勝利油田集中供熱系統(tǒng)已平穩(wěn)運(yùn)行幾個采暖季，帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，而集中供熱自控系統(tǒng)的可靠運(yùn)行是整個供熱系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的前提；由于該系統(tǒng)大面積采用附加壓力和附加阻力相結(jié)合的水力平衡技術(shù)，該技術(shù)雖有利于節(jié)電，但增加了自動調(diào)節(jié)中振蕩的概率和幅度，同時由于熱力站工藝方面及工況存在的實(shí)際問題造成自控調(diào)節(jié)難度和技術(shù)障礙，所以根據(jù)實(shí)際工況采取有效的控制策略和針對實(shí)際問題的解決是實(shí)現(xiàn)熱力站無人值守的關(guān)鍵。
1 集中供熱系統(tǒng)概況
勝利油田集中供熱工程自2003年開工建設(shè)以來，總供暖面積已達(dá)870萬平方米，運(yùn)行熱力站90座。集中供熱自控系統(tǒng)隨著投產(chǎn)隨即進(jìn)入調(diào)試運(yùn)行過程，逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、手動調(diào)節(jié)、熱力站就地自控、熱力站閉環(huán)自控、監(jiān)控中心統(tǒng)一控制，現(xiàn)已達(dá)到自動控制無人值守的程度。
2 自控運(yùn)行面臨的問題
在供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)中，尤其整個系統(tǒng)和熱力站的自控調(diào)節(jié)，遇到以下諸多問題：
2.1部分熱力站主要設(shè)備性能問題的暴露。在運(yùn)行過程中如訊利、油三北、魯園、勝華中、運(yùn)輸東、勝華西等熱力站存在系統(tǒng)工藝問題導(dǎo)致供暖溫度不達(dá)標(biāo)，給自控調(diào)節(jié)帶來難度，2007年熱力站工藝問題逐步得以解決。
2.2熱力站超負(fù)荷。隨著城市建筑面積的不斷增大和供熱需求的增長，熱力站所帶的負(fù)荷不斷加大，熱電聯(lián)供一期工程共有8座熱力站不同程度的存在超負(fù)荷情況，另有6座熱力站趨于滿負(fù)荷狀態(tài)，以上兩種情況占一期工程投運(yùn)熱力站總數(shù)量的40%，給運(yùn)行調(diào)節(jié)工作帶來不利影響。熱力站本身供熱能力已不能滿足要求，所以只能分階段定值調(diào)節(jié)而不能按溫度曲線實(shí)時調(diào)節(jié)。
2.3一級網(wǎng)回水溫度的限制。由于受回水管道保溫層耐溫要求的限制，一級網(wǎng)回水溫度不允許超過63℃，對自控調(diào)節(jié)的范圍作了一定限制，使調(diào)節(jié)幅度變窄。
2.4首站不能實(shí)時和熱力站同步調(diào)節(jié)。因電廠首站與熱力隸屬于兩家不同部門，運(yùn)行協(xié)調(diào)工作存在諸多弊端，比如首站不能實(shí)時和熱力站同步調(diào)節(jié)，這就給監(jiān)控中心調(diào)節(jié)帶來難度。因?yàn)槲覀兊囊患壘W(wǎng)調(diào)節(jié)是以首站調(diào)節(jié)為主熱力站調(diào)節(jié)為輔，所以首站的調(diào)節(jié)尤為重要。
2.5系統(tǒng)震蕩。當(dāng)室外氣溫變化時熱力站相應(yīng)的自動調(diào)節(jié)，但由于熱網(wǎng)從整體上屬于大慣性、長時滯、非線性，且存在耦合的多輸入－多輸出系統(tǒng)。基于已有的控制方法，直接實(shí)現(xiàn)這樣一個系統(tǒng)的單回路閉環(huán)控制是十分困難的，尤其是當(dāng)東營地區(qū)一天之內(nèi)溫差變化在10度以上時，而且存在系統(tǒng)震蕩的危險。
2.6二級網(wǎng)系統(tǒng)存在水力、熱力失衡問題。由于熱力站與原二級網(wǎng)只進(jìn)行簡單聯(lián)接，未充分考慮熱力站與二級網(wǎng)系統(tǒng)的水力、熱力平衡問題，尤其原有鍋爐系統(tǒng)是大流量、小溫差運(yùn)行模式，而現(xiàn)有熱力站系統(tǒng)為小流量、大溫差運(yùn)行模式，在未對二級網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行充分調(diào)整的情況下，勢必造成部分區(qū)域低溫不熱。
2.7熱力站規(guī)模較大，用戶供熱效果難以平衡。由于熱力站規(guī)模較大，有10個站面積在30萬平方米以上，由于系統(tǒng)存在耦合性，所以調(diào)節(jié)非常困難，而且調(diào)節(jié)時對附近熱力站和整個管網(wǎng)影響很大。
勝利油田集中供熱工程自2003年開工建設(shè)以來，總供暖面積已達(dá)870萬平方米，運(yùn)行熱力站90座。集中供熱自控系統(tǒng)隨著投產(chǎn)隨即進(jìn)入調(diào)試運(yùn)行過程，逐步實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、手動調(diào)節(jié)、熱力站就地自控、熱力站閉環(huán)自控、監(jiān)控中心統(tǒng)一控制，現(xiàn)已達(dá)到自動控制無人值守的程度。
2 自控運(yùn)行面臨的問題
在供熱系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)節(jié)中，尤其整個系統(tǒng)和熱力站的自控調(diào)節(jié)，遇到以下諸多問題：
2.1部分熱力站主要設(shè)備性能問題的暴露。在運(yùn)行過程中如訊利、油三北、魯園、勝華中、運(yùn)輸東、勝華西等熱力站存在系統(tǒng)工藝問題導(dǎo)致供暖溫度不達(dá)標(biāo)，給自控調(diào)節(jié)帶來難度，2007年熱力站工藝問題逐步得以解決。
2.2熱力站超負(fù)荷。隨著城市建筑面積的不斷增大和供熱需求的增長，熱力站所帶的負(fù)荷不斷加大，熱電聯(lián)供一期工程共有8座熱力站不同程度的存在超負(fù)荷情況，另有6座熱力站趨于滿負(fù)荷狀態(tài)，以上兩種情況占一期工程投運(yùn)熱力站總數(shù)量的40%，給運(yùn)行調(diào)節(jié)工作帶來不利影響。熱力站本身供熱能力已不能滿足要求，所以只能分階段定值調(diào)節(jié)而不能按溫度曲線實(shí)時調(diào)節(jié)。
2.3一級網(wǎng)回水溫度的限制。由于受回水管道保溫層耐溫要求的限制，一級網(wǎng)回水溫度不允許超過63℃，對自控調(diào)節(jié)的范圍作了一定限制，使調(diào)節(jié)幅度變窄。
2.4首站不能實(shí)時和熱力站同步調(diào)節(jié)。因電廠首站與熱力隸屬于兩家不同部門，運(yùn)行協(xié)調(diào)工作存在諸多弊端，比如首站不能實(shí)時和熱力站同步調(diào)節(jié)，這就給監(jiān)控中心調(diào)節(jié)帶來難度。因?yàn)槲覀兊囊患壘W(wǎng)調(diào)節(jié)是以首站調(diào)節(jié)為主熱力站調(diào)節(jié)為輔，所以首站的調(diào)節(jié)尤為重要。
2.5系統(tǒng)震蕩。當(dāng)室外氣溫變化時熱力站相應(yīng)的自動調(diào)節(jié)，但由于熱網(wǎng)從整體上屬于大慣性、長時滯、非線性，且存在耦合的多輸入－多輸出系統(tǒng)。基于已有的控制方法，直接實(shí)現(xiàn)這樣一個系統(tǒng)的單回路閉環(huán)控制是十分困難的，尤其是當(dāng)東營地區(qū)一天之內(nèi)溫差變化在10度以上時，而且存在系統(tǒng)震蕩的危險。
2.6二級網(wǎng)系統(tǒng)存在水力、熱力失衡問題。由于熱力站與原二級網(wǎng)只進(jìn)行簡單聯(lián)接，未充分考慮熱力站與二級網(wǎng)系統(tǒng)的水力、熱力平衡問題，尤其原有鍋爐系統(tǒng)是大流量、小溫差運(yùn)行模式，而現(xiàn)有熱力站系統(tǒng)為小流量、大溫差運(yùn)行模式，在未對二級網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行充分調(diào)整的情況下，勢必造成部分區(qū)域低溫不熱。
2.7熱力站規(guī)模較大，用戶供熱效果難以平衡。由于熱力站規(guī)模較大，有10個站面積在30萬平方米以上，由于系統(tǒng)存在耦合性，所以調(diào)節(jié)非常困難，而且調(diào)節(jié)時對附近熱力站和整個管網(wǎng)影響很大。
2.8附加壓力系統(tǒng)中給增壓泵賦予了太多功能。增壓泵需要完成如下三個功能一是回水增壓，
把資用壓頭不夠的換熱站的一級網(wǎng)回水送回?zé)嵩础６歉鶕?jù)監(jiān)控中心的指令和系統(tǒng)需求， 調(diào)節(jié)增壓泵的轉(zhuǎn)速. 維持熱網(wǎng)平衡。三是二級網(wǎng)供回水平均溫度控制，
根據(jù)二級網(wǎng)供回水平均 溫度調(diào)節(jié)一級網(wǎng)增壓泵的轉(zhuǎn)速，
調(diào)節(jié)一級網(wǎng)的流量，從而維持二級網(wǎng)供水溫度為設(shè)定值。對于增壓泵來說其每個功能有一個集合，三個功能集合的交集點(diǎn)需要摸索。
2.9大面積采用增壓泵。本工程采用了附加壓力和附加阻力相結(jié)合的調(diào)節(jié)方式，該系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)是最大程度的節(jié)約電能，系統(tǒng)中幾乎沒有節(jié)流損失；同時也最大程度降低了管網(wǎng)運(yùn)行壓力，降低了工程投資。但是該系統(tǒng)同時也帶來了一個最大的缺點(diǎn)：系統(tǒng)的擴(kuò)容能力和應(yīng)變能力極差。降溫運(yùn)行帶來的供水流量的較大增加將導(dǎo)致大部分熱力站增壓泵揚(yáng)程的不足或熱力站的資用壓頭不足，而無法運(yùn)行；這幾個采暖季問題相應(yīng)的暴露，比如采油院熱力站、西五區(qū)熱力站、西三區(qū)熱力站等多個熱力站的運(yùn)行狀況無法正常運(yùn)行，更談不上自控調(diào)節(jié)。
2.10一級管網(wǎng)新增熱力站與原系統(tǒng)的匹配問題。新增的一級管網(wǎng)的熱力站只是簡單計(jì)算就接入，系統(tǒng)整個平衡遭到破壞，造成末端熱力站不熱。
3 熱力站控制方案
3.1系統(tǒng)調(diào)節(jié)模式
鑒于存在以上問題，一級管網(wǎng)供熱首站采用以分階段恒供水溫度為主的質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)方式，二級管網(wǎng)供熱調(diào)節(jié)采用質(zhì)調(diào)節(jié)方式。
3.2熱力站控制策略
系統(tǒng)采用分布式控制、集中管理、集中監(jiān)控的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在充分考慮到熱力站設(shè)備、工藝現(xiàn)狀及控制要求的前提下，熱力站采用分散控制、中控室集中監(jiān)控、總體協(xié)調(diào)的控制方案。即各熱力站根據(jù)本小區(qū)供熱的負(fù)荷變化和室外溫度變化，進(jìn)行本站一次網(wǎng)供水電動調(diào)節(jié)閥門（近端）或增壓泵（遠(yuǎn)端）的調(diào)節(jié)控制，在本站進(jìn)行監(jiān)控的同時，將本站的一次網(wǎng)供給水、壓力、溫度、流量，二次網(wǎng)供回水流量、溫度、壓力等送往監(jiān)控中心；監(jiān)控中心根據(jù)環(huán)境信息和各熱力站送來的工況信息，對全網(wǎng)的水力平衡和熱力平衡狀況進(jìn)行分析，根據(jù)負(fù)荷要求以具體的方式向熱源發(fā)出熱源質(zhì)、量調(diào)節(jié)的申請，或者對各熱力站發(fā)出協(xié)調(diào)命令，以維持大網(wǎng)的水力平衡。它的優(yōu)點(diǎn)主要是：（1）整個系統(tǒng)的控制風(fēng)險分散，即每個控制單元的失效不會引起整個系統(tǒng)的失效。（2）控制效率高，即各單元的控制就地獨(dú)立實(shí)施，速度快，與其它單位的控制互不影響。（3）通訊可靠，由于各熱力站的主要控制功能在站內(nèi)完成，所以整個通訊大網(wǎng)只是設(shè)定值和各站監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳送，因此通訊任務(wù)被減少到最低，提高了整個網(wǎng)絡(luò)的通訊可靠性。
3.2.1主要控制回路
3.2.1.1二級網(wǎng)供回水溫度的調(diào)節(jié)
采用兩級PID控制器，即將一次側(cè)供熱量作為前饋信號，二級供回水溫度作為主要控制信號。控制框圖如下：
二級供回水平均溫度設(shè)定值可以通過操作員在操作面板直接鍵入或通過查曲線的方式來獲得。
當(dāng)二級網(wǎng)供水溫度測量值與設(shè)定值出現(xiàn)偏差時，偏差值就會被傳送到第一級PID控制器，第一級PID控制器輸出熱量信號并作為二級PID控制器的熱量設(shè)定值。同時，一次側(cè)供水流量、溫度和回水溫度被傳送到控制器的一個計(jì)算器，計(jì)算結(jié)果就是實(shí)際的供熱值，這個值與熱量設(shè)定值比較，差值被傳送到二級PID控制器，并輸出閥門和增壓泵的控制信號，使二級供水溫度快速達(dá)到設(shè)定值。采用兩級PID控制器確保了系統(tǒng)的快速、穩(wěn)定、可靠和經(jīng)濟(jì)。所有這些功能都通過本地控制器來完成的。
3.2.1.2二級網(wǎng)循環(huán)水泵控制
在采用按照采暖面積收費(fèi)期間，根據(jù)幾個最不利點(diǎn)的運(yùn)行工況，變頻調(diào)節(jié)二級網(wǎng)循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速，以滿足最不利點(diǎn)用戶的供熱需求并實(shí)現(xiàn)二級網(wǎng)供熱均勻調(diào)節(jié)，在將來實(shí)行分戶計(jì)量，按照實(shí)際的能量消耗收費(fèi)時，
根據(jù)最不利點(diǎn)的壓差，調(diào)節(jié)二級網(wǎng)循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，維持熱網(wǎng)的資用壓頭，滿足整個二級網(wǎng)用戶的實(shí)際熱負(fù)荷需求 。
4 無人職守?fù)Q熱站安全運(yùn)行保障
4.1
一、二級網(wǎng)溫度，壓力實(shí)時監(jiān)測；在軟件上設(shè)置高溫，高壓；低溫，低壓等異常情況報(bào)警。控制器及控制中心會實(shí)時處理所有的報(bào)警信號，并根據(jù)報(bào)警的級別安排相應(yīng)的措施。
4.2
報(bào)警控制。以下情況會產(chǎn)生“安全報(bào)警”安全報(bào)警信號輸入為“0”泵故障、變頻器故障、電動調(diào)節(jié)閥故障、二次側(cè)供水壓力過高、二次側(cè)回水壓力太低、二次側(cè)供水溫度太高于設(shè)定值，“安全報(bào)警”會自動停止有關(guān)設(shè)備，并且需要來人確認(rèn)、檢修。以下情況會產(chǎn)生“維護(hù)報(bào)警”安全報(bào)警信號斷線、二次側(cè)回水壓力低、任意泵報(bào)警、一二級網(wǎng)過濾器濾網(wǎng)壓差、補(bǔ)水流量超過報(bào)警值、主斷路器故障、“維護(hù)報(bào)警”可以在設(shè)備運(yùn)行時手動消除。
4.3 就地保護(hù)措施
除了在控制器及監(jiān)控中心的軟保護(hù)之外，換熱站還有一些就地，獨(dú)立于控制回路之外的保護(hù)措施。一：二級網(wǎng)供水超高溫開關(guān)，保護(hù)二級網(wǎng)及換熱站設(shè)備，當(dāng)二級網(wǎng)供水溫度超過報(bào)警值時，強(qiáng)制性就地停機(jī)并將信號上傳到中央管理計(jì)算機(jī)；二：二級網(wǎng)供水超高壓開關(guān)，保護(hù)二級網(wǎng)及換熱站設(shè)備，當(dāng)二級網(wǎng)供水壓力超過報(bào)警值時，強(qiáng)制性就地停機(jī)并將信號上傳到中央管理計(jì)算機(jī)；三：二級網(wǎng)回水超低壓開關(guān)，保護(hù)二級網(wǎng)及換熱站設(shè)備，尤其是循環(huán)泵，當(dāng)二級網(wǎng)回水壓力太低時，停止換熱站運(yùn)行并將信號上傳到中央管理計(jì)算機(jī)。
5 熱力站調(diào)節(jié)的具體實(shí)施及實(shí)際問題的解決
5.1整個熱網(wǎng)采用均勻性調(diào)節(jié)加各熱力站不同溫度曲線的設(shè)定方式。采用均勻性調(diào)節(jié)加各熱力站不同溫度曲線的設(shè)定方式解決問題1、2、6、9也就是根據(jù)每個站設(shè)備（換熱器和水泵）實(shí)際情況、距離首站的位置（考慮溫降，首端到末端5度溫差）、負(fù)荷情況（是否超負(fù)荷）、降溫運(yùn)行帶來的能力不足、二級管網(wǎng)匹配情況等摸索出每個站的溫度曲線，然后均勻調(diào)節(jié)。對各個熱力站增壓泵（調(diào)節(jié)閥）的調(diào)節(jié)應(yīng)該以各個熱力站彼此之間供熱效果相同為目標(biāo)。
5.2
針對問題3、5、7也就是一級網(wǎng)回水溫度的限制、系統(tǒng)震蕩問題、熱力站規(guī)模較大問題采用限制幅度，逐漸調(diào)勻的調(diào)節(jié)方式。由于系統(tǒng)的大慣性及傳輸延遲，因此不能單獨(dú)熱力站分別調(diào)節(jié)的方法連續(xù)調(diào)節(jié)，否則將引起系統(tǒng)振蕩。兩次調(diào)節(jié)的時間間隔不能太短，而應(yīng)采取“等等看看”的策略，待溫度基本達(dá)到穩(wěn)定后再進(jìn)行下次調(diào)整。整個調(diào)節(jié)不是一兩次完成，而是使各熱力站二次側(cè)供回水平均溫度逐漸趨于一致的動態(tài)過程，因此，每次增壓泵轉(zhuǎn)速或閥門調(diào)節(jié)的幅度不能太大，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定。
5.3對于問題4的解決方案。每年采暖前，由監(jiān)控中心向首站發(fā)送設(shè)計(jì)熱負(fù)荷、設(shè)計(jì)供回水溫度和設(shè)計(jì)流量數(shù)據(jù)。監(jiān)控中心向首站提供當(dāng)年估算設(shè)計(jì)熱負(fù)荷、估算設(shè)計(jì)供回水溫度和估算設(shè)計(jì)流量數(shù)據(jù)，通過頭幾天平均氣溫與室內(nèi)平均溫度進(jìn)行測算，修正上述數(shù)據(jù)，提供當(dāng)年的供熱各參數(shù)與氣溫關(guān)系表。集輸南熱力站是離熱電廠最近的設(shè)增壓泵的熱力站，定為控制點(diǎn)。監(jiān)控中心將控制點(diǎn)集輸南熱力站的增壓泵進(jìn)出口壓差（輔助控制信號）、一級網(wǎng)供水管進(jìn)口流量和二級網(wǎng)供回水平均溫度信號傳送給首站。主要由壓差信號來輔助控制首站循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速及并聯(lián)出口壓力，保證控制點(diǎn)的增壓泵工作在預(yù)定的壓差范圍內(nèi)且二級網(wǎng)供回水平均溫度與氣溫相適應(yīng)。在管網(wǎng)無故障檢修的正常工況下，由平均氣溫控制首站循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速和集輸南熱力站增壓泵壓差信號控制是一致的。
5.4引入用戶室溫實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)為以用戶室溫達(dá)標(biāo)為最終目的指導(dǎo)熱力站的調(diào)節(jié)。采用在典型（代表型）用戶室內(nèi)安裝溫度監(jiān)測變送器通過GPRS技術(shù)將用戶室溫實(shí)時傳送到監(jiān)控中心從而有效的指導(dǎo)熱力站的調(diào)節(jié)。
6 效益分析
通過采用以上控制策略主要收益如下：
6.1實(shí)現(xiàn)一次網(wǎng)各熱力站的熱力工況平衡，可獲得5%的擴(kuò)供能力，可消除大部分低溫不熱戶；
6.2實(shí)現(xiàn)熱源、熱力站的氣溫補(bǔ)償調(diào)節(jié)可節(jié)能12%以上；
6.3合理的控制一級網(wǎng)增壓泵和二次網(wǎng)循環(huán)泵的運(yùn)行方案，可節(jié)電多達(dá)15%；
6.4實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的集中采集與管理，分析、評價供熱效果，指導(dǎo)運(yùn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)熱力站的無人值守，節(jié)省大量的人力資源。
把資用壓頭不夠的換熱站的一級網(wǎng)回水送回?zé)嵩础６歉鶕?jù)監(jiān)控中心的指令和系統(tǒng)需求， 調(diào)節(jié)增壓泵的轉(zhuǎn)速. 維持熱網(wǎng)平衡。三是二級網(wǎng)供回水平均溫度控制，
根據(jù)二級網(wǎng)供回水平均 溫度調(diào)節(jié)一級網(wǎng)增壓泵的轉(zhuǎn)速，
調(diào)節(jié)一級網(wǎng)的流量，從而維持二級網(wǎng)供水溫度為設(shè)定值。對于增壓泵來說其每個功能有一個集合，三個功能集合的交集點(diǎn)需要摸索。
2.9大面積采用增壓泵。本工程采用了附加壓力和附加阻力相結(jié)合的調(diào)節(jié)方式，該系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)是最大程度的節(jié)約電能，系統(tǒng)中幾乎沒有節(jié)流損失；同時也最大程度降低了管網(wǎng)運(yùn)行壓力，降低了工程投資。但是該系統(tǒng)同時也帶來了一個最大的缺點(diǎn)：系統(tǒng)的擴(kuò)容能力和應(yīng)變能力極差。降溫運(yùn)行帶來的供水流量的較大增加將導(dǎo)致大部分熱力站增壓泵揚(yáng)程的不足或熱力站的資用壓頭不足，而無法運(yùn)行；這幾個采暖季問題相應(yīng)的暴露，比如采油院熱力站、西五區(qū)熱力站、西三區(qū)熱力站等多個熱力站的運(yùn)行狀況無法正常運(yùn)行，更談不上自控調(diào)節(jié)。
2.10一級管網(wǎng)新增熱力站與原系統(tǒng)的匹配問題。新增的一級管網(wǎng)的熱力站只是簡單計(jì)算就接入，系統(tǒng)整個平衡遭到破壞，造成末端熱力站不熱。
3 熱力站控制方案
3.1系統(tǒng)調(diào)節(jié)模式
鑒于存在以上問題，一級管網(wǎng)供熱首站采用以分階段恒供水溫度為主的質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)方式，二級管網(wǎng)供熱調(diào)節(jié)采用質(zhì)調(diào)節(jié)方式。
3.2熱力站控制策略
系統(tǒng)采用分布式控制、集中管理、集中監(jiān)控的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在充分考慮到熱力站設(shè)備、工藝現(xiàn)狀及控制要求的前提下，熱力站采用分散控制、中控室集中監(jiān)控、總體協(xié)調(diào)的控制方案。即各熱力站根據(jù)本小區(qū)供熱的負(fù)荷變化和室外溫度變化，進(jìn)行本站一次網(wǎng)供水電動調(diào)節(jié)閥門（近端）或增壓泵（遠(yuǎn)端）的調(diào)節(jié)控制，在本站進(jìn)行監(jiān)控的同時，將本站的一次網(wǎng)供給水、壓力、溫度、流量，二次網(wǎng)供回水流量、溫度、壓力等送往監(jiān)控中心；監(jiān)控中心根據(jù)環(huán)境信息和各熱力站送來的工況信息，對全網(wǎng)的水力平衡和熱力平衡狀況進(jìn)行分析，根據(jù)負(fù)荷要求以具體的方式向熱源發(fā)出熱源質(zhì)、量調(diào)節(jié)的申請，或者對各熱力站發(fā)出協(xié)調(diào)命令，以維持大網(wǎng)的水力平衡。它的優(yōu)點(diǎn)主要是：（1）整個系統(tǒng)的控制風(fēng)險分散，即每個控制單元的失效不會引起整個系統(tǒng)的失效。（2）控制效率高，即各單元的控制就地獨(dú)立實(shí)施，速度快，與其它單位的控制互不影響。（3）通訊可靠，由于各熱力站的主要控制功能在站內(nèi)完成，所以整個通訊大網(wǎng)只是設(shè)定值和各站監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳送，因此通訊任務(wù)被減少到最低，提高了整個網(wǎng)絡(luò)的通訊可靠性。
3.2.1主要控制回路
3.2.1.1二級網(wǎng)供回水溫度的調(diào)節(jié)
采用兩級PID控制器，即將一次側(cè)供熱量作為前饋信號，二級供回水溫度作為主要控制信號。控制框圖如下：
二級供回水平均溫度設(shè)定值可以通過操作員在操作面板直接鍵入或通過查曲線的方式來獲得。
當(dāng)二級網(wǎng)供水溫度測量值與設(shè)定值出現(xiàn)偏差時，偏差值就會被傳送到第一級PID控制器，第一級PID控制器輸出熱量信號并作為二級PID控制器的熱量設(shè)定值。同時，一次側(cè)供水流量、溫度和回水溫度被傳送到控制器的一個計(jì)算器，計(jì)算結(jié)果就是實(shí)際的供熱值，這個值與熱量設(shè)定值比較，差值被傳送到二級PID控制器，并輸出閥門和增壓泵的控制信號，使二級供水溫度快速達(dá)到設(shè)定值。采用兩級PID控制器確保了系統(tǒng)的快速、穩(wěn)定、可靠和經(jīng)濟(jì)。所有這些功能都通過本地控制器來完成的。
3.2.1.2二級網(wǎng)循環(huán)水泵控制
在采用按照采暖面積收費(fèi)期間，根據(jù)幾個最不利點(diǎn)的運(yùn)行工況，變頻調(diào)節(jié)二級網(wǎng)循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速，以滿足最不利點(diǎn)用戶的供熱需求并實(shí)現(xiàn)二級網(wǎng)供熱均勻調(diào)節(jié)，在將來實(shí)行分戶計(jì)量，按照實(shí)際的能量消耗收費(fèi)時，
根據(jù)最不利點(diǎn)的壓差，調(diào)節(jié)二級網(wǎng)循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，維持熱網(wǎng)的資用壓頭，滿足整個二級網(wǎng)用戶的實(shí)際熱負(fù)荷需求 。
4 無人職守?fù)Q熱站安全運(yùn)行保障
4.1
一、二級網(wǎng)溫度，壓力實(shí)時監(jiān)測；在軟件上設(shè)置高溫，高壓；低溫，低壓等異常情況報(bào)警。控制器及控制中心會實(shí)時處理所有的報(bào)警信號，并根據(jù)報(bào)警的級別安排相應(yīng)的措施。
4.2
報(bào)警控制。以下情況會產(chǎn)生“安全報(bào)警”安全報(bào)警信號輸入為“0”泵故障、變頻器故障、電動調(diào)節(jié)閥故障、二次側(cè)供水壓力過高、二次側(cè)回水壓力太低、二次側(cè)供水溫度太高于設(shè)定值，“安全報(bào)警”會自動停止有關(guān)設(shè)備，并且需要來人確認(rèn)、檢修。以下情況會產(chǎn)生“維護(hù)報(bào)警”安全報(bào)警信號斷線、二次側(cè)回水壓力低、任意泵報(bào)警、一二級網(wǎng)過濾器濾網(wǎng)壓差、補(bǔ)水流量超過報(bào)警值、主斷路器故障、“維護(hù)報(bào)警”可以在設(shè)備運(yùn)行時手動消除。
4.3 就地保護(hù)措施
除了在控制器及監(jiān)控中心的軟保護(hù)之外，換熱站還有一些就地，獨(dú)立于控制回路之外的保護(hù)措施。一：二級網(wǎng)供水超高溫開關(guān)，保護(hù)二級網(wǎng)及換熱站設(shè)備，當(dāng)二級網(wǎng)供水溫度超過報(bào)警值時，強(qiáng)制性就地停機(jī)并將信號上傳到中央管理計(jì)算機(jī)；二：二級網(wǎng)供水超高壓開關(guān)，保護(hù)二級網(wǎng)及換熱站設(shè)備，當(dāng)二級網(wǎng)供水壓力超過報(bào)警值時，強(qiáng)制性就地停機(jī)并將信號上傳到中央管理計(jì)算機(jī)；三：二級網(wǎng)回水超低壓開關(guān)，保護(hù)二級網(wǎng)及換熱站設(shè)備，尤其是循環(huán)泵，當(dāng)二級網(wǎng)回水壓力太低時，停止換熱站運(yùn)行并將信號上傳到中央管理計(jì)算機(jī)。
5 熱力站調(diào)節(jié)的具體實(shí)施及實(shí)際問題的解決
5.1整個熱網(wǎng)采用均勻性調(diào)節(jié)加各熱力站不同溫度曲線的設(shè)定方式。采用均勻性調(diào)節(jié)加各熱力站不同溫度曲線的設(shè)定方式解決問題1、2、6、9也就是根據(jù)每個站設(shè)備（換熱器和水泵）實(shí)際情況、距離首站的位置（考慮溫降，首端到末端5度溫差）、負(fù)荷情況（是否超負(fù)荷）、降溫運(yùn)行帶來的能力不足、二級管網(wǎng)匹配情況等摸索出每個站的溫度曲線，然后均勻調(diào)節(jié)。對各個熱力站增壓泵（調(diào)節(jié)閥）的調(diào)節(jié)應(yīng)該以各個熱力站彼此之間供熱效果相同為目標(biāo)。
5.2
針對問題3、5、7也就是一級網(wǎng)回水溫度的限制、系統(tǒng)震蕩問題、熱力站規(guī)模較大問題采用限制幅度，逐漸調(diào)勻的調(diào)節(jié)方式。由于系統(tǒng)的大慣性及傳輸延遲，因此不能單獨(dú)熱力站分別調(diào)節(jié)的方法連續(xù)調(diào)節(jié)，否則將引起系統(tǒng)振蕩。兩次調(diào)節(jié)的時間間隔不能太短，而應(yīng)采取“等等看看”的策略，待溫度基本達(dá)到穩(wěn)定后再進(jìn)行下次調(diào)整。整個調(diào)節(jié)不是一兩次完成，而是使各熱力站二次側(cè)供回水平均溫度逐漸趨于一致的動態(tài)過程，因此，每次增壓泵轉(zhuǎn)速或閥門調(diào)節(jié)的幅度不能太大，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定。
5.3對于問題4的解決方案。每年采暖前，由監(jiān)控中心向首站發(fā)送設(shè)計(jì)熱負(fù)荷、設(shè)計(jì)供回水溫度和設(shè)計(jì)流量數(shù)據(jù)。監(jiān)控中心向首站提供當(dāng)年估算設(shè)計(jì)熱負(fù)荷、估算設(shè)計(jì)供回水溫度和估算設(shè)計(jì)流量數(shù)據(jù)，通過頭幾天平均氣溫與室內(nèi)平均溫度進(jìn)行測算，修正上述數(shù)據(jù)，提供當(dāng)年的供熱各參數(shù)與氣溫關(guān)系表。集輸南熱力站是離熱電廠最近的設(shè)增壓泵的熱力站，定為控制點(diǎn)。監(jiān)控中心將控制點(diǎn)集輸南熱力站的增壓泵進(jìn)出口壓差（輔助控制信號）、一級網(wǎng)供水管進(jìn)口流量和二級網(wǎng)供回水平均溫度信號傳送給首站。主要由壓差信號來輔助控制首站循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速及并聯(lián)出口壓力，保證控制點(diǎn)的增壓泵工作在預(yù)定的壓差范圍內(nèi)且二級網(wǎng)供回水平均溫度與氣溫相適應(yīng)。在管網(wǎng)無故障檢修的正常工況下，由平均氣溫控制首站循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速和集輸南熱力站增壓泵壓差信號控制是一致的。
5.4引入用戶室溫實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)為以用戶室溫達(dá)標(biāo)為最終目的指導(dǎo)熱力站的調(diào)節(jié)。采用在典型（代表型）用戶室內(nèi)安裝溫度監(jiān)測變送器通過GPRS技術(shù)將用戶室溫實(shí)時傳送到監(jiān)控中心從而有效的指導(dǎo)熱力站的調(diào)節(jié)。
6 效益分析
通過采用以上控制策略主要收益如下：
6.1實(shí)現(xiàn)一次網(wǎng)各熱力站的熱力工況平衡，可獲得5%的擴(kuò)供能力，可消除大部分低溫不熱戶；
6.2實(shí)現(xiàn)熱源、熱力站的氣溫補(bǔ)償調(diào)節(jié)可節(jié)能12%以上；
6.3合理的控制一級網(wǎng)增壓泵和二次網(wǎng)循環(huán)泵的運(yùn)行方案，可節(jié)電多達(dá)15%；
6.4實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的集中采集與管理，分析、評價供熱效果，指導(dǎo)運(yùn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)熱力站的無人值守，節(jié)省大量的人力資源。
結(jié)束語：
根據(jù)上述分析，對于勝利油田集中供熱系統(tǒng)的管理模式，在近期采用按面積收費(fèi)時熱網(wǎng)應(yīng)采用均勻性調(diào)節(jié)。對各個熱力站供水閥門和增壓泵的調(diào)節(jié)應(yīng)該以各個熱力站彼此之間供熱效果相同為目標(biāo)，即最終目標(biāo)為用戶室內(nèi)溫度達(dá)標(biāo)，同時最大程度的創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會效益。
根據(jù)上述分析，對于勝利油田集中供熱系統(tǒng)的管理模式，在近期采用按面積收費(fèi)時熱網(wǎng)應(yīng)采用均勻性調(diào)節(jié)。對各個熱力站供水閥門和增壓泵的調(diào)節(jié)應(yīng)該以各個熱力站彼此之間供熱效果相同為目標(biāo)，即最終目標(biāo)為用戶室內(nèi)溫度達(dá)標(biāo)，同時最大程度的創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會效益。
