集中供熱現(xiàn)在已經(jīng)成為城市供熱的大勢(shì)所趨。本文以集中供熱為研究對(duì)象，詳細(xì)介紹了換熱站二次熱網(wǎng)利用PLC和變頻器進(jìn)行溫度、流量調(diào)節(jié)；介紹了變頻調(diào)速技術(shù)，并應(yīng)用于換熱站系統(tǒng)循環(huán)水量的調(diào)節(jié)以及補(bǔ)水定壓以節(jié)省電能。 

　　預(yù)制保溫管集中供熱二次站控制系統(tǒng)的改造集中供熱不僅能為城市提供穩(wěn)定、可靠的熱源，而且與傳統(tǒng)的 分散供熱相比，能節(jié)約能源和減少城市污染，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，所以集中供熱是現(xiàn)代化城市中必*基礎(chǔ)設(shè)施，也是城市公用事業(yè)的一個(gè)重要組成部分。 

　1、二次站一次側(cè)回路的控制 

　　換熱站的能量調(diào)節(jié)的必要條件是：熱源供給換熱站的熱量要足夠，這是換熱站二次側(cè)能量調(diào)節(jié)的必要條件。否則會(huì)引起失調(diào)，即執(zhí)行器99%輸出也不能滿足熱用戶(hù)需要。 
　　預(yù)制保溫管集中供熱二次站控制系統(tǒng)的改造這里只要熱源供給換熱站的熱量足夠，換熱站一次側(cè)采用連續(xù)調(diào)節(jié)或斷續(xù)調(diào)節(jié)、自動(dòng)調(diào)節(jié)或手動(dòng)調(diào)節(jié)均可滿足二次側(cè)能量調(diào)節(jié)的必要條件。 
　　本文采用的方法是：根據(jù)室外氣象溫度和換熱站二次側(cè)供水溫度來(lái)調(diào)節(jié)一次側(cè)供水或回水管道上電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，從而改變一次側(cè)的流量，保證二次側(cè)的供水量。 
　　具體方法是：首先室外溫度采用PT100溫度傳感器，輸出4-20mA的直流信號(hào)傳送給PLC的模擬量輸入模塊，經(jīng)過(guò)程序設(shè)計(jì)，根據(jù)溫度的不同，調(diào)出不同調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，通過(guò)模擬量輸出模塊輸出4-20mA的直流信號(hào)，預(yù)制保溫管集中供熱二次站控制系統(tǒng)的改造調(diào)節(jié)閥接收到不同的電流值，則對(duì)開(kāi)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證了二次供水的溫度。 
　　一次側(cè)回路控制中主要的參考對(duì)象為熱力站一、二次側(cè)供回水溫度；一次側(cè)控制對(duì)象為一次側(cè)調(diào)節(jié)閥；控制目的為提供熱力站必須的供暖熱量。 

　2、二次站二次側(cè)循環(huán)水泵的控制 

　　現(xiàn)有循環(huán)水泵系統(tǒng)的流量與壓差是靠閥門(mén)和旁通壓差閥調(diào)節(jié)來(lái)完成，因此，不可避免地存在較大載流損失。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需使水泵隨著負(fù)載的變化而調(diào)節(jié)水流量并關(guān)閉旁通，又因?yàn)樗貌捎玫氖切?三角啟動(dòng)方式，電機(jī)的啟動(dòng)電流為額定電流的 3-4倍，一臺(tái)30KW的電動(dòng)機(jī)其啟動(dòng)電流將達(dá)到200A左右，在如此大的電流沖擊下，接觸器的壽命將大大下降，同時(shí)啟動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊和停泵時(shí)的水錘現(xiàn)象，容易對(duì)機(jī)械散件（如軸承、閥門(mén)與管道）等造成破壞，從而增加了維修工作量及配件費(fèi)用，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。變頻調(diào)節(jié)技的應(yīng)用普及，使循環(huán)水泵實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)及‘預(yù)制保溫管集中供熱二次站控制系統(tǒng)的改造啟動(dòng)、停止、輪換、變量調(diào)節(jié)’等功能，改變?cè)瓉?lái)由人工控制的模式，大大提高設(shè)備的自動(dòng)化程度和大大的減少了電機(jī)的啟動(dòng)電流，使循環(huán)水泵zui大限度地提高節(jié)能效果。 
　　在熱力站循環(huán)泵控制中，我們采用供回水溫差結(jié)合供回水壓力控制的方式。熱力站控制系統(tǒng)根據(jù)各系統(tǒng)的實(shí)際情況，設(shè)定一個(gè)供回水壓力目標(biāo)值。設(shè)定此供回水壓力目標(biāo)值以滿足二次管網(wǎng)的供暖水循環(huán)。在此基礎(chǔ)上，熱力站PLC系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量二次側(cè)供回水溫差來(lái)對(duì)循環(huán)泵進(jìn)行修正。當(dāng)二次側(cè)供回水溫差較大時(shí)，則需提高循環(huán)泵轉(zhuǎn)速，加大二次側(cè)流量，提高二次側(cè)回水溫度，改善供熱效果；當(dāng)二次側(cè)供回水溫差較小時(shí)，預(yù)制保溫管集中供熱二次站控制系統(tǒng)的改造需適當(dāng)降低循環(huán)泵轉(zhuǎn)速，減少二次側(cè)的流量，實(shí)現(xiàn)小流量大溫差的運(yùn)行模式。這種調(diào)整可以起到節(jié)約電能及熱能的效果。在大型熱網(wǎng)中，這種節(jié)能手段就能取得可觀的效果。 

3、二次站二次側(cè)補(bǔ)水泵的控制 

　　在換熱站運(yùn)行期間，二次網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)跑、冒、滴、漏以及用戶(hù)偷放水現(xiàn)象。循環(huán)熱水的流失會(huì)使回水壓力過(guò)低，有可能形成熱水汽化，引起熱交換器的劇烈振動(dòng)。這會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的供熱效果和設(shè)備的安全運(yùn)行。 
　　預(yù)制保溫管集中供熱二次站控制系統(tǒng)的改造解決的辦法是及時(shí)向系統(tǒng)進(jìn)行定壓補(bǔ)水。補(bǔ)水定壓系統(tǒng)的作用是防止二次網(wǎng)倒空，保證系統(tǒng)在規(guī)定壓力下恒壓運(yùn)行。在熱負(fù)荷比較大的系統(tǒng)中，我們采用補(bǔ)水泵變頻控制，對(duì)補(bǔ)水泵系統(tǒng)進(jìn)行的微調(diào)。當(dāng)系統(tǒng)失水時(shí)，換熱站二次側(cè)壓力下降，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)變頻器控制補(bǔ)水泵以一定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行補(bǔ)水，補(bǔ)水泵的轉(zhuǎn)速根據(jù)當(dāng)前壓力與目標(biāo)壓力的差值均勻調(diào)整，從而避免補(bǔ)水泵在啟動(dòng)和停止時(shí)對(duì)二次側(cè)系統(tǒng)的沖擊。 
　　變頻調(diào)速補(bǔ)水泵定壓系統(tǒng)工作原理如圖1-2所示，安裝在定點(diǎn)壓力處的壓力傳感器感受到補(bǔ)水泵出口壓力值后，反饋回變頻控制柜，與給定壓力比較后，預(yù)制保溫管集中供熱二次站控制系統(tǒng)的改造控制變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使補(bǔ)水流量隨之變化。當(dāng)補(bǔ)水泵出口壓力低于給定壓力時(shí)，供電頻率增加，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，水泵流量增大；反之，流量則減小；如果超過(guò)給定壓力值，則自動(dòng)停機(jī)。這樣，通過(guò)變化水泵流量的方法可以保證熱網(wǎng)系統(tǒng)壓力不變，自動(dòng)定壓補(bǔ)水。若系統(tǒng)超壓，則靠安全閥泄水。 
　　該定壓系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： 
　　（1） 運(yùn)行管理方便，達(dá)到設(shè)定壓力自動(dòng)停機(jī)，低于設(shè)計(jì)壓力自動(dòng)開(kāi)機(jī)補(bǔ)水，不需要專(zhuān)人管理。 
　　（2） 與常用補(bǔ)水泵相比節(jié)省電能。 
　　（3）預(yù)制保溫管集中供熱二次站控制系統(tǒng)的改造 具有過(guò)電壓、過(guò)流、欠壓、過(guò)載、短路、過(guò)熱保護(hù)和故障聲音及燈光報(bào)警信號(hào)。 
　　（4） 具有手動(dòng)、自動(dòng)兩種控制方式，自動(dòng)控制時(shí)，有備用泵聯(lián)鎖和變頻電源。自動(dòng)系統(tǒng)故障時(shí)，可自動(dòng)切換為人工運(yùn)行。 

4、換熱站用戶(hù)側(cè) 

　　換熱站用戶(hù)側(cè)熱水管網(wǎng)的布置如圖1-3所示，假設(shè)各用戶(hù)的理想流量為100T/H。均與調(diào)節(jié)的方法有：（1）預(yù)訂計(jì)劃法（2）比例法（3）補(bǔ)償法（4）計(jì)算機(jī)法（5）快速簡(jiǎn)易調(diào)節(jié)法。我們采用快速簡(jiǎn)易調(diào)節(jié)法，因?yàn)樗且环N既簡(jiǎn)單易行而使用的調(diào)節(jié)方法。調(diào)節(jié)步驟如下：靠近熱網(wǎng)的近端用戶(hù)應(yīng)該把平衡閥的開(kāi)度打開(kāi)為理想流量的80-85%（預(yù)制保溫管集中供熱二次站控制系統(tǒng)的改造那么近端用戶(hù)的流量為80-85T/H），在熱網(wǎng)的中間部分的用戶(hù)應(yīng)該把平衡閥的開(kāi)度打開(kāi)為理想流量的85-90%（那么中端用戶(hù)的流量為85-90T/H），在熱網(wǎng)的遠(yuǎn)端部分的用戶(hù)應(yīng)該把平衡閥的開(kāi)度打開(kāi)為理想流量的95-99%（那么遠(yuǎn)端用戶(hù)的流量為95-100T/H）。室內(nèi)溫度未達(dá)到預(yù)定的溫度的用戶(hù)可以先略過(guò)，zui后在單獨(dú)處理。這種方法流量誤差在±20%，對(duì)用戶(hù)的室內(nèi)溫度影響不大，還可以達(dá)到近端用戶(hù)室內(nèi)溫度不至于太熱，遠(yuǎn)端用戶(hù)室內(nèi)溫度不至于太冷的效果。