供热管网中集中供热自动化系统的应用探讨

赵恩然

摘要：为了进一步满足我国城市居民的生活需求，我国的相关部门积极开展城市集中供热自动化系统的建设。但随着城市供热面积不断增多，原先依靠人力进行检测、调控、维护的供热管网管理体系已难以适应时代需求。供热管理环节事故频发，而供热管网调控、维护不及时也在一定程度上影响了城市供热质量与效益的充分发挥。本文对我国自动化集中供热系统的结构以及自动化供热系统所涉及的相关技术进行了分析，促进了我国集中供热自动化系统的建设。

关键词：供热管网;集中供热;自动化;应用

一、自动化集中供热系统构成

集中供热自动化系统主要分为三大部分，分别是：热源、管网与中继泵站、热力子站。在具体的系统运行过程中，上述三个部分相互协作，实现了完整联动体系的构建，并以此为基础带动三个控制系统的完善，分别是：调度中心、通信网络平台、热力子站。其调度中心与热力子站通过网络平台相互沟通连接。

1.热力站的自动化

热力站自动化管理核心所在就是能充分满足各个子站的热量需求，并根据所需进行及时、合理调配。其自动化环节由四部分构成：a） 换热站自控系统;b）首站自控系统;c） 冷热水及生活热水换热站自控体系;d） 泵站自控系统。

（1）换热站自控系统。作为热网自控的核心子系统，换热站自控系统主要由PLC控制器，温度、压力及流量传感器，自动调节阀，循环及补水泵变频器等设备组成。其控制回路分為：1）一次网流量控制回路;2）二次网循环控制回路和定压回路。该系统运行时，能通过对一次回水调节阀的控制，确保一次网流量控制回路的合理运行。借由二次网中循环泵和补水泵转速实现对二次网流量的调控。网络调度中心根据热网平衡原则，对换热站下达控制指令，换热站的PLC系统根据站内实际情况对二次网中循环泵和补水泵转速进行调控。

（2）首站自控系统。首站是指布设在各个热源出口的换热站，在这里来自热源的水蒸汽或热水在将热量传给热网中回水后，再次返回到热源循环中继续使用。首站自控系统的最初选择需重点考虑三方面：a） 安全性;b） 对供热管网负荷的调控;c） 对供热管网流量的调控。

（3）冷热水及生活热水换热站自控体系。该类型换热站的主要作用就是向用户提供采暖、热水、空调制冷等实际生活需求。该类型的换热站系统在长江中下游地区应用非常广泛。主要是因为这些地区的冬季不仅温度低，而且寒冷气候的持续时间也比较长，因此，供暖的实际需求比较大，而且在这一地区，夏季的时候往往天气比较炎热，因此也面临着巨大的制冷需求。

（4）泵站自动化系统。泵站自动化系统主要分为两大类：加压泵站以及混水泵站。加压泵站是通过加压作业操作，对热管网中的水力状况进行调控，从而保障供热作业的稳步开展。而设置在热源处的混水泵站则能在热媒的水力与热力状况出现异常后对整个供热管网热媒提供循环动力。

2.锅炉房自动系统

为提升锅炉房自动化水平，需建立及完善锅炉集散调控体系。作为一种新型的集中自控系统， DCS分散控制系统能将锅炉的控制工作分散到多台计算机上，并使用双重化等冗余措施，以达到运行系统的安全运行。DCS系统功能如下：1）系统连接现场传感器进行现场数据的采集;2）根据所采集数据的分析结果下达控制指令，使其所关联的现场执行设备进行工作，实现自动控制调节的功能;3）接收锅炉控制系统的控制调度指令，将所的采集数据通过通讯网络与监控中心的操作系统连接传输，实现对整个锅炉系统的优化管控，实现实时监测、智能调节等功能。

二、供热自动化系统相关技术应用

1.变频技术的使用

近年来，随着我国科学技术的发展，变频技术在很多领域实现了普及应用，例如，在很多领域的水泵以及风机等设备中变频技术都得到了广泛的应用，变频技术在经过多年的发展后，不仅在成本上得到有效控制，而且其可靠性也在不断提升。目前，在供热系统的自动化建设过程中将变频技术与现代的计算机技术结合使用就构成了一个简单的供热系统自动化系统。这种供热自动化系统不仅可以将原有系统中的各种监控仪表进行使用，只需要在系统中加入一个变频器即可，然后将变频器与计算机通过专用的通信线路连接起来。该模式在实际的使用过程不仅方便管理，而且还能轻易实现对逻辑功能的保护。同时还可以通过对变频器进行现场或者远程等两种方式的设置来完成对管网的实时操作。

2.分时段控制技术

随着热能计量收费制度的逐渐普及完善，集中供热系统必须具备分时供热、精准计量的功能。在供热系统建设过程中需加强对分户、分段、分时控制作业的开展。通过对分时段控制技术与计算机监控系统的构。

3.自动调节技术

集中供热自动调节技术分为一次网和二次网的运行调节。在保证热力站和热用户用热量的前提下，对一次网的供水温度和流量进行控制。通过对二次网的循环水泵的变频调节，可减少管网的水力失调对热力失调的影响，在满足供热要求的同时，达到良好的节能效果。例如：通过测量热力站二次网供回水温度，确定电动阀的开关量;调节循环水泵的转速使得外网总流量达到设定值等方法。

4.自动化智能设备应用

加强对自动化智能设备的合理化运用，以此为基础构建集中供热系统的智能化、自动化和功能化平台，实现对城市集中供热系统的完善。最常用的设备有：自动调节阀，智能、补水、调节及加压水泵等，由此促进传统城市集中供热系统的改造，实现定量化的热源供应以及区别化的热媒调节。

5.相关数据的挖掘

将集中供热自动化系统采集到的数据进行详细分析和研究具有非常重要的实际意义。在充分针对数据进行研究的基础上不仅能实现对现有粗放式供热管网管理模式的定量化管理转变，不断促进供热系统自动化以及智能化的发展，同时也能实现对供热系统内部的物化管理以及相关操作人员的绩效评估。这样就极大的提升了供热管网系统整体的运行效率，同时也使得供热管网整体运行成本得到了有效控制。

三、结束语

总之，随着经济建设的推进、科技领域发展日新月异，人们对生活质量的需求和生活基本因素的保障也不断提高。现在越来越多的人都将目光聚集在供热系统的基本配置和资源合理利用问题上，将自动化系统引入到供热管网中，能够进一步实现节能降耗，低碳环保，值得进一步推广应用。

参考文献：

[1]包玉莹.供热管网中集中供热自动化系统的应用探讨[J].中国设备工程，2019（05）：189-190.

[2]焦祥冬.供热管网中集中供热自动化系统的应用[J].建材与装饰，2018（40）：207-208.

[3]李浩东.集中供热自动化系统在供热管网中的应用[J].山西建筑，2013，39（07）：137-138.

（作者单位：黑龙江省中能控制工程股份有限公司）