隨著我國城市建設(shè)步伐的加快，城市居民對熱量的需求日益加大，集中供熱已成為了城市供熱的發(fā)展趨勢。本文將對集中供熱管網(wǎng)換熱站自控儀表設(shè)計作出探討，進(jìn)一步介紹集中供熱管網(wǎng)換熱站自控儀表設(shè)計的范圍及儀表選擇配備，說明其建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會的重要性。

在21世紀(jì)，能源問題已被越來越多的國家和地區(qū)所重視，顯然它已成為*關(guān)注的重點(diǎn)。在這一方面，我國也不落后，提出了“節(jié)能減排”的要求。因此，在集中供熱能耗方面的改革和技術(shù)的改進(jìn)已迫在眉睫。

1、健全集中供熱管網(wǎng)的現(xiàn)實意義

換熱站作為連接熱源與用戶極為重要的環(huán)節(jié)，其設(shè)計是否合理直接關(guān)系到供熱質(zhì)量。在國家的倡導(dǎo)和供熱企業(yè)的不斷努力下，我國城鎮(zhèn)供熱方式已經(jīng)發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變，逐漸發(fā)展為由一個或幾個熱電廠為一個城市提供熱源，市區(qū)內(nèi)由換熱站采用集中供熱形式為各個小區(qū)提供熱量，這就提高了效率、降低了能耗、減少了污染。因此，做好集中供熱管網(wǎng)換熱站自控儀表設(shè)計更為重要。

2、換熱站熱力系統(tǒng)和自控系統(tǒng)的設(shè)計原則

換熱站熱力系統(tǒng)的設(shè)計原則

1若換熱站靠近鍋爐房時，或本身就是鍋爐房的一個組成部分，對于回收凝結(jié)水就很方便，還可以采用鍋爐房的水處理設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)水。此外，熱網(wǎng)補(bǔ)水還可以利用鍋爐的連續(xù)排污來進(jìn)行，這樣提高了熱的利用效率和有利于管網(wǎng)保護(hù)。

2若換熱器不能承受熱介質(zhì)的壓力，這時就應(yīng)該安裝減壓設(shè)備；若處于供熱時，就要在安裝清除污垢的儀器，并需安裝切斷閥與旁通管。

3當(dāng)熱交換器內(nèi)的循環(huán)水處于靜壓的狀態(tài)時，若介質(zhì)水的溫度比其飽和溫度還要高時，在入口處安裝電磁閥，以確保循環(huán)水泵在不需要工作時能自動關(guān)閉。

4熱設(shè)備自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)決定了循環(huán)水的供水溫度。同時還要安裝自動調(diào)節(jié)閥，來調(diào)節(jié)一次熱介質(zhì)的流量，安裝壓力表和溫度計與一次熱介質(zhì)入口與循環(huán)水供回水管出入口。

5對于建設(shè)大型換熱站，儀表控制室是其*的組成部分，其功能是方便管理二次儀表和各種監(jiān)控信號設(shè)備。

6應(yīng)在工作狀態(tài)下，熱交換器應(yīng)安全有效地運(yùn)行。熱交換器的臺數(shù)及單臺容量，要有利于熱負(fù)荷的調(diào)節(jié)。   

7若城市供回水干管壓差比較小，在盡量不選用加壓泵的情況下應(yīng)選用水流阻力較小的熱交換器。同時要留有空地以確保檢修時抽管所需要的場地。

8為了方便操作和維修，閥門的安裝高度都必須適度、合理；對于安裝儀表的位置，也要盡可能地滿足后期工作中的觀察的位置要求。利用熱力管道必須考慮熱力補(bǔ)償以及其他情況，在可能的條件下，自然補(bǔ)償是的選擇。值得注意的是，地下室不宜設(shè)置熱交換站，而且也應(yīng)該盡量避免這種情況的出現(xiàn)。
    2換熱站自控系統(tǒng)設(shè)計原則

公司的供熱形式為通過換熱器對集中供熱一次網(wǎng)用戶和二次網(wǎng)進(jìn)行熱能交換，通過二次網(wǎng)絡(luò)將熱能輸送給用戶。溫度、壓力、流量等參數(shù)通過現(xiàn)場儀表傳感器轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號，變頻器把電機(jī)的電流、轉(zhuǎn)速等信號送入PLC，PLC在熱力站控制系統(tǒng)中的應(yīng)用是對現(xiàn)場儀表的數(shù)據(jù)采集和處理，還用來完成對現(xiàn)場的自動化設(shè)備的控制，同時可以控制變頻器的啟停及調(diào)速。觸屏作為現(xiàn)場的人機(jī)接口，顯示換熱站的主要參數(shù)及設(shè)備狀態(tài)，現(xiàn)場的操作指令也可以通過觸屏下達(dá)。換熱站自控系統(tǒng)設(shè)計原則概括起來有如下幾點(diǎn)：

1在運(yùn)行中要降低各種能源的消耗，實現(xiàn)效益zui大化。因此，設(shè)計一套科學(xué)而有效的工藝控制方案顯得*。

2選用自控設(shè)備必須具備高的性能價格比，以滿足供熱系統(tǒng)規(guī)模及復(fù)雜程度對自控系統(tǒng)提出的要求。

3需制定具有針對性的控制策略來確保換熱站自控系統(tǒng)的正常運(yùn)行。同時在遵循可靠性和便利性的前提條件下，選擇控制系統(tǒng)及配套儀表，以便于后期維護(hù)。

4對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和兼容性在整個換熱站自控系統(tǒng)的設(shè)計時，應(yīng)必須考慮，此外，還應(yīng)該把系統(tǒng)運(yùn)行的通用性及可擴(kuò)展性也作為系統(tǒng)設(shè)計的重要考慮事項。

3、集中供熱管網(wǎng)換熱站自控儀表設(shè)計

1 設(shè)計依據(jù)

根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定和相關(guān)技術(shù)要求，集中供熱管網(wǎng)換熱站自控儀表設(shè)計主要是根據(jù)國家有關(guān)部（委）頒布的電氣自控設(shè)計規(guī)范及規(guī)定而定的，同時還要參照自來有關(guān)專業(yè)的用電資料并滿足其相關(guān)控制要求和DCS/PLC系統(tǒng)設(shè)計要求。
2設(shè)計范圍

集中供熱管網(wǎng)換熱站自控儀表設(shè)計的范圍和方向主要在熱網(wǎng)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計上，這是基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上還要對儀表檢測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，只有把這三個方面的設(shè)計做好了，才算是真正實現(xiàn)了換熱站自控儀表設(shè)計的目的。
3熱網(wǎng)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)

熱網(wǎng)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)的組成部分包括調(diào)度中心、通訊系統(tǒng)、現(xiàn)場控制站、現(xiàn)場儀表及執(zhí)行機(jī)構(gòu)四大部分。對于調(diào)度中心來說，調(diào)度中心計算機(jī)系統(tǒng)通過通訊調(diào)度工作站負(fù)責(zé)與各換熱站進(jìn)行通訊，采集各換熱站的重要數(shù)據(jù)，進(jìn)行調(diào)度管理。
4換熱站儀表及自控系統(tǒng)

換熱站儀表及自控系統(tǒng)一般隨換熱機(jī)組成套供應(yīng)，換熱站主要設(shè)置以下檢測儀表：一級管網(wǎng)的供水流量、供水壓力、供水溫度和回水供水壓力、回水溫度；二級管網(wǎng)的供水流量、供水壓力、供水溫度和回水供水壓力、回水溫度；補(bǔ)給水流量、水箱水位；每一個換熱機(jī)組的出口壓力、出口溫度。
5儀表選擇配置

為了方便現(xiàn)場工作，主要設(shè)備及儀表選擇一般如下：

儀表信號傳輸要達(dá)到4InA至20InA或標(biāo)準(zhǔn)分度的標(biāo)準(zhǔn)；集中檢測溫度儀表，要滿足兩線制熱電阻的要求；就地溫度儀表采用萬向型雙金屬溫度計，而且還要帶外保護(hù)套管；選用智能壓力變送器的壓力變送器；壓力儀表采用不銹鋼的，且精度達(dá)到1.5級；流量儀表是高溫型電磁流量計。

4、集中供熱換熱站在線監(jiān)控系統(tǒng)的原理及構(gòu)成

需要監(jiān)控的參數(shù)主要有一次網(wǎng)供回水溫度和壓力、二次網(wǎng)供回水壓力、溫度以及水箱水位等。循環(huán)泵和補(bǔ)水泵主要由變頻器根據(jù)設(shè)定的定壓點(diǎn)壓力進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)二次網(wǎng)供、回水壓力的自動控制。

在實際工程中，PID控制是應(yīng)用的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制。它具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便的特點(diǎn)。當(dāng)存在以下兩種情況時：一是被控對象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能*掌握，二是得不到的數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠檢驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定，這時應(yīng)用PID控制技術(shù)zui為方便。

該系統(tǒng)是基于現(xiàn)場總線技術(shù)開發(fā)的。主要包括硬件和軟件兩大部分。硬件部分主要由現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集監(jiān)控設(shè)備、現(xiàn)場數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和傳輸設(shè)備、終端數(shù)據(jù)處理顯示設(shè)備三大部分組成。軟件部分主要包括兩大功能模塊：實時在線監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控。