浅议生产自动化在供热系统中的应用
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[摘 要]随着经济全球化发展城市建设逐渐增强，人们对生活环境及质量提出更高要求。因此供热系统朝着多热源、大型化方向发展成为必然趋势。在这种形势下，供热中采用了集中供热系统，并在该系统的运行中使用了自动化控制系统。自动化在供热系统中应用具有重要的现实意义，有利于故障的及时发现和诊断，降低供热系统运行费用，提高运行效率，促进节能发展。
中图分类号：TU833.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0231-01
自动化在供热系统中具体的应用包括室内采暖系统、供热管网系统、热源系统等，控制实现方式包括软硬件控制、智能控制、集中控制、换热控制等流程。今后为了促进自动化在供热系统中更好的应用，需要采取相应的策略，注重自动化技术的研究和创新，提高系统的利用效率。
一、自动化控制系统在多热源联网供热系统运行中的重要意义
对于城市供热领域中，越来越多采用了多热源联网共同供热方式，这种供热系统存在较多优势。但是从实际使用来看，因为涉及范围广泛，热源数目比较多，故此对供热系统的控制一直以来都是一大难题。因此，将自动化控制系统使用在多热源联网供热系统中，对系统运行具有重要的意义，具体体现在如下几个方面：
1.自动调节了供热温度
在供热之中系统一次水供水温度大都会随室外的问题升高而逐渐降低，但是室外的温度固定之时，主热源处于满负荷状态，当供水的稳定到达设计最高温度，但是流量却没有到达设计的流量值。但是采用了自动化控制系统，就能够时刻监测供热温度及流量，根据温度和水流量的变化来自动调节循环泵，这样不但能够确保温度和流量还比较节约能源，而且还平衡了不同热源上的利润，更为有序的进行调节。
2.确保了压力平衡
采用了自动化控制系统之后必然会调节流量，就会对系统的水力工况发生不同程度的影响，但是所有调节都要确保系统安全压力。其中包含了热网安全运行的压力、热源安全运行的压力及热力站安全运行的压力。为了确保压力大都做法就是加设补水点，但是什么时候该补水极难掌控。但是自动化控制系统时刻监控补水点，一旦水力波动到某一些设定值就会自动进行补水，进而让整个供热系统的压力维持在固定值上，这样才能够确保压力平衡。
3. 有效提升节能和供热经济性
对于供热系统而言其负荷可以划分成基本负荷与尖峰负荷，对于各个地方而言尖峰负荷不相同，北方地区大都在一个月～四个月，其他的时间基本上都在基本负荷下运行。虽然尖峰期时间不多，但其小时的热负荷较大。如果仅仅依靠人来控制实属难以做到要求，但是采用自动化控制系统，不但能够确保尖峰热负荷需要，而且依据温度和水量自动进行控制，有效降低了设备的投入，还能够确保设备时刻工作在高效率下，具有显著的节能效果，以及降低了运行成本。
4.提升了供热管理水平
在自动化控制系统中，采用了计算机实时自动监控、管理信息、变频调速、计量收费及优化调度等各种高新技术，能够时刻监视供热系统中各个设备的运行情况，时刻监测供热系统的温度及流速，有效提升供热的管理水平。
二、在热网中生产自动化控制策略概述
在城市集中供热系统中，因为热力管网结构及运行方式的不同，热力站采取自控的方式也不同。在实际应用中，主要的控制策略有：根据室外温度控制一次回水温度、二次供水温度、二次供回水平均温度方式、也有一部分采用一次流量、二次供回水温差的个方式。从理论上讲，以上各种自动控制方式只代表了供热环节中的一个变量，而非全部，只有时时监查供热中的高效、平稳、运行安全才是真正的控制目标。
三、生产自动化在供热系统中的具体应用
生产自动化适应了小区供热的实际需要，在小区供热系统中有着广泛的应用，具体体现在以下几个方面：
1、室内采暖系统。按照相关的规范和要求，采暖设计应该满足分户计量和分室调节室温的要求，对用户的散热器入口，都应该安装温度控制阀，这样用户就能够自主调节室内温度。室内采暖系统采用变流量模式运行，在小区单元入口和分户入户干管上都要设置自力式流量或者压差控制器，保证每个用户正常供热，运行参数不会因其它用户的调整而改变，实施就地控制。
2、供热管网系统。供热管网的水力状况常常会发生相应的变化，为了确保水力稳定，在热力管网的每一个控制点，设置电动控制阀门，调节供热管网的运行状态，满足每个用户的供热要求。同时，控制点需要配备温度、压力远传信号测量装置，对于控制点的运行参数，能够将其传输到集中控制室，这样一来，每个控制点的运行参数，就能够在集中控制室显示，从而方便就地控制或者遥控控制。
3、热源系统。目前，小区热源系统主要包括以下三种，不同系统具有自己不同的特点。
（1）锅炉一级泵供热系统。热源和热网系统均阻力损失由一套水泵负担，循环水泵供水量按照系统额定循环水量设计，补水泵供水量按照系统额定补水量确定。系统的分、集水器之间设置压差旁路控制系统，根据热力管网压力的变化情况，对经过压差旁路的循环水流量进行调节，同时对供热设备，电控阀门开关进行控制，从而实现有效供热的目的。
（2）锅炉二级泵供热系统。热源系统循环水泵为一级泵，供热管网系统循环水泵为二级泵，补水泵为共用一套，其供水量按照系统额定补水量确定，扬程按照系统最不利点供热要求设计。供热系统初级供水采用定转速泵，二级供水采用变频调速泵进行恒压控制，在二者分、集水器之间设计压差旁路控制系统，保证供水流量不变，确保系统正常运行和工作。
（3）换热站供热系统。系统循环泵采用变频调速泵，热源以及热网系统阻力损失均由一套水泵负担，循环水泵供水量按照系统额定循环水量设计，补水泵供水量按照系统额定补水量确定，扬程按照系统最不利点供热要求设计。热力站根据室外温度调节二次水供水温度，并根据二次水供水、回水温度，调节一次水供水量以及换热器和循环水泵运行台数。通过不利点用户压差控制和调节变频调速泵，实施变流量运行。
四、生产自动化控制的实现方式
自动化控制的实现是一个复杂的过程中，具体需要通过以下操作流程。
1.软硬件控制。一般配备分散控制系统（distributed control systems，简称DCS），能够更加清楚的了解供热装置的运行状况，更好的实现对设备的调控和故障的方法，软硬件自动化控制需要经过添加设备和自动控制两个流程。
2.智能控制。供热系统自动化控制需要借助智能化的模式，还有必要添设智能化操作控制环境，对于出现的故障，要及时处理。
3.集中控制。需要依赖于中央控制室作用的发挥，在自动化控制前需要对系统进行适当的改进，调整上位控制管理系统，确保自动化控制顺利实现。
4.换热控制。这是自动化系统控制的关键，主要内容是需要完善系统的换热调控，热力站需要根据系统负荷大小、温度高低、装置结构等情况做相应的改变，以更好的进行自动调控。自动化控制系统启动之后，需要将相应的数据信号，包括供给水、压力、温度、热量等传输到中央控制室进行分析和处理。
结束语
在供热实际工作中，不但要加强设备投资，还要充分使用信息化，以信息化推动供热系统，自动化控制系统就是发展之基础。同时也只有明白运用自动化控制系统的重要意义，才能够推动供热事业朝着可靠、经济及有效目标上健康发展，为人们的生活创造良好的条件。
参考文献
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