电气自动化在供热节能技术中的应用

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　　【摘 要】电气自动化相关技术及设备在供热系统中应用，不仅能保证热能的有效利用，提高相关能源的有效利用率，减少能源的浪费现象，同时也能大幅减少供热的成本费用，使供热效率大幅提高，减少需要的工作人员人数，提高工作效率。
　　【關键词】电气自动化；供热节能技术；应用
　　引言
　　文章主要从楼宇分时段供热调控技术、气候补偿供热技术、分层管控供热管网、换热站的自控系统四个方面，探讨了电气自动化在供热节能技术中的应用，希望能够达到企业节省供热成本、提高经济效益的目的。
　　1楼宇分时段供热调控技术
　　随着供暖用户对于供热质量的要求日益提高，供热公司需要为用户提供更加精细化的服务，其中楼宇分时段调控系统就是供热公司精细化服务的重要环节，对于整体调控用热时间段比较集中且用热时间分段比较明显的楼栋，具有十分有效的提高作用。通过在供热楼栋中安装专用的分时段自动调节系统，不仅能对整体楼栋进行调控管理，同时能大大减少不必要的能源损耗。楼栋分时段调控系统的组成主要包括监控中心、集中控制箱和电磁控制阀门及温度变送器四部分。在实际安设楼宇分时段调控系统时，首先需在各个楼栋中安装1台接口型号为RS485的热量表及电磁调节阀。调控系统中的现场设置屏和操作站能对每一栋楼宇的运行模式事先进行预设，在楼宇分时段调控系统的后续运行过程中，楼栋内部的现场控制器会对相关的热量信息进行收集。然后系统会自动与之前预设的运行数据比较，如果实际运行数据和预设的运行数据不符，就可以利用电磁调节阀对其进行调控，使各项数据和预设的运行数据达到一致。在楼宇的分时段调控系统中，通过无线通讯手段的应用，能使控制器将获取到的数据上传到监控中心，可以对中继站和供热用户之间的热网数据进行自动化的有效监控，同时完成对热网的远程监测和管理操控。
　　2气候补偿供热技术
　　气候补偿技术中的主要设备是气候补偿器，通过气候补偿器的应用，从而实现对供热管网中的供水温度的气候补偿功能。气候补偿器通常被安装在热力中继站或锅炉房中，然后供热用户就可提前进行对供热温度的预设，可根据个人需要对不同时间段设置不同的供热温度。如果由于室外温度变化导致供暖系统中的回水温度发生变动，此时气候补偿器就会自动开始对供暖系统中的供水温度进行调节，气候补偿器调节供水温度的依据就是供热用户提前设置好的温度曲线。另一方面，安装室内的温度传感器能及时发现室内温度的变化，然后对供水温度进行调节，完成对于室温的补偿。
　　3分层管控供热管网
　　热量的第三级网络是安装于供热中继站的PLC，利用房卡及路由器，完成PLC与上一级监控网络的连接。由于各个监控分站之间是相互独立的，每一个监控分站的运行不受其他分站的影响，并且，不同的监控分站可以互相访问。总的来看，供热调控中心网络是三级管理网络结构中的最高层，属于生产网和管理网双网接入，各项信息均可查询。其中，服务器中装有两个网卡，一个用于连接数据库，另一个用于发布操作指令。对供热调控中心内部的管理属于一级管理，在每一个单独的监控分站搜集到的信息，都可通过调控中心阅览。换言之，供热管网的有关工作人员能实现对全管网数据的动态监控。通过供热管网中的每一个监控分站，可以实现对所有信息的搜集。同时，计算机系统的应用实现了信息在监控分站间的有效传递，完成了对各项供热数据的实时处理，并根据用户的供热需求，完成对供热的分配，实现了按需分配。
　　分层管控供热管网的二级管理核心为供热调控中心下的监控分站，其中，每一个监控分站都要负责一个固定区域供热以及中继站的实际运行。监控分站的功能在于对现场的控制，对现场各项操作的管理和调整。监控分站的这一功能实现了对供热调控中心的补偿，完成了供热调控中心无法直接调控供热设施的遗憾。从这个角度来看，监控分站发挥着至关重要的作用。由于供热调控中心需要通过监控站的转发，才能够实现对热量数值的分配，进而到达供热中继站。监控网站基于原有的网络基础，加强了网络交换中心、热力站、供热调度中心以及监控中心的及时通讯联络，保障了整个系统的完整性。另外，无线通讯技术的应用，实现了对用户温度参数的远程采集，这为用户提供了大大的便利。监控站的强大管理功能也实现了对采集数据的存储、分析和管理，自动根据采集的数据信息绘制温度曲线，自动生成水压图以及管网图，自动制作报表，另外，还具有一定的预警功能，能够实现对管理权限的合理分配。
　　4换热站的自控系统
　　在供热系统中，水力管网中的采暖热水需在输送至换热站并经由换热站进行换热之后，才能将热能传输至供热用户，因此，换热站的运行平稳及节能性就尤为重要。在供热管网中对换热站运用自控系统，主要是为了在确保供热质量的同时，能实现对电、水和热等能源的消耗量的减少，实现供热管网的经济运行。换热器的作用是实现二次网与供热一次网之间的热能交换，然后将热能通过二次网络传输给供热用户，换热站自控系统的组成部分主要包括人机接口触屏、通讯接口、现场电器、仪表及PLC控制系统四部分。实际运行过程中，换热站的自控系统需对以下供热参数进行采集：一次网和二次网的供水温度与压力、一次网和二次网的回水温度与压力、补水泵和循环水泵的运行状态与对其频率的控制反馈、一次网中供水流量的调节阀的开启度等。在自动控制系统实际运行过程中，上述流量、压力及温度等各项供热参数是借由供热现场中的仪表传感器而被转换成电信号，然后由变频机将这些电信号传输到PLC控制系统中，PLC控制系统反过来可实现对变频器调速及启停的调控。触屏的作用是显示各项供热参数及供热设备的运行状态，同时也可完成对现场操作指令的下达。
　　进行供热调节的重要理论基础是供热用户的供暖设备散热量和网络供热量及供热用户热负荷的数值应相等。通过分析研究发现，室外温度是对供热用户的热负荷造成影响的主要变量，因而室外温度发生的变动也就是干扰自动控制系统的主要因素，所以自动控制系统需对室外温度变动带来的影响进行消除，保证自动控制系统的运行平衡性。自动控制系统进行的控制措施主要包括对流量的分阶段改变和对供水温度的调节。控制循环水泵的运用时可选用的运行方式有两种，分别是定压差调节，即通过利用变频器对循环泵转速进行控制，使二级网进出口的母管压差保持恒定值；分阶段调整流量，即将供暖期根据当地气象条件的变化进行阶段划分，以热负荷的不同将其分为初末期和中期及严寒期，在不同的供暖阶段使用相应的运行方式，利用一次网的流量调节阀和循环水泵的配合进行供热。
　　结束语
　　目前，中国北方冬季供暖方式主要为集中供暖，这种方式的能源消耗较大。因此，提高集中供暖技术水平，实现能源节约，已经成为一个重要的议题摆在相关领域人士面前。提高供热质量与供热效率，促进供热事业的可持续发展，具有十分重要的现实性意义。节能减排已经受到各行各业的广泛关注，把节能减排技术应用于供热行业中是符合时代发展潮流趋势的必然选择，相关领域的专家学者也加大了对节能技术的研究，并取得了一定的科研成果，将其运用在具体的生产实践中，不仅有助于减轻工作人员的工作量，同时，也大大提升了供热的质量与效率，实现了对供热系统的自主调节。既满足了广大用户的采暖需求，同时也实现企业节省供热成本、提高经济效益的目的。
　　参考文献：
　　[1]王彬.关于集中供热在电气自动控制中的研究分析[J].黑龙江科技信息，2017（04）：91.
　　[2]傅增旭.电气自动化技术用于煤改燃工程中的实践研究[J].工程建设与设计，2017（08）：48-49.
　　（作者单位：天津市热电有限公司）
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