效地降低对水、电等资源的浪费，还能降低在这个过程中对人工等的费用。如今的自动控制仪器已经完全可以实现无人操作的终极目标，再也不需要为了对仪器进行检测、调试等进行专人的管理控制。这样一来，不仅减少了大量的人力资源，也为国家节省了很大一笔费用的支出，同时还可以达到节能的基本要求。