集中供热系统中热网的电气自动控制探究

来源：核心期刊咨询网时间：2021-03-31 10:4712

摘要：[摘 要 ]随着城市化建设和科学技术的不断发展，集中供热已经成为了人们日常生活中的重要供热方式，为了更好地满足集中供热系统的需求，热网电气自动控制也开始逐渐发展起来，集中供热系统的发展水平越来越高，两者之间的发展实现了彼此的促进和成就。电气自

　　[摘 要 ]随着城市化建设和科学技术的不断发展，集中供热已经成为了人们日常生活中的重要供热方式，为了更好地满足集中供热系统的需求，热网电气自动控制也开始逐渐发展起来，集中供热系统的发展水平越来越高，两者之间的发展实现了彼此的促进和成就。电气自动控制让热网系统的自动化和智能化发展水平不断提升，同时还提高了资源的应用效率，减少资源浪费。那么在这样的大背景下，集中供热系统中热网的电气自动化控制更好地发展，成为当前热网系统实现创新发展的前提。基于此，本文就以集中供热系统中热网的电气自动控制进行了分析和讨论，对提高集中供热系统中热网的电气自动化控制方法进行了分析和探讨，为实现集中供热系统的电气自动化控制提供了一些参考建议。

　　[关键词]集中供热系统;电气自动化;热网

　　在我國城市化发展的过程中，集中供热系统逐渐发展并被应用在城市生活中，而集中供热系统的快速发展离不开热网的电气自动化控制技术。我国的集中供热系统的电气自动化控制系统主要包括两个方面：第一，热网自动化控制系统。这种系统的应用可以在供热系统出现故障时，第一时间对其进行维修和处理，提高热网运行的效率;第二，热源自动化控制系统。这种系统可以减少能源的消耗，同时还可以有效地让热网运行过程中的能源和消耗实现平衡，有着很强的稳定性。由此可见，集中供热系统中热网电气自动控制系统的作用和价值已经非常明显，其对供热系统的正常运行和能源的合理利用有着重要的保障作用。

　　1 热网的电气自动控制的原理与优势

　　热网电气自动控制系统被广泛的应用后，促进了集中供热系统的发展。热网电气自动控制系统不仅能够使得供热系统的温度更加均衡，还能够更好地为居民提供服务，尤其是该系统能够降低能量的损耗，发挥着节能环保的作用。因此，对热网的电气自动控制进行分析和研究具有现实意义，有效解决了当前城市集中供热系统的问题，使得集中供热行业得到全面发展。以下对热网电气自动控制的原理和发挥出的主要优势进行了一一剖析。

　　1.1 基本原理

　　热网自动系统能够对热力站开展检测和监控，帮助热力站能够及时检测出可能存在的问题，通过检测及时找出解决的方案，提升热力站的供热控制效果。其中，热网自动控制系统中的自动调控，主要由中心调度控制室(主要对所有范围内的热力站的仪器和相关的设备开展远程的监控，相关人员根据监控的数据与实际情况进行对比，然后再根据控制指令，开展对热网系统的调节和控制)、通信系统(负责中心控制、热力站等相关数据、信息的传输)和各小区的热力站(热力站主要是在接受上一级的系统指令后能够根据具体的温度值等对阀门开展调节和控制)构成。

　　1.2 优势分析

　　1.2.1 保持供热均衡

　　热力站在供热过程中很容易出现供热不均衡的情况，这主要是由于不同热力站的控制系统供热能力存在偏差，控制系统控制水平的差异就会直接导致供热不均衡的问题，一些居民就会认为供热温度过高，而有的居民却认为供热温度不足。供热不均衡对居民正常生活造成一定影响。热网电气自动化的运用可以实现中央控制系统对每个供热站的供热系统进行有效控制，无论是居住在供热站附近还是较远的居民都可以享受均衡供热。在中央供热系统的控制下，热力站可以充分发挥自己供热功能，使各个区域热量供应保持均衡。

　　1.2.2 有效利用资源，避免资源浪费

　　热网的电气自动控制还可以使资源能够得到有效运用。当前供暖地区主要集中在我国北方，在冬季很多居民都会通过燃烧煤炭实现供暖，煤炭燃烧时会产生热量，但是这些热量很大一部分会被消耗。为此，供热系统的构建要具有科学性和合理性，这样才能避免热量浪费，使其能够得到有效利用。自动控制技术的运用可以有效利用这些热量，使热量供应更加均衡，避免热量消耗。中央调控设备对整个热力站进行系统控制，不同热力站将供热数据利用无线电上传至中央调控系统，中央调控系统就可以结合不同热力站的热量情况进行调控，使各个热力站的热量供应趋于平衡，这样就可以实现对资源的有效利用。通过对热量的均衡控制可以有效避免资源浪费。

　　2 我国城市集中供热热网电气自动控制系统发展现状探究

　　最近几年，自动控制系统的应用范围越来越广泛，集中供热系统也开始对自动控制系统进行应用。国外现在已经实现了热网控制自动化，然而我国因为各种条件的制约，如经济实力不够、技术水平比较低、城市集中供热系统的自动化程度还比较低、自动化技术应用发展比较慢等，甚至有的地区还在采用传统的方式对热网进行管理、信息网络还不具备控制和调节热网的功能，这就导致自动化控制系统没有发挥出应有的效用。虽然我国在集中供热热网系统中应用了自动化系统，并取得了一些成效，但是热网控制和管理还没有完全实现自动化，还需要通过引进先进的科学技术来提升城市集中供热系统的自动化、信息化程度，并推动自动化控制多元化发展，从而更充分地体现自动化控制系统在热网管理中的优势。

　　3 热网电气自动控制系统

　　3.1 主控设备

　　热网电气自动控制系统正常运转中，热网的热力参数需要集中供热系统结合设备反馈、供能需求等进行实时调节，以便于实现热能的最大利用率，满足热能供给需求。常用的热网热力参数有内压、流量、温度等方面的数值信息，电气自动控制设备可以整合各种热力参数信息，并对其进行均衡、高效地控制，进而维持热网供能的有序、节能运转。热网电气自动控制主控设备主要包括中央数据处理器、变频器、电动阀、传感器等设备，其中中央数据处理器是热网电气自动控制系统的核心组件，其可以实时捕获掌控热网运转过程中的各类数据信息，并及时将其分析处理;电动调节阀设备需在信号动态指导下对热网电气自动控制系统进行调节，而热力压力参数对热网运转系统的影响可忽略不计。因此，电动调节阀设备在热网控制系统中的应用可以显著提升热网运转的稳定性、安全性;变频器设备具有保护热网电气自动控制系统的电压、电源线路、电动机的重要作用，其可改变系统中各种泵类的运转方式，还可以实时切换电机数据，以此保障热网电气自动控制的实时性、高效性。此外，传感器设备以及现场控制器设备也是热网的电气自动控制系统的重要组成构件。

　　通常情况下，我国的热网系统内都会设置现场控制器来确保集中供热系统的运行质量。现场控制器的具体作用有两方面，一方面可以对系统参数进行深入性研究，另一方面则是可对电流、水温以及水压等数据信息进行收集分析，根据数据分析结果发出相应的指令。

　　在热网电气自动控制系统运行过程中，需要通过温度、一次网流量、二次网循环流量以及管道内压等热力参数，进行设备控制。利用热力参数开展电气自动控制的设备主要有中央数据处理器、电动调节阀、变频器以及现场控制器这4种。其中中央数据处理器技术能够对操作系统实现信息的实时处理，借助Internet接口以及USB接口实现数据信号的输入、输出工作。电动调节阀则是通过对信号进行动态性调节，继而实现热网电气自动控制系统自动调节的节能性与环保性。变频器具备接地故障保护、短路保护等功能，因此在具体的应用过程中能够改变泵类的转矩，能够自由性的连接输入、输出端口，实现电机数据以及命令数据的自由切换。为了降低热网电气自动控制系统的中央数据处理器工作量，工作人员会在每个换热站设置现场控制器，实现对数据信息参数的采集分析，通过对电流状态、泵状态、出水温度以及水位、水压等信息参数的记录分析，在结合上位机下发程序后发出部分控制指令，提升热网电气自动控制系统的运行质量。

　　3.2 热网的电气自动控制过程

　　在电气自动控制系统中变频器是非常关键的构成组件，其对电气自动化控制程序起着重要的调节作用，具有较好的控制调节性能，具体调节过程为：在电气自动化控制运行过程中二次管网常会出现一定量的动态变化，这种变化趋势可以通过中央控制器内的动态监测装置而监测获取到，一旦动态变化的信息被传递至监测装置中，其则会在短时间内对二次管网中数据信息进行完整收集，并同时利用数据分析系统对所采集的各项数据进行分析处理，之后会在信息传输端口的支持下将处理后的结果通过网络输送至變频器中。当变频器接收此信号之后，则会根据具体的信息结果对水泵实行频率控制，从而确保二次管网中的各项压力指标都可以被控制在合理范围之内，继而保障供热系统可以正常运转，提高供热系统工作运转的整体效率。此外，利用温度传感器也可以实现对管网数据信息的动态监测，并通过利用CPU系统来实现对所采集动态数据信息的整合与分析，接着再利用调节阀完成对供热系统的控制调节，其中主要针对的是二次供水的温度。

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