集中供热系统中热网的电气自动控制探究

刘海洋

（山东清华康利城市照明研究设计院有限公司，山东 济南 250100）

0 引言

我国自从将集中供热系统引入到城市中，就使得我国城市的集中供热行业得到了明显地发展。如今，在人们的生产和生活中，集中供热系统的应用越来越广泛，随着集中供热系统的不断改进和研发，热网的电气自动化控制已经成为了集中供热系统的发展趋势。通过热网的电气自动控制能够使集中供热更加优化，及时有效调整热网运行的稳定性和平衡性，提升服务质量，减少能源消耗。目前，我国的热网电气自动化还处于初级阶段，本文通过对集中供热中热网电气自动控制进行分析，寻求更好的解决问题，促进集中供热系统的进一步发展。

1 我国集中供热系统中热网电气自动控制发展现状

目前，国外供热系统的自动控制已经发展的比较成熟，而我国的应用虽然比较广泛，但是受到经济和技术等条件的制约，和国外发达国家相比还有很长的路要走。我国集中供热系统中自动化技术发展比较落后，热网的控制和管理还不能完全实现网络信息化，对热网的控制和调节技术也不成熟。总之，我国的热网控制还没有实现自动化控制，因此，我们还要不断学习外国先进的技术和经验，加大科研力度，促使热网自动化控制得以实现并由自动化向多元化发展，实现运行效率和效益的进一步提升。

2 热网电气自动控制的基本原理优势

2.1 基本原理

热网自动系统具有对所有热力站实施监控和检测的能力，能够及时检测出系统中的故障并解决，以此保证系统能够提供更好的供热控制和供热效果[1]。热网自动控制系统一般由两方面组成，一个是热网自动化控制系统中的自动调控，主要体现在中心调度控制室、各地方和小区的热力站以及通信系统。中心调度控制室主要是负责对范围内所有热力站的仪器和相关设施设备实行远程监控，根据监控得到的数据进行详细对比，根据对比的结果得出相应的控制指令，实现对热网系统的有效调节。热力站主要是根据具体的温度值或者上一级系统指令进行对阀门的控制和调节，通信系统主要是负责传输和噢诶被热力站和中心控制之间的相关数据。

2.2 优势分析

热网供电已经应用到很多领域，它的主要优势是：（1）实现热网的电气自动控制，能够节省大量人力，从而弥补人员不足的问题。（2）能够对用户和温度进行实时监测，以便能更好的控制供暖的温度和热量。（3）系统可以在很短的时间内实现对所有数据的分析和处理，快速发现问题并及时解决。（4）在保证有效供热的基础上，减小了能源消耗，实现了可持续发展的理念。

3 热网电气自动控制系统的运行

集中供热控制系统在运行时，主要是通过对温度，一次网流量，二次网循环流量及管道内压的调节，来实现的自动控制，而这些热力参数的控制是通过相关的电气设备进行控制的，通常包括有：①中央数据处理器，这种设备的操作系统能够对信息进行实时处理，有着计算机接口或usb接口，当然也可以进行无线通信；②其二是变频器，变频器具有自由输出入端口，能够进行自由连接，它主要是用来对泵类转矩进行改变，还具有多种保护功能，如接地保护，短路保护等，有较高安全性；③电动调节阀，电动调节阀不同于一般的调节阀，它能够有效抵抗供热系统的压力波对其造成的影响，具有较高的抗干扰能力，从而保证调节过程更加稳定与节能；④现场控制器，现场控制器是对现场的电流，泵类等工作状态，及水温水压等数据进行的实时采集与分析，通过现场控制器的应用，能够有效减轻中央数据处理器的工作量，对其工作进行分担。现场控制器对相关数据进行收集分析后，进行记录，并作出控制指令。自动控制系统包括自动控制软件，它能够将热网中的数据进行收集获取，通过通信线路进而控制调节阀，调节运行的参数，并控制热网的平衡，最终实现均匀供热。

4 集中供热系统热网自动控制的应用

4.1 热网的电气自动控制方案

均匀调节是目前集中供热系统中热网电气自动化控制的主要策略，集中供热系统通过该方案能够实现自动控制循环水的温度，使平均温度始终保持相同[2]。具体过程是现对循环水的样本进行检测，再通过系统对供热面积进行计算，最后得到各个热网的温度，根据得到的数据进行调节。

4.2 热网电气自动控制设备

在集中供热系统运行中，我们常常会对热力参数进行调节，包括热网内压、热网温度、热网流量等，这些热力参数的调节必须要通过集中供热系统中电气自动控制的设备才能实现。在处理相关数据时，首先要了解中央处理器的特征，中央处理器有自身的端口、能够输入信息、输出信息。其次要以信息动态为原则对电动调节阀进行系统调节。变频器也是该系统中很重要的设备之一，它可以随时切换热网的电机数据，在端口进行自由的输入和输出，除此之外，变频器还能够实现对电压、电源和电动机的保护[3]。最后，集中供热系统中还需要使用到传感器和控制器，传感器一般是由压力传感器、温度传感器和流量传感器共同组成。控制器是利用对收集到的温度、压力、电流和水流等数据进行分析，从而发出指令到下一级单位，实现对供热系统的控制。

4.3 热网电气自动控制软件

自动控制软件主要作用激素是对整个系统进行控制，保持热网温度的平衡。它通过从热网中获取到相关信息，然后根据信息计算出二次调节的循环水温度，实现对各个调节阀的控制。电气自动控制软件还具有对设备的远程监控和操控能力，是传送回来的数据自动生成相应的表格，并进行加密处理，保证数据的安全性，从而使系统安全运行。

4.4 热网电子自动控制过程

在集中供热系统中一般是变频器控制循环水泵，当二次管网的压力出现变化时，变频器会将接收到的压力数据进行汇总，并传给控制器进行处理，然后将处理好的数据转变成指令信号回传给变频器，实现变频器对循环水泵的控制。而变频器通过对循环水泵的控制，能够根据固定的数值对热网定压和定流，保证机器的稳定运行。温度传感器是将室内外的温度和供水温度进行检测和采集，然后传送回控制器进行处理，控制器根据分析得出的结果对自动控制调节阀发出指令，达到改变流量控制温度的目的。电气自动控制系统是通过上机作用来使整个系统有效运行，在网络定位端先发出有关调节的指令并传送到控制器，然后由控制器对水泵和调节阀进行控制。

5 结束语

集中供热系统的电气自动化控制有非常重要的现实意义，能够进一步促进自动控制化和集中供热系统的发展，同时也能带动经济科学的快速发展。当然，在集中供热系统中能够有效地应用电气自动控制系统，这也是我国市场化发展的要求，是我国一直倡导的低碳环保与科技进步的结果。自动化控制系统的发展，必然也能够使热网更加安全稳定，使我国城市集中供热系统更加完善。本文通过对集中供热系统中热网前期自动化分析，更加了解该系统的应用方式和效果。我国要推动热网电气自动控制的优化，就必须结合国外先进技术和经验，并联系实际情况，加快对电气自动设备、控制流程和自动控制软件的研发进度，争取升级优化该系统，实现更大的经济价值。