換熱站智能自動控制技術
換熱站智能自動控制技術【1】
摘 要：在經濟水平越來越發達的今天，人們對供暖的需求也日益遞增，對供暖的質量也有著越來越高的要求，傳統的單一供暖形式已經不能夠滿足現在人們的需求。
在這種情況下，供暖換熱站供熱系統就要做出相應的改善，在滿足供熱的前提下還要達到節約能源的功效。
而自動化控制技術恰恰滿足了換熱站的功能需求，在滿足換熱站供熱需求的情況下還能夠做到節約資源，也正是因為這樣的優點而被廣泛的應用到換熱站的供熱系統當中。
現如今對換熱站的智能自動控制技術的研究愈加受到人們的關注，其重要性自然不言而喻。
自動控制技術能夠節能減耗，從而降低企業的資金成本，給企業帶來最大的經濟效益。
本文將分析自動控制技術在換熱站當中的工作原理，探究其優點等具體信息。
關鍵詞：換熱站;自動控制技術;節能減耗;工作原理
引言
隨著社會發展以及人們生活水平的提高，在生產生活當中人們對供暖的需求在不斷發生著變化。
傳統的供暖形式雖然滿足了人們對于單一溫度的供暖需求，但是存在著高耗能的缺點。
企業的資金投入較大，能源消耗過多，造成資源的浪費。
節能減耗也一直是我國提倡的精神，自動控制在換熱站中的應用正好起到了這樣一個節能減耗的作用。
總的來說，供熱系統的自動控制技術能夠擴大換熱站的供熱能力，做到節約能源的作用，提高換熱站供熱等各方面的管理水平，減輕因供熱而產生的污染物的排放量，同時還能夠減少勞動力的投入。
因此，越來越多的企業開始選擇使用自動控制技術。
1 換熱站及自動控制技術的工作原理
換熱站是集中供熱系統供熱網路與熱用戶的連接場所，是熱源與熱用戶之間的一個中間環節，其供熱品質的好壞對改善熱網熱力工況，提高供熱質量起著重要作用。
所謂的集中供熱實際上就是依靠蒸汽或者熱水為熱能的載體，通過管網來對一定區域中的用戶進行統一的供熱供暖。
而集中供熱系統的組成主要是三個部分，第一部分就是熱源，第二部分就是熱用戶，最后就是熱網。
由于供熱系統中熱用戶的熱負荷是一直處在變化當中而非固定的，因此，如果想要使得供熱質量得到滿足，同時也使各個熱用戶的需求得到滿足，就要做到合理的配置熱能，并且對供熱系統進行運行方面的調節，簡而言之就是進行供熱調節。
對于供熱調節，其工作的原理就是依據供熱調節具體地點的不同，可以將供熱調節劃分為三個不同的調節方式，分別為：集中調節的方式、個體調節的方式、局部調節的方式。
其中，集中調節在熱源處或者供熱網處進行。
局部調節的方式是在換熱站或者熱用戶的引入口進行，個體調節方式是直接在散熱設備處進行調節。
集中熱調節相對而言更加容易操作和實施，運行起來在管理方面也更加的便捷，因此是目前最主要的供熱調節方法。
在集中供熱系統當中，供熱網與熱用戶相互連接起來的場所就是換熱站，在換熱站中安裝有與用戶連接的一些相關的設備、管道、儀表、閥門以及一些控制裝置。
集中供熱系統的主要作用就是根據熱網的工作情況以及不同的條件來采取不同的連接方式，以此將熱網輸送的熱媒進行調節和轉換，最終向熱用戶系統分配熱量來滿足用戶的相關需求。
2 換熱站自動控制系統的功能
2.1 一次網電動調節閥控制
換熱站控制系統具有氣候補償以及恒溫供水的功能，也就是說換熱站可以根據室外氣候的變化來自動的調節供熱量。
通過應用可編程控制器來根據室外的氣候溫度的變化以及當地的熱負荷曲線，決定二級網側的供熱量，實測供熱量和設定值相比較之后，進行PID閉環調節，控制器輸出信號到電動調節閥，調節電動調節閥的開度，從而改變一級網側的流量，以此實現二級網側供熱量調節。
2.2 二次網循環泵變頻控制
所謂的二次網循環泵變頻控制技術就是對二次供水的水壓力值進行PID控制，這樣一來那些不利點供暖困難的問題就能夠迎刃而解。
對于壓力差的相關設定數值就可以在設定的時候參照經驗參數或者說參照經驗曲線。
2.3 補水泵變頻控制
在供水供暖的時候，往往會需要補水環節，供水的壓力值、流量、水泵轉速等等都需要精確的控制。
自動補水之所以能夠做到二次網回水自動補給，是因為由二次網側同水管路上的壓力變送器檢測的壓力信號與控制器上回水壓力設定值比較后輸出一個控制信號，通過PID控制來調節補水泵的轉速，從而實現二次網回水自動補給。
2.4 保護功能
換熱站自動自動控制系統有著四種保護功能，這四種保護功能分別是失壓保護、斷電保護、超溫保護、超壓保護。
下面就這四種保護進行具體的分析：
首先，突出的保護功能就是失壓保護。
所謂的失壓保護就是指二次網側回水壓力低于超低限設定值時，自動停止循環泵運行，并關閉電動調節閥，自動補水系統投入運行，開始補水。
自動補水系統投入運行后二次網側回水壓力任然繼續降低即發聲光信一號報警。
斷電保護主要是停電后自動關閉電動調節閥，切斷熱源，控制器及變頻器自動復位并使各種設定參數和運行狀態參數保持原斷電前設置。
超溫保護是指二次網供水溫度超過80℃時，一級網側電動調節閥關閉。
一次網回水溫度超過70℃時啟動高限制保護，以一級網回水溫度為目標控制電動調節閥門開度。
一次網側供水溫度超過120℃時立即關閉一級網側電動調節閥并報警。
超壓保護是在二次網供水壓力超過設定超高限值循環泵停止運行并關閉一次網側電動調節閥。
檢測水箱液位，具備報警保護功能。
水箱液位為4～20mA信號輸入，停補水泵信號由控制器送出，停泵水位可以人為設定。
經過搭建這樣的換熱站自動控制系統，最終可以實現換熱站的無人值守，帶來以下功能效果：宏觀掌握供熱系統運行狀況、運行質量、保證供熱系統的運行參數。
對熱網的水力工況以及熱力工況進行全自動調節，解決各換熱站的耦合影響，消除熱網水平失調，平衡供熱效果。
以節省總供熱流量為目標，在滿足熱網用戶基本采暖要求的前提下盡量減少總共熱量，從而達到提高經濟效益的目的。
3 換熱站供熱自動化控制系統應用分析
3.1 環境方面的優點
自動化控制系統的應用在很大一定的程度上提高了供熱控制的精確度，通過對熱量的實時監控，及時調控供熱溫度，避免能源浪費，有利于實現低碳環保的理念。
自動化控制技術通過計算機智能監控，對外界環境和用戶室內溫度的相關數據進行及時的采集、分析處理以及傳輸，通過控制技術調節實際溫度，控制水溫以及流量。
3.2 經濟效益
自動化控制技術很大程度的降低了成本。
供熱自動化控制系統的應用減少了人員成本和資源成本。
自動化控制系統的應用不需要人員對數據進行人工搜集、整理以及傳輸，使用自動化控制技術就可以高效的完成這些工作，減少人力，企業的經濟效益大大提高。
3.3 安全效益
自動化控制技術的應用對換熱站的各個供熱環節進行全方位的監測，可以及時的發現問題，減少了安全事故的發生，大大提高了安全性。
結束語：自動化控制技術不管是在提高換熱站供熱職能作用上，還是在節能減耗提高企業經濟效益上，都有著目前為止難以替代的顯著優勢。
通過本文的具體分析，希望能對我國目前換熱站的自動化控制應用的發展有所益處。
參考文獻
[1]張濤，徐向東，崔淑妮.綜合智能系統在熱力系統中的應用研究[J].清華大學學報(自然科學版)，2013，39(3)：65-68.
[2]王慶國.NDS自動化控制系統在集中供熱節能方面的應用[J].黑龍江科技信息，2013(12)：54-56.
換熱站自動控制與調節方法【2】
【摘 要】熱力站是城市集中供熱系統中熱網與熱用戶的連接場所，是用來轉換供熱介質種類，改變介質參數，分配、控制及計量供給熱用戶熱量的設施。
在熱力站內安裝有與用戶連接的有關設備、管道、閥門、儀表和控制裝置。
集中供熱系統的熱水管網存在水力工況不穩定，水力分配也比較復雜，在供熱系統中，我們都希望網絡中的流量能按設計值分配到各熱用戶系統中去。
實際上，一套供熱系統無論設計多么可靠，水力計算多么準確，投入運行后，總會有某些用戶的流量或溫度達不到要求，水力失調現象不可避免，因此要想均衡按需供熱必須進行調節與控制。
本文針對目前集中供熱系統中水-水換熱的熱力站的自動控制與調節方法進行相應的分析與探討。
【關鍵詞】熱力站;自動控制與調節;方法
1.熱力站的自動控制
熱力站的自動控制概括起來可實現以下五個方面的功能：
①實時參數檢測，了解系統工況。
②均勻調節流量，消除冷熱不均。
③合理匹配工況，保證按需供熱。
④及時診斷事故，確保安全運行。
⑤健全運行檔案，實行量化管理。
熱力站采用溫度控制為主的監控方案，即根據室外溫度繪制的二次供、回水溫度曲線與實際二次系統供水溫度(或二次回水溫度或二次供、回水平均溫度)之間的偏差，來完成供熱量的控制。
一般熱力站系統的自動控制形式及安裝要求如下：
(1)采暖(或空調)循環泵的控制主要有兩種形式：
當二次供熱系統為定流量系統，循環泵采用定速方式運行。
當二次供熱系統為變流量系統，循環泵采用變頻調速方式運行。
(2)補水定壓主要有兩種形式：
用戶有膨脹水箱時，采用膨脹水箱定壓方式。
用戶有無膨脹水箱時，采用熱力站內定壓方式，如變頻補水定壓方式。
(3)室外溫度傳感器的安裝要求：
室外溫度傳感器安裝于熱力站所在建筑物的室外背陰處(北墻或東墻)的百葉窗內，高度不低于是外地坪2.5米。
2.熱力站的自動調節
熱力站自動調節的目的是使熱力站的供熱量與用戶的需熱量相一致。
隨室外溫度的變化，按照供熱溫度調節曲線進行供熱溫度或流量的調節，以實現用戶按需供熱。
熱力站的自動調節分為自力式和電動式兩種。
常用的自力式調節閥有以下幾種：
(1)流量控制閥(或稱流量限制器、恒流量調節閥)
流量控制閥一般安裝在熱力站一次回水的管道上，他的功能是限制通過的一次回水流量不超過給定的最大值，因此可自動的將熱用戶的流量限制在要求的范圍內。
(2)壓差調節閥(或稱壓差流量調控閥、壓差控制器)
熱力站的壓差調節閥一般安裝在供熱系統的一次或二次供、回水總管上，主要用于供熱系統供、回水流量的分配，從而使供、回水之間的壓差達到恒定值。
對于循環水泵已采用變頻控制的變流量系統，其二次管上不適宜安裝壓差調節閥。
(3)自力式溫度調節閥
自力式溫度調節閥是根據液體膨脹原理制成的流量調節裝置，其感溫包安裝在二次供水管上，閥體安裝在一次回水管上，主要用于生活熱水和空調系統供水溫度的自動調節。
常用的電動調節閥主要是帶有自動控制執行器的電動調節閥。
電動調節閥作為調節一次水流量來實現熱力站二次水溫度控制的執行機構，其選型合理非常重要。
就其選型方法簡要說明如下。
電動調節閥應符合下列要求：
(a)宜選用具有線性或對數流量特性的閥門(見后附圖)。
(b)電動調節閥口徑應按閥門最大流通能力(Kvs值)大于所需設計流通能力選取。
用于水系統的電動調節閥，閥門最大流通能力(Kvs值)定義為閥門全開時，閥門兩側壓差為100kPa時的體積流量(m3/h)。
根據需要通過的流量和可能有的閥兩端的壓差計算所需閥門的設計流通能力(Kv值)。
其閥門的口徑應按公式(1)計算所需設計流通能力選取。
用于蒸汽介質的電動調節閥，其閥門的口徑應按制造廠家提供的圖表或程序計算選取。
(c)應按系統的介質類型、溫度和壓力等級選定閥體材料，滿足運行和安全要求。
(d)控制環路可能出現的最大壓差值大于閥門的最大關閉壓力時，應設置差壓控制器。
(e)電動調節閥的閥權度按公式(3)計算，閥權度不應低于 50%，閥權度表示閥門對系統的控制能力，要保證良好調節能力閥權度H>50%(至少30%)且無汽蝕現象發生。
達不到要求時，應設置壓差調節閥控制閥門兩端壓差。
3.水-水熱力站自控設計方案
水-水熱力站的自動控制需監測及控制以下參數：
3.1熱力站一次總供、回水參數
①一次水供、回水溫度及超溫報警(由熱量計通訊模塊引出)。
②一次水供、回水壓力及超壓報警。
③一次水總流量(由熱量計給出)。
④一次水總供熱量(由軟件計算，由熱量計給出)。
3.2采暖系統參數
①采暖系統各換熱器一次供水壓力、回水溫度和壓力。
②采暖換熱器各換熱器二次供水溫度、壓力及二次回水壓力。
③采暖系統二次供、回水溫度和壓力。
④根據采暖各換熱器二次供水溫度和室外溫度，控制各換熱器一次回水電動調節閥開度。
3.3空調系統參數
①空調系統各換熱器一次供水壓力、回水溫度和壓力。
②空調系統各換熱器二次供水溫度、壓力及二次回水壓力。
③空調系統二次供、回水溫度和壓力。
④根據空調系統二次供水溫度和室外溫度，控制各換熱器一次回水電動調節閥開度。
3.4生活熱水系統參數
①生活熱水系統各換熱器一次供水壓力、回水溫度和壓力。
②生活熱水系統各換熱器二次供水溫度、壓力及二次回水壓力。
③生活熱水系統二次供、回水溫度和壓力。
④根據生活熱水系統各換熱器二次供水溫度和室外溫度，控制各換熱器一次回水電動調節閥開度。
3.5軟水系統參數
軟水罐液位狀態(超高、高、低、超低)。
3.6水泵控制
①所有水泵運行狀態、故障狀態。
②所有水泵手/自動轉換開關狀態。
③所有水泵出口加裝水流開關。
3.7通訊
①熱力站自控柜可與站內所有變頻柜通訊。
②熱力站自控柜根據要求可實現與實現上位機的通訊。
3.8熱力站自動控制系統性能測試。
①控制系統應能對溫度、壓力、流量、熱量等模擬量進行實時檢測，對水泵啟停運行等狀態量進行監測，并能完成相應物理量的上下限比較、數據過濾等。
②控制系統應能按設定的時間間隔采集和存儲被測參數，儲存的歷史數據在掉電后不應丟失。
③控制器還應能在主動或被動方式下與監控中心進行數據通信。
當有數據報警和故障報警時，控制器應能主動將報警信號上傳至監控中心。
4.結論
水-水換熱熱力站采用上述自動控制與調節方法，可以有效的實現熱力站按用戶需求進行供熱運行，同時為建立熱網計算機監控系統奠定了基礎。
通過實時在線的分布式計算機監控系統(SCADA)，可以完成檢測系統參數、調配運行流量、指導運行調節、診斷系統故障、健全運行檔案等任務。
熱力站的局部調節與熱源的集中調節相結合，將為供熱系統(熱源、熱力網、熱用戶)實行統一調度管理，保證供熱系統的安全、穩定、經濟、連續運行提供可靠的保證。
【參考文獻】
[1]張清編著.熱力站啟動調試與安全運行.中國電力出版社，2009.
[2]吳世磊編著.熱力站設計與運行.中國電力出版社，2008.
【換熱站智能自動控制技術】相關文章：
換熱站工作總結10-12
換熱站個人工作總結10-21
智能控制技術的職業生涯規劃書（精選8篇）11-20
汽車智能技術職業生涯規劃書（精選9篇）09-26
智能書包作文10-07
智能書包作文12-07
智能房子作文09-01
關于智能作文11-25