浅谈集中供热领域中机械自动化的应用

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　　【摘  要】在现代化城市发展中，城市基础设施和服务设施建设成为衡量城市发展水平的重要标志，也是提高城镇居民生活品质的重要保障.集中供热系统作为城市发展过程中的重要基础设施，其发展水平直接关系到对城镇居民和企事业单位的供热效能.随着科技的发展和工业技术的进步，自动化控制技术广泛应用于城市服务设施中，自动化系统在集中供热中的应用，可以有效提高城镇供热水平，促进集中供热的科学化管理.
　　【关键词】供热系统;机械自动化;应用
　　一、城市集中供热主要方式及特点
　　 1.热电联产
　　 热电联产是指发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热的生产方式，即同时生产电、热能的工艺过程，较之分别生产电、热能方式节约燃料，经济性较好，是我国北方地区最基础、利用最广泛的供热方式。优点：技术成熟，管理先进;制热能力强、品味高、成本低、安全、稳定、环保。缺点：由于热电厂多位于城区外围，向城区输配热量修建供热管线，施工困难，投资大;长距离输送中途热损失较大;热电厂机组供热能力强，基本无备用机组，一旦设备出现故障，受影响供热面积巨大，容易引发社会问题。
　　 2.区域锅炉房供热
　　 指以锅炉房作为热源在某个特定区域内进行集中供热。按能源种类分为燃煤锅炉、燃气锅炉、电锅炉、生物质锅炉、燃油锅炉等。优点：可根据热负荷状况量身设置，供热范围可大可小;建设周期短，供热设施建设造价低、工期短，易于与城市建设同步进行，能够做到同时规划、同时设计、同时施工、同时使用，有利于加快实现城市集中供热。缺点：燃煤锅炉建设环保要求高，自身发展受政策影响较大;其他能源锅炉制热能源成本较高，经济性较差。
　　 3.热泵类供热
　　 该类供热项目一般通过热泵技术，以电能、蒸汽或燃气作为驱动能源，将低品位工业余热（30℃以下）、生活污水、空气、浅层地热等低品位热能进行收集，提取热量用于城市供热。优点：政策支持，节能、环保，运行成本较为经济。缺点：初投资较大，供热品味一般较低，不适于长途输配，对用热建筑供热方式（宜采用地板辐射采暖或空调采暖）、建筑围护结构等有一定要求。
　　二、城市集中供热系统中存在的问题
　　 1.集中供热工程中的设备和监控存在不足
　　 集中供热系统在我国实施已经有多年的历史，时至今日，很多的集中供热系统所使用的设备都已经出现了老化，在功能上也显示出了明显的不足，有的地区还存在供热设备短缺和质量等问题，这就使得在供热需求量逐渐增大的形势下，出现了越来越多的供热管道漏水问题。同时，针对此类问题，供热系统中还缺乏有效的监控措施，这就使得问题很难被发现，一旦出现事故也很难进行及时有效的处理。此外，还有用户私自偷用供热系统管道中的热水，时间长了难免会降低供热管道的实际水力状况，生锈腐蚀情况加剧，生锈被氧化后也会脱落到管道中，这样又会形成堵塞，进一步损害供热系统的正常运行。
　　 2.热能浪费问题依然存在
　　 在集中供热系统下，热能浪费问题依然存在。主要是由于收费制度存在缺陷引起的，当前我国供热的收费标准是按照面积来收费的，由于单一的收费标准，对于使用热能的居民而言，大多数就不会考虑节能，当冬日里供热温度过高，可能就会开窗散热，甚至还有人从供热管道中取水。供热系统对于这种行为又是无能为力的，无法通过有效的措施进行约束，包括居民外出时间也无法对其室内供热进行调节，这就会产生很多的热能浪费。虽然大多数的城市和地区都是在采用集中供热，但是在供热方式上却存在不同，有些地区的供热系统还较为分散或者较为落后，有的在节能技术应用上还没有相应的注重，都是产生热能浪费的重要原因之一。
　　三、自动控制技术在集中供热节能方面的具体应用
　　 1.对供热水温的调节
　　 通过观察供热水温的计算公式中，可以发现在一定的时间范围内， 用户的室外平均温度与供热水温存在着某种对应的函数关系。对于现在供热系统中采取的自动化控制设施可以极大地控制供热水温，这种调控方式既简单，又稳定，并且具有管控周期短的优点。因此， 这种调控方式广泛地应用于阶段性的热力站中。然而，随着对其使用频率的增加，这种调控方式也暴露出了很多的缺陷，比如在固定温度的室外环境下，一旦单位时间内的水流量发生变化，其供热水温就会立刻发生变化。此外，供热体系给大家带来便利的同时也存在一些弊端，如它有较大的惰性，有时甚至会出现时间上的滞后性。在对仪器正确设置的情况下，要特别注意水的单位流量，还要防止对仪器造成的碰撞等不良现象，使得已经设定好的数值出现不必要的跳跃情况，对于这个供热系统的工作是相当不利的。
　　 2.对供热用户室外温度的管控方式
　　 从能量守恒定律来考虑，在外界环境一定的情况下，如果不计在输运过程中能量的损耗， 那么输出的热能应该与最终提供给用户的热量是相等的。然而，这种情形只是一个理想状态，在实际过程中是不可能得到保证的。经过对最终输送到每个用户的热量的计算，可以发现如果想要使供热量为一个特定的数值，就必须严格把控用户的室内外温度对供热量的影响作用。因此，在自动控制体系中，需要在控制室外温度上采取相应的措施，保證供热的管控，例如，可以采取室外温度与供水温度共同调节或者分段更换水流量的办法来进行控制。
　　 3.有效降低损耗
　　 通过对供热热能的集中处理措施，使得管网水资源的控制管理得到改善，让取暖要求做到按需取量，这可以改变用户的供热问题。使非自动调节的弊端得到改善。这样可以减少人力资源浪费，让工作变得更加简单易;还可以提高工作效率，尤其有利于环保，可以避免对水、电等资源的浪费。 通过在换热站加入对可变频水泵的使用，使得水泵仪器的频率实现了全面自动化的效果，不仅可调节范围比较广，还能够持续保有需要的频率，具备良好的运行效能。
　　 4.对单位时间内的水流量的调节方式
　　 （1）定压差调节模式
　　 顾名思义，这种调节模式是把用户网管道的压力差作为调控对象，再结合变频循环水泵的旋转作用下，使得管口的压力差保持在特定的范围内。在具体的供热系统中，这种调节模式的使用是相当普遍而又便捷的。这样就更加有利于自动化的集中供热，大大地提高了资源的利用率。
　　 （2）分阶段改变单位时间内的水流量
　　 在具体的供热过程中，需要结合不同的气候特征来进行适度的热量输运。在实际的供热条件下，一般可以划分为供热的初期、中期以及酷寒期这几个时期。根据每个时期气候不同的特征，采用循环水泵与指定的水流量调控仪器相结合的方式对用户进行供热。这种针对具体不同的气候特征供应相应的热量的措施，一方面能够保证用户的供热需求得到极大的满足;另一方面还可以有效地缓解部分地区水、电等资源紧缺的现状，是极其有利的一个供热系统。在用户的实际使用中，还会存在供热高峰期的现象。那么，在如今的分阶段供热过程中，就充分考虑到了这一问题，可以对相关的仪器设置特殊的时间段，尽量保证用户对热能的充分需求量。
　　结语
　　自动化控制技术的应用要确保集中供热服务质量，然后通过控制能源的消耗，实现节能目标，才能真正实现自动控制技术的意义。随着现代社会地不断发展与更新，为更好地实现对资源的有效化、合理化利用，在集中供热系统中应用自动控制技术，提高集中供热的自动化水平，有利于更好的满足社会对供暖的需求，在实现节能降耗的前提下达到企业经济效益的最大化，有利于供暖企业的可持续发展。
　　参考文献
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