居民供暖热交换站的自动化运行实践

孙志宾　贾永香

摘 要：我单位的居民供暖热交换站经过八个采暖期的自动化运行，运行经济、稳定、可靠，降低了传统热力站耗电、人工的运行成本，降低了事故率，较好的完成了供暖任务，得到了大家的好评。

关键词：热力站 控制器 变频器 传感器 自动化

中图分类号：TU995 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0042-01

开滦集团服务分公司下属的增盛锅炉房及热力站建于2004年，锅炉房安装有3台14MW天津宝成锅炉厂生产的燃煤热水锅炉为热力站提供热源，2004年11月初竣工并投入运行，设计供暖面积为49.7万平方米。结合供热现状，理论联系实际，自2006年12月份开始，热交换站采取自动化、无人值守的运行方式供暖，截至目前，已成功运行了八个供暖期，技术比较成熟。

热交换站的核心控制元件采用瑞典KTC公司生产的SRD3211控制器，根据采集的温度、压力等数据控制变频器、温控阀的运行。根据冬季室外温度变化自动调节供暖水温度，能根据热负荷的变化自动调节循环水泵的流量，自动控制补水泵恒压运行，压力、水位、停电、温度等保护功能齐全，无人值守运转，管网失水、水源缺水故障自动化系统能按照程序进行处理、报警。

1 自动化系统的硬件构成

（1）SRD3211 PLC。该DDC控制器是热力站自动化运行的核心器件。有8路数字量输入、8路数字量输出、8路模拟量输入和6路模拟量输出，集成度高、结构紧凑，且带有编程界面，方便现场编程。（2）变频器。各站配备ABB ACS510变频器，是执行器件。有2路模拟量输入、2路模拟量输出、6路数字量输入和3路继电器输出。变频器本身有PID调节系统，与控制器实时通信，变频器各控制端子接受DDC控制器的指令，按照程序指令要求驱动电机运转，随供暖系统负荷、二次供回水压力或其他参数的改变控制电机的运行。（3）传感器。为了给控制系统提供准确、科学的数据，热交换站一次侧及二次侧安装了西门子Pt1000供回水温度传感器、一次侧及二次侧安装了西门子供回水压力变送器、水箱水源干簧管液位计，信号传输给DDC控制器，为自动化系统及时准确提供过程参数，为自动化系统的运行调整提供依据，同时确保自动化系统的报警、连锁保护及时准确动作。（4）丹佛斯温控阀。它是执行器件，由24 V直流电源供电，阀体安装在换热装置的一次侧回水部位，阀体的控制部分和控制器实时通信，接受DDC控制器0～10 V直流信号，依靠调节阀体阀门开度大小调节一次侧水流量，从而调节二次侧供水温度。

2 居民供暖热交换站自动化运行功能介绍

（1）按照温度曲线程序控制采暖温度功能。在一次热源满足要求的前提下，二次侧供水温度随室外温度的变化按照设定好的程序曲线自动进行运行调节，即室外温度传感器实时监视室外温度，DDC控制器把采集来的数据进行程序运算，实时调整温控阀开度，为用户输出合适温度的供暖用水。（2）动态调整二次侧供暖水流量。通过热力学计算，结合现场实际，我们热交换站的热水循环水泵的供回水压差应用了PID闭环控制，二次供回水保持0.1 MPa的压差，供热运行过程中若二次管网热负荷发生波动，DDC控制器通过变频器能自动调整循环水泵的转速，保持二次供回水0.1 MPa的压差，从而动态调整出合适的二次循环水流量，达到节电的目的，在保障正常供暖的前提下实现经济运行。（3）变频恒压补水功能。补水采用了PID闭环，变频恒压补水，并且针对不同热力站的失水情况，失水量小的热力站补水泵调试出了睡眠运行功能，失水量大的调试出了长期恒压运行功能，合理设定了补水压力上下限及PID参数，即保障了及时稳定补水，又实现了节水节电的效果。（4）日常异常状况自动处理。①二次侧压力保护功能。当室外二次管网出现意外跑水，二次回水压力低于设定值时，循环水泵保护停车、温控阀关闭、补水泵继续补水，待管网压力升高到系统允许运行压力后，循环泵自动开启，温控阀开启，恢复功能运行。②水箱水位保护功能。软化水箱低水位时，为避免热力站补水泵缺水运转，DDC控制器通过补水泵变频器控制补水泵停止运行，水箱经不断蓄水，达到允许运行水箱水位时补水泵自动运行。（5）停电保护功能。如果遇到热交换站停电，系统自动关闭一次侧温控阀，停止热交换，来电后，不需要人工合电、启动、按钮等操作，系统按照DDC控制器程序各组件自动投入运行状态。（6）温度保护功能。当室外温度高于设定值，如，室外温度到了20 ℃，控制器认为此时温度已经挺高了，没必要供热，这时候系统经济停车，节省大量热源。

3 供暖热交换站电气故障及处理经验

（1）DDC控制器部分。①温控阀与循环泵连锁，只有当循环泵运行时才允许温控阀动作，循环泵停止时温控阀应全闭。②循环泵与室外温度限定值和二次回压力限定值连锁。（2）循环泵变频器压差给定值、补水泵变频器压力给定值可编程设定。（3）ABB变频器部分。当变频器突然停止工作时，请先切断电源开关，检查电路是否有问题，排除电路故障后，给变频器送电。在控制盘上进入01组参数，检查0118，0119，0121相对应的给定，反馈，启动信号是否已由控制器送入，并具备运行条件。（4）传感器部分。热电阻温度传感器：传感器类型（PT1000、NI1000、TAC等）是否设置正确，排除后检查接线是否正确，排除后，方可判定是否为温度传感器本身故障。压力传感器：电源（24 V）与实际值所对应的接线是否正确，排除后在DDC控制器上校对显示值与对应压力表盘现实数值的差异，用万用表测量实际值，排除后方可判定是否为压力传感器本身故障。（5）循环泵部分。循环泵停止工作时，首先检查DDC控制器连锁点是否运行，核对各温度、压力参数情况，排除后查阅变频器部分故障。（6）补水泵部分。补水泵停止工作时，首先判断补水泵变频器是否处于睡眠状态（变频器睡眠代码为ALARM28），再检查控制器是否送出启动信号给变频器（DU通道OUT知识灯应亮）。（7）温控阀部分。开度值与控制器输出是否相符，旋转方向是否正确。

4 结语

多年以来，居民供暖热交换站的自动化运行已经实践了八个采暖期，从系统的硬件、软件技术构成到采暖期的运行管理、故障排除已经成熟，运行安全、稳定、可靠、事故率低、劳动强度小，节省了人工，节约了用电，较好的完成了供暖任务。

参考文献

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