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自动控制技术在集中供热系统中的应用

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  摘 要:现阶段,城市建筑的供热方式大多采用集中供热方式,集中供热方式能够有效减少资源的浪费,随着现代科学技术的发展,自动控制技术已被广泛应用于集中供热系统,它是减少人工资源成本的重要途径,自动控制技术的日益完善,对于城市供热具有重要的意义,能够有效利用资源,推动城市集中供热产业向前发展。
  关键词:集中供热;自动控制系统;应用措施
  中图分类号:TU995 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2019)10-0122-02
  伴随城市化进程的加快,不断显现的城市供热问题与集中供热系统的资源浪费问题形成了突出的市场经济矛盾,制约了我国供热行业的发展与进步。近年来科学技术的突飞猛进,使得各行各业对于自动控制技术的应用不断提高,集中供热系统也开始了相关探索与研究。
  1 城市集中供热系统的内容分析
  近年来随着我国城市化进场的不断加快与发展,城市建筑的供热问题已经成为了重要民生问题,受到社会各界人士的广泛关注,直接影响到了广大居民的生活质量。在目前的城市建筑中,大多采用的是集中供热系统进行供热,是目前主流的城市建筑供热方式。
  所谓的集中供热,就是利用热水或者蒸汽作为供热媒介,由区域内统一的集中供热点将热源媒介向居民区或者工业区等生活区输送的过程,用以保障城市居民在工作生活中对于热能的需要,是城市生活中重要的群体性民生工程,对于城市生活具有重要意义。城市集中供热系统在城市化发展进程中发挥着无与伦比的重要作用,是市政工作的具象化体现,更是市政工程的基础设施。集中供热系统具有高供热效率以及供热低成本的特点,对于现代城市化发展进程具有重要的推进作用,能有效减少地方政府的供热成本浪费。
  集中供热的工作原理是供热设备对热源媒介的循环推动过程,根据热源媒介的不同,也分为了两种形式,即小锅炉房形式和热电联产形式。小锅炉房形式应用于以热水为媒介的供热系统中,通过热水泵来进行热水循环;热电联產则应用于蒸汽媒介的集中供热系统中,通过高压蒸汽运送和供热设备进行循环供热。
  2 城市集中供热系统目前存在的问题分析
  现阶段,还存在着一些现实问题,制约着我国城市集中供热体系的发展。
  首先,在城市集中供热系统中,供热能源利用率较低。供热能源利用率较低的问题一直以来都是制约城市集中供热系统发展的重要因素之一,而导致这一问题的主要原因就是因为我国城市供热收费的单一性造成的,不管是单位集体供热还是居民生活供热,供热收费标准都是以供热建筑面积收取的。因为供热费用的固定性,使供热受众群体对于热能节约上没有形成认知,致使供热资源的浪费现象发生。在一些供热建筑高楼层,居民往往采用开窗散热的方式,造成大量的热源资源被浪费,甚至在老旧小区供热中,有居民在散热装置上安装水龙头,将供热资源用以生活热水需要,不仅对供热系统运行产生了巨大危害,更使集中供热系统管道压力不足,使大量的热源资源被白白浪费。面对这种情况,城市集中供热系统在监管上难以取得成效,热源浪费的情况难以得到有效解决。同时,城市集中供热系统的供热管线是串联式供热,难以对每一户进行单独控制,也是导致热源资源浪费的重要原因之一。目前我国的大多数供热地区都采用集中供热方式,由于对供热节能方式上没有进行深入思考,使热源资源浪费的现象极为严重,严重制约了我国集中供热事业的发展。
  其次,集中供热体系中的监控技术以及设备较为落后。集中供热体系在我国已经使用多年,在多年的使用过程中,导致了大部分的供热设备老化破损现象严重,并且设备本身的功能性也难以满足现代供热需求,大部分供热地区的设备质量也难以保证,面对越来越高的供热需求,很难形成平衡性的发展。并且大部分供热地区供热过程中,供热管道的各种问题愈发严重,滴水、漏水现象难以得到控制。由于供热系统监控设备落后,很难发现这些问题,使供热管道问题难以得到处理,长此以往,供热管道压力不足会加大对供热泵的工作损耗,导致供热设备使用寿命缩短。
  3 城市集中供热系统中自动控制系统的构成
  自控技术在集中式供热系统中主要采用的是集散式的控制系统,将供热设备中的各种仪表与控制系统中的技术设备进行一体化组合,形成集中供热系统中重要的自控系统。因此,集中供热系统的自动控制系统主要由两个部分构成,即上位机与下位机,通过对整体的集中控制系统进行监测、管理和控制,构成集中供热系统中的自动控制系统。
  上位机是对中央管理计算机的简称,是置放于供热企业中的总控制系统,是集中供热系统自控系统的主脑设备,通过与下位机进行互联网数据连接,实现对集中供热系统的监控,实时监测集中供热系统中供热设备运行状态,并对反馈回来的设备参数进行系统分析,将分析数据反馈给供热集团的调度人员,为调度人员的工作提供有力的数据信息支撑,从而为集中供热系统的设备完善和设备维修提供重要的参数分析。
  下位机则是在不同区域的热力站配置的服务于中央管理计算机的分体计算机,主要作用是实时采集热力站内各个供热设备的工作数据信息,及时反馈给中央管理计算机进行数据统计和分析,是保障上位机正常工作的基础设施。
  4 自动控制技术对于城市集中供热的应用
  第一:自动控制技术能够合理调节集中供热系统的热源媒介温度。通过对供热的热源媒介温度计算,可以在某时间内对受热群体的室外平均温度和供热的热源媒介之间存在函数关系进行统计。将自动控制技术利用到集中供热体系中,可以很大程度的提升供热热源媒介的控制程度,相较于其他的控制方法,这种控制方法不仅仅在时间上较为节省,在对热源媒介温度控制程度上更精准有效,大大的提升了集中供热系统中的节能效果。这种供热体系在便利性的同时,也存在一定的供热弊端,由于其本身工作机制的散索性,有时会导致供热出现延后性。
  第二:自动控制系统能够一定程度上减少受热群体因室外温度造成的热源损耗。在供热系统工作过程中,热源损耗的现象是必然出现的过程,任何方式方法也不能完全杜绝热源损耗,只能通过相对科学的方法来降低热源损耗。自动控制技术通过对受热终端群体所需的的热源数值进行分析,得出结论:如果想要保证热源资源的稳定值,就需要减少室外温度在供热输送过程中对于热源资源的浪费。在自动化控制系统中,要在控制室外温度影响的同时,对供热管道实行控制,减少供热过程中的热源损耗问题。总的来说,就是通过降低室外温度造成的热源损耗影响,进而加强自身的热源输送过程的掌控力度,避免热源的过多损耗的过程。   第三:自动控制系统能够合理降低热源媒介的热量损耗。通过对大量自动控制应用实例数据调查表明,把自动控制系统应用到集中供热系统中的节能方面,对提升集中供热系统的管理效率和管理质量具有重要意义,在供热过程中,无论哪一环节出现热源损耗问题,自动控制系统都能及时检测出来,为供热工作人员对供热系统的检修与维护提供重要的数据支持和参数保证。以此同时,自动控制系统的应用还能改善集中供热系统中热源资源浪费的情况,能够及时分析热源损耗原因,发现供热管道出现漏水现象时,及时发出警报,督促维护工作人员及时进行处理,从根本上避免热源资源的异常浪费情况。通过自动控制技术系统的应用,既可以在减少人工资源浪费的同时,又可以使集中供热管理做到时效性和快速性的提升,提高集中供热系统中工作人员的工作效率,也能够减少水资源、热资源以及电力资源等社会资源的浪费。
  第四:自动控制技术系统能够对供热管道内的水流量进行调节与控制。传统集中供热与自动控制技术的集中供热,本质区别就在于对供热管道中热水媒介的控制效果对比。提升对于热源媒介的有效利用率,对供热管道内热源媒介的控制,对整个集中供热系统的作用功能发挥具有重要意义,自动控制系统通过如下方式实现对热源媒介的控制:
  首先,通过对供热管道的定压差控制。这种控制方式是将受热群体供热管道的压力差进行控制,并结合自动化供热设备的运转,使集中供热系统的供热管道内压力受到管控与监控。对集中供热系统中供热管道的压力控制方式是目前自动控制系统应用于集中供热控制系统中最广泛的控制方法,在实现集中供热系统控制的同时,大大提升供热体系中各个环节的工作效率,提升供热管理水平。
  其次,是通过自动控制技术系统对不同区域内的供热管道的水流量控制方法。在集中供热体系的供热过程当中,还需要考虑不同地域的差异化天气因素,在这种差异化的天氣条件基础下,根据供热过程中供热阶段的区别,可以将供热期区分为初期供热、中期供热、酷寒供热等3个供热阶段。根据这种地域性温度差异,通过自动控制系统对受热群体进行供热工作。这种情况下,就需要从两个方面进行供热工作的开展。一方面,要确保供热情况与受热群体的供热要求形成平衡;另一方面,可以改善供热系统对部分地区的水电资源压力。
  5 结语
  集中供热系统是我国目前建筑行业的重要供热手段,是关乎到民生工程建设的重要生活保障,对我国城市化进程的开展具有重大意义。将现代自动控制技术系统应用到城市集中供热系统中,是供热企业面临的最紧要的供热改革问题。充分应用自动控制系统,能够有效改善供热过程中对于资源的浪费现象,对于环境改善也具有着重要的推进意义,它不仅能够解决我国供热过程中出现的各种问题,还能够推动集中供热体系的可持续性发展。目前,我国传统集中供热系统中还存在很多难点,譬如大量水资源、热资源的浪费,通过对自动控制技术的推广,可以有效避免资源浪费,提升集中供热系统的供热效率。
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