剌惠東

（山西省太原市熱力公司）

[摘  要] 本文著重介紹了變頻器及PLC在集中供暖係統裏換熱站控製中的應用。文章從熱力站自控係統構成、係統控製思想以及熱力站係統的實現幾方麵來對變頻器及PLC係統在熱力站控製中的應用進行了詳細闡述和研究。

[關鍵詞] 換熱站   變頻器   PLC係統   熱網調整   節能控製

Abstract:  This paper introduces and researches the application of inverter and PLC in Heat Transfer Station of Central heating system based on the framework and the implementing of the automatic controlling system.

Keywords:  Heat Transfer Station     Inverter      PLC system    Thermal net adjustment

Energy-saving controlling

    在(zai)城(cheng)市(shi)集(ji)中(zhong)供(gong)熱(re)係(xi)統(tong)中(zhong)
，熱(re)力(li)站(zhan)作(zuo)為(wei)熱(re)網(wang)係(xi)統(tong)麵(mian)對(dui)係(xi)統(tong)熱(re)用(yong)戶(hu)最(zui)後(hou)一(yi)級(ji)調(tiao)節(jie)單(dan)元(yuan)，熱(re)力(li)站(zhan)的(de)控(kong)製(zhi)效(xiao)果(guo)直(zhi)接(jie)決(jue)定(ding)熱(re)用(yong)戶(hu)的(de)采(cai)暖(nuan)效(xiao)果(guo)。太(tai)原(yuan)市(shi)熱(re)力(li)公(gong)司(si)所(suo)轄(xia)城(cheng)市(shi)熱(re)網(wang)包(bao)含(han)400餘座熱力站，供熱麵積覆蓋太原市總采暖麵積的60%
，所有熱力站均采用間連型熱力換熱站。

在間連熱網熱力站中
，二次網供回水壓力、溫(wen)度(du)及(ji)流(liu)量(liang)均(jun)是(shi)影(ying)響(xiang)供(gong)熱(re)效(xiao)果(guo)的(de)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)
，而(er)二(er)次(ci)網(wang)各(ge)供(gong)參(can)數(shu)的(de)調(tiao)節(jie)主(zhu)要(yao)是(shi)依(yi)靠(kao)對(dui)二(er)次(ci)網(wang)循(xun)環(huan)泵(beng)及(ji)補(bu)水(shui)泵(beng)的(de)控(kong)製(zhi)。傳(chuan)統(tong)的(de)熱(re)力(li)站(zhan)控(kong)製(zhi)中(zhong)，循(xun)環(huan)泵(beng)與(yu)補(bu)水(shui)泵(beng)一(yi)般(ban)都(dou)采(cai)用(yong)工(gong)頻(pin)泵(beng)，係(xi)統(tong)在(zai)設(she)計(ji)選(xuan)型(xing)時(shi)已(yi)經(jing)決(jue)定(ding)了(le)係(xi)統(tong)二(er)次(ci)網(wang)的(de)主(zhu)要(yao)參(can)數(shu)
，但(dan)是(shi)相(xiang)對(dui)的(de)，係(xi)統(tong)的(de)適(shi)應(ying)性(xing)、擴展性及各參數的精確調整均受到極大限製。

    太原熱力公司自99年起
，開始逐步對太原集中供熱熱網的各個熱力站進行自動控製化改造。對於原有的熱力站，統一增加自控儀表、PLC及變頻設備；對(dui)於(yu)新(xin)建(jian)的(de)熱(re)力(li)站(zhan)，在(zai)設(she)計(ji)時(shi)即(ji)在(zai)工(gong)藝(yi)係(xi)統(tong)基(ji)礎(chu)上(shang)引(yin)入(ru)自(zi)控(kong)設(she)備(bei)。自(zi)控(kong)係(xi)統(tong)輔(fu)助(zhu)將(jiang)熱(re)力(li)站(zhan)的(de)控(kong)製(zhi)精(jing)確(que)化(hua)
，結(jie)合(he)熱(re)網(wang)中(zhong)控(kong)室(shi)全(quan)網(wang)平(ping)衡(heng)係(xi)統(tong)及(ji)通(tong)訊(xun)網(wang)絡(luo)係(xi)統(tong)，進(jin)行(xing)全(quan)網(wang)均(jun)勻(yun)調(tiao)節(jie)
，達(da)到(dao)較(jiao)好(hao)的(de)控(kong)製(zhi)效(xiao)果(guo)。本(ben)文(wen)著(zhe)重(zhong)介(jie)紹(shao)自(zi)控(kong)係(xi)統(tong)及(ji)變(bian)頻(pin)器(qi)在(zai)熱(re)力(li)站(zhan)控(kong)製(zhi)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)。

    間連型熱力站自控係統按設備類型分
，可分為：溫度、壓力變送器


，流量計

，電動調節閥，循環泵及補水泵；按控製回路分，則可分為：一次網流量控製回路、二次網循環控製回路、二次網定壓回路。

    在zai熱re力li站zhan自zi控kong係xi統tong中zhong，一yi次ci網wang流liu量liang控kong製zhi回hui路lu主zhu要yao通tong過guo調tiao節jie一yi次ci回hui水shui調tiao節jie閥fa來lai實shi現xian。二er次ci網wang的de調tiao節jie回hui路lu則ze是shi通tong過guo調tiao節jie二er次ci網wang循xun環huan泵beng及ji補bu水shui泵beng轉zhuan速su來lai實shi現xian。一yi次ci網wang的de控kong製zhi指zhi令ling主zhu要yao由you熱re網wang調tiao度du中zhong心xin根gen據ju全quan網wang平ping衡heng算suan法fa下xia發fa，而er二er次ci網wang循xun環huan泵beng及ji補bu水shui泵beng變bian頻pin器qi轉zhuan速su則ze由you站zhan內neiPLC係統依據各熱力站所帶熱網的實際情況計算得出。

    熱力站自控係統結構如下圖。

     在集中供熱工程中由於各用戶的建築麵積、暖氣片性能及房屋保溫質量各不相同
，很難確定一組典型的室內溫度作為直接被控量，而供
、回水的平均溫度從整體上反映了各用戶暖氣片的平均溫度

，因此一般的供熱係統都是根據室外環境溫度及不同的供熱時段來控製供、回水平均溫度的方法來間接控製用戶室溫。

     在zai太tai原yuan各ge熱re網wang控kong製zhi中zhong，由you於yu在zai進jin行xing熱re力li站zhan自zi控kong改gai造zao的de同tong時shi，對dui熱re網wang調tiao度du係xi統tong也ye進jin行xing了le調tiao整zheng。目mu前qian太tai原yuan各ge個ge熱re力li分fen公gong司si熱re網wang調tiao度du中zhong心xin都dou加jia設she了le全quan網wang平ping衡heng係xi統tong
，調tiao度du中zhong心xin通tong過guo與yu個ge熱re力li站zhan進jin行xing通tong訊xun
，獲huo取qu熱re網wang數shu據ju，並bing根gen據ju室shi外wai溫wen度du情qing況kuang對dui全quan網wang熱re力li站zhan的de供gong熱re效xiao果guo進jin行xing均jun勻yun調tiao整zheng。

gerelizhancongkongzhizhongxinhuoquduiyingdeerciwanggonghuishuipingjunwendu，zhanneixitongjiangdulikongzhihuilufenweierciwanggonghuishuipingjunwendukongzhihuiluheyiciwangliuliangkongzhihuilu，genjupingjunwendudepianchaquedingyiciwangliuliangdeshedingzhi，ranhoutiaojiefamenkaidushiliuliangdadaoshedingzhi。

    站內的控製係統還根據熱力站的實際情況對二次網循環泵及補水泵進行調速，

係統根據二次網供、huishuipingjunwendudewencha，tongguobianpinqizidongtiaojiexunhuanbengdezhuansu
，shixianduixitongzongliulianghewendudetiaojie。shixunhuanshuibenganzhaoshijifuheshuchugonglv
，jianshaobubiyaodediannengsunshi，shixianxiaoliuliangdawenchadeyunxingmoshi。tongguociju，keyijishidibaliuliang
、yangchengtiaozhengdaoxuyaodeshuzhishang，xiaochuduoyudediannengxiaohao

，congerdadaolianghaodejienengxiaoguo。tongchangrelixitonghuishejiliangtaibianpinbeng，zhebujinshiweilexitongbeiyong
，yeshiweilefangzhixitongchaotiao。ruguofuhebugou，zebengdezhuansujiada，dadao100％時還不滿足要求，則啟動第二台泵。同時係統還可以根據運行時間自動切換各循環泵
，也提供低水壓保護和連鎖功能。

    控製係統的二網供
、回水壓力是熱網安全運行的重要參數。供水壓力過高可能造成熱水管道及用戶暖氣片的破裂
；供
、回hui水shui壓ya力li過guo低di

，使shi得de部bu分fen熱re用yong戶hu無wu法fa的de到dao足zu夠gou熱re量liang。恒heng壓ya控kong製zhi的de最zui佳jia方fang案an是shi對dui補bu水shui泵beng進jin行xing變bian頻pin調tiao速su控kong製zhi，但dan考kao慮lv此ci處chu對dui壓ya力li的de穩wen定ding性xing要yao求qiu並bing不bu高gao，隻zhi要yao壓ya力li不bu超chao出chu某mou一yi範fan圍wei即ji可ke，所suo以yi也ye可ke以yi采cai用yong開kai關guan補bu水shui控kong製zhi方fang案an。

    熱(re)力(li)站(zhan)的(de)一(yi)次(ci)網(wang)回(hui)路(lu)控(kong)製(zhi)，主(zhu)要(yao)是(shi)熱(re)負(fu)荷(he)控(kong)製(zhi)。通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)調(tiao)節(jie)一(yi)次(ci)網(wang)回(hui)路(lu)上(shang)的(de)電(dian)動(dong)調(tiao)節(jie)閥(fa)，來(lai)調(tiao)節(jie)流(liu)過(guo)熱(re)力(li)站(zhan)的(de)一(yi)次(ci)熱(re)水(shui)的(de)流(liu)量(liang)。在(zai)全(quan)網(wang)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)
，全(quan)網(wang)控(kong)製(zhi)中(zhong)心(xin)根(gen)據(ju)目(mu)前(qian)室(shi)外(wai)溫(wen)度(du)情(qing)況(kuang)，參(can)考(kao)熱(re)源(yuan)的(de)運(yun)行(xing)情(qing)況(kuang)及(ji)各(ge)熱(re)力(li)站(zhan)反(fan)饋(kui)的(de)二(er)次(ci)網(wang)運(yun)行(xing)數(shu)據(ju)，計(ji)算(suan)出(chu)各(ge)熱(re)力(li)站(zhan)一(yi)次(ci)網(wang)控(kong)製(zhi)閥(fa)門(men)的(de)開(kai)度(du)指(zhi)令(ling)或(huo)二(er)次(ci)網(wang)目(mu)標(biao)控(kong)製(zhi)溫(wen)度(du)。熱(re)力(li)站(zhan)係(xi)統(tong)根(gen)據(ju)全(quan)網(wang)控(kong)製(zhi)中(zhong)心(xin)下(xia)發(fa)的(de)指(zhi)令(ling)，調(tiao)節(jie)一(yi)次(ci)網(wang)流(liu)量(liang)調(tiao)節(jie)閥(fa)，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)全(quan)熱(re)網(wang)的(de)熱(re)資(zi)源(yuan)均(jun)勻(yun)分(fen)配(pei)。

    一次網回路控製中主要的參考對象為熱力站一
、二次網供回水溫度；一網控製的對象為一次網調節閥；控製目的為提供熱力站必須的供暖熱量。

 

    2、二次網循環泵控製：

    熱力站係統二次網循環泵是通過變頻器來調速。

chuantongrelizhanxitongxunhuanbengtongchangcaiyonggongpinbeng
，xunhuanbengxuandinghou

，relizhanerciwangdeliuliangwufajinxingtiaozheng
，congerzaochengrelizhanxitongwufagenjushiwaiwendujishijigongrexuqiulaitiaozheng，zaochengrelijidianliziyuandelangfei。erqiedagonglvdegongpinbengzaiqitingshihuiduidianwangzaochengchongji。

    目前

，熱力係統自控改造中，對15KW以yi上shang的de循xun環huan泵beng普pu遍bian使shi用yong變bian頻pin控kong製zhi。一yi般ban的de循xun環huan泵beng均jun采cai用yong壓ya差cha控kong製zhi方fang式shi

，即ji循xun環huan泵beng的de轉zhuan速su受shou二er次ci網wang供gong回hui水shui壓ya差cha調tiao整zheng。壓ya差cha控kong製zhi的de方fang式shi可ke以yi通tong過guo調tiao節jie循xun環huan泵beng轉zhuan速su
，調tiao節jie二er網wang流liu量liang以yi滿man足zu供gong熱re需xu求qiu
，從cong而er減jian少shao浪lang費fei。

    在熱力站循環泵控製中，我們采用供回水溫差結合供回水壓差控製的方式。

熱re力li站zhan控kong製zhi係xi統tong根gen據ju各ge係xi統tong的de實shi際ji情qing況kuang，設she定ding一yi個ge供gong回hui水shui壓ya差cha目mu標biao值zhi。設she定ding此ci供gong回hui水shui壓ya差cha值zhi以yi滿man足zu二er次ci管guan網wang的de供gong暖nuan水shui循xun環huan。在zai此ci基ji礎chu上shang，熱re力li站zhanPLC係(xi)統(tong)通(tong)過(guo)測(ce)量(liang)二(er)次(ci)網(wang)供(gong)回(hui)水(shui)溫(wen)差(cha)來(lai)對(dui)循(xun)環(huan)泵(beng)進(jin)行(xing)修(xiu)正(zheng)。當(dang)二(er)網(wang)供(gong)回(hui)水(shui)溫(wen)差(cha)偏(pian)大(da)時(shi)，則(ze)需(xu)提(ti)高(gao)循(xun)環(huan)泵(beng)轉(zhuan)速(su)，加(jia)大(da)二(er)網(wang)流(liu)量(liang)，提(ti)高(gao)二(er)網(wang)回(hui)水(shui)溫(wen)度(du)，改(gai)善(shan)供(gong)熱(re)效(xiao)果(guo)；當(dang)二(er)網(wang)供(gong)回(hui)水(shui)溫(wen)差(cha)過(guo)小(xiao)時(shi)
，需(xu)適(shi)當(dang)降(jiang)低(di)循(xun)環(huan)泵(beng)轉(zhuan)速(su)，減(jian)小(xiao)二(er)次(ci)網(wang)的(de)流(liu)量(liang)，實(shi)現(xian)小(xiao)流(liu)量(liang)大(da)溫(wen)差(cha)的(de)運(yun)行(xing)模(mo)式(shi)。這(zhe)種(zhong)調(tiao)整(zheng)可(ke)以(yi)起(qi)到(dao)節(jie)約(yue)電(dian)能(neng)及(ji)熱(re)能(neng)的(de)效(xiao)果(guo)，在(zai)大(da)型(xing)熱(re)網(wang)中(zhong)，這(zhe)種(zhong)節(jie)能(neng)手(shou)段(duan)就(jiu)能(neng)取(qu)得(de)可(ke)觀(guan)的(de)效(xiao)果(guo)。

    二(er)次(ci)網(wang)的(de)補(bu)水(shui)控(kong)製(zhi)采(cai)用(yong)的(de)是(shi)定(ding)壓(ya)控(kong)製(zhi)，傳(chuan)統(tong)熱(re)力(li)站(zhan)中(zhong)往(wang)往(wang)采(cai)用(yong)壓(ya)力(li)表(biao)電(dian)節(jie)點(dian)控(kong)製(zhi)。隨(sui)著(zhe)城(cheng)市(shi)集(ji)中(zhong)供(gong)熱(re)的(de)發(fa)展(zhan)，係(xi)統(tong)的(de)熱(re)負(fu)荷(he)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)，熱(re)力(li)站(zhan)係(xi)統(tong)所(suo)帶(dai)的(de)供(gong)暖(nuan)麵(mian)積(ji)都(dou)比(bi)較(jiao)大(da)
，並(bing)且(qie)供(gong)熱(re)網(wang)條(tiao)件(jian)不(bu)一(yi)，二(er)網(wang)係(xi)統(tong)的(de)水(shui)力(li)損(sun)失(shi)較(jiao)大(da)。嚴(yan)重(zhong)的(de)水(shui)力(li)損(sun)失(shi)使(shi)得(de)二(er)次(ci)網(wang)的(de)補(bu)水(shui)係(xi)統(tong)壓(ya)力(li)加(jia)大(da)
，補(bu)水(shui)頻(pin)繁(fan)。而(er)傳(chuan)統(tong)的(de)工(gong)頻(pin)補(bu)水(shui)泵(beng)的(de)頻(pin)繁(fan)起(qi)停(ting)，容(rong)易(yi)造(zao)成(cheng)二(er)次(ci)管(guan)網(wang)壓(ya)力(li)的(de)波(bo)動(dong)。

    zairefuhejiaodadexitongzhong，womencaiyongbushuibengbianpinkongzhi，duibushuixitongjinxingjingquedeweitiao。dangxitongshishuishi，erwangyalixiajiang，xitonghuitongguobianpinqikongzhibushuibengyiyidingdezhuansujinxingbushui
，bushuibengdezhuansugenjudangqianyaliyumubiaoyalidechazhijunyuntiaozheng
，congerbimianbushuibengzaiqidonghetingzhishiduierciwangxitongdechongji。

　　在現場人機界麵上，可以通過操作麵板任意調節係統所需的各種運行狀態，例如：一、二次網供回水溫度及溫差

，變頻器最大最小運行頻率等，並可隨時查閱以往運行記錄。根據用戶要求可將當前參數以畫麵
、曲線、報表的形式在屏幕上顯示。

    在熱力站中使用變頻器及可編程控製器，充分發揮變頻器的調速和節能的優點及可編程控製器配置靈活
、控製可靠、編程方便的優點，使整個係統的穩定性有了可靠保障。

    tongguorelizhanzidongkongzhixitongdetouyun，guoquzhuyaoyikaorengongtiaojiedekongzhishouduandedaolechedigaishan，rewangdeyunxingdedaohelikongzhi，shitiaoxianxiangdedaoleyouxiaodijiejue

，xiaochulerewangzhonggezhanlengrebujundexianxiang。anxugongre

、jienengjianghao，gaibianlebuhelidexiaowenchadaliuliangyunxingfangshi，jibaozhengleyuanduankehudegongrexuyaoyoubimianlejinduanyonghudeguorexianxiangzhijietigaolerewangdegongrexiaoguo。

 

    剌慧東  男  現供職於山西省太原市熱力公司材料設備處，分管技術工作，兼任山西省城鎮供熱協會特聘電氣專家。

[1] 王亦昭、劉雄
，供熱工程，機械工業出版社，2007年8月；

[2] 佚名，RTU在城市熱網自動控製係統中的實際應用

，自動化在線，2007年；