一、 目前国内换热站现状与问题：

多年以来国内换热站的供热系统全部采用 人工操作、控制及运行管理 ，在生产过程中根据大致生产生活的需要，采用人工手动调节方式来控制供热系统的水温、补水压力、水箱水位、回水压力等，从而实现供暖期间的运行，但存在的问题如下：

1 、入冬及初春季节早午晚温差较大，最高可达 18-20 ℃ ，人工难以实时调节，不管日气温变化多大，只能恒定阀门开度供热，此时存在能源浪费或者不能满足用户的要求的情况较多。
2. 、由于阀门的尺寸较大，蒸汽温度及压力也较高，人难以操作，即使阀门开度不变的情况下，其蒸汽量也不断波动，实际供热调节温度误差高达 ± 10% 左右，从而造成不可控制的能源浪费。
3. 、除蒸汽系统外，补水系统、回水系统在生产控制上都采用人工方式监视及控制，其准确性和安全生产都有待加强。

根据以上情况，及结合实现国家建设节能型社会的要求，提高能源综合利用和管理水平的要求，有必要对传统换热站进行节能智能改造。

二、 改造意义：

1. 国内供热系统多，能耗量大，实现科学合理的供热控制及搞好供热系统的网络管理，实现节能降耗有着重要及长远的意义，已在这也是今后国家的一个重要任务。

2. 自控供热及节能系统，已在许多企业及部门被采用，并收到很好社会及经济的效益，并得到了广泛的推广和应用。

3. 在实现自动智能控制后， 操作人员可在控制柜人机界面或工业计算机上控制并监视系统的全部运行参数 ，节省了人力资源，提高了劳动效率，合理的保证了操作人员的人身安全。

4. 可根据气候变化、人为需要等各方面要求进行程序设定及自动跟踪调整，可以达到很高的准确性和适应性。

5. 对于人为及外界因素可能造成的水压、水位变化即时进行即时调节或报警，避免和减少设施故障及事故的发生率。

6. 对科学的控制和掌握不同系统的供热负荷情况，实现系统的网络化管理和决策有着重要的意义。

三、主要功能：

1 、 供热的质调节：按照设计程序，通过电子调节阀及 PID 控制系统对汽水换热系统的供水温度进行质的准确控制。

2 、 供热的量调节：对循环供水系统其中一台（兼两台）水泵的控制启动，采用变频控制及恒压控制调节。

3 、 系统在线控制：对循环回水系统的回水压力及补水量进行在变频线控制并同时通过旁路兼顾冷凝余水的外输出。

4 、 液位控制：对冷凝回水箱水位进行水位显示及液位控制。

5 、 全系统监视及控制，主要控制参数的安全报警。

6 、 采用不间断电源保证停电时的自动安全保障。

7 、 供水及回水事故状态蒸汽系统的联锁安全控制。

8 、 为能源的计算机网络化管理提供界面接口。

三、 主要内容：

1. 对加热器蒸汽管道进行改造，包括管网布局、阀门设置及仪表移位。

2. 对原有设施大部分仪表，应由企业委托有资质计量部门校对，确定是否可用。由其对于蒸汽孔板流量计进行重点校核，以确定是否更换。

3. 采用电子调节阀控制蒸汽流量方式，通过干路对换热器组进行加热控制，按照人为需求及专有程序实现智能化控制，可以合理、准确、适时、适量的使用蒸汽，控制误差 ≤ ± 2% ， 节热率 >10% ，大幅度节约蒸汽能源。

4. 原有循环泵及补水泵系统工作状态及主要参数在新改造系统中进行显示，从而实现系统对主要设备的监视功能，

5. 系统检测多处系统工作信号，并通过西门子 S7-300PLC 进行综合运算，以实时控制所有控制设备的工作状态，完成换热站的智能化控制。

6. 各参数检测元件采用高精度可靠元件，量程为 0-100 ℃ ，输出信号为 4-20mA 。

7. 蒸汽电子调节阀由 UPS 电源供电，为系统停电作短时紧急电源。

8. 目前该换热站供热系统采用一台或几台水泵全压运行，仍有一定的阀门间隙没有打开，上了变频恒压供水后，可将该阀门全部打开，但同时变频器使电机转速降低来调节压力，产生节电效果；另外，运行过程中存在同时启动两台循环泵的工作状况，而两台泵同时运行时，水泵出口阀门将关闭很多，势必造成大马拉小车的状况，上了变频恒压供水后，可将阀门全部打开，但同时变频器使电机转速降低来调节压力，节电效果比两台泵工作要高得多。

所以实际供热中存在准确的量化控制问题，同样存在较高的能耗，改造后，采用一台供水专用变频器对循环泵回水压力进行闭环控制，实现回水压力的自动调节，节电效率很高。

9. 冷凝水箱的水位实现电动阀自动补水控制及开泵联锁，减少人工操作量，同时能在人机界面上实时连续显示当前水箱水位 , 对于富余冷凝水采取泵送或切换阀进入管网回收。

10. 系统可根据循环水量有无、回水压力上下限、系统失电等情况自动关闭或打开电子蒸汽调节阀门，保证系统安全可靠地工作。

11. 换热站内补水泵上一台变频器，并实现上位机手 / 自动启停，实现水箱水位、补水阀、补水泵、管道回水压力之间的联锁控制。

12. 本着尽量减少投资的原则，原系统所有电气控制设备尽量利旧，只增加必要的控制设备，确定无法使用的设备，应另行考虑。

13. 系统重要参数的报警功能齐全，包括系统及设备的主要工作压力、温度、液位等在控制限外时及时报警，以便迅速处理，从而保护系统的安全，为保证长期运行率提供技术保障。

14. 换热站总体采用一台（建议备用一台）数字调节电动阀门控制本换热站主进气管道蒸汽流量的自控系统实现供水温度的 45-80 ℃ 在线控制，系统可根据用户设定及外部气温进行调质控制。

15. 全系统运行参数通过 SIEMENS 人机界面或工业计算机的集中监控，运算功能由 SIEMENS 公司 S7-300PLC 实现。

四、 技术特点：

1. 为减少投资和降低管道改造难度，采用干路控制调节方式进行调节，在开车阶段调节支路平衡，系统稳定后可实现调整过程。

2. 蒸汽阀采用质量可靠的日本进口 高精度数字调节阀门 进行 PID 闭环控制，从而实现程序所需求的温度的准确控制。由此可免去人工调节进汽阀门，避免随机性、误差性、难操作及难控制的问题 。

3. 系统采用 SIEMENS 公司的 S7-300PLC 进行现场压力及温度信号的采集，进行信号的运算及处理，完成所有程序工作内容，以达到最佳的供热效果。

4. 上位机显示工艺流程图及所有的系统参数包括电流、电压、供、回水温度、压力及蒸汽调节阀开度、各种参数的累积量、两端母线电压、设备运行状态等参数。

5. 管道系统改造后 , 供热系统仍保留原有系统所有手动控制功能，又增加了一套自动化控制系统，两套系统可实现互为备用，整个供热系统安全性增加一倍，增强了整个系统的运行稳定性。

6. 在以往系统改造的经验基础上，加强了对软、硬件系统的保障功能，在非正常操作情况下，保证设施不超温、不超压，恢复容易，极大增强了全系统的的先进性和可靠性。

7. 可以按照暖通专家及国际权威部门多年来提供的供热曲线根据外界环境温度变化自动控制供热温度，实现供热的智能化。

8. 事故保障系统齐全，对停电、超温、超压、低温、低压、水位、无水等现象进行全面监控并及时启动保护装置处理及发出报警信号。

9. 结合企业特点进行合理设计，并满足企业生产工艺要求。

五、 社会效益分析：

按照我公司在多个换热站的成功改造经验表明，供热系统的智能控制改造的实施，对改善换热站的操作条件，节能降耗的作用是明显的，按照节能率 10% 左右计算，按照目前蒸汽成本考虑，在一个采暖期基本可收回改造投资，通过进一步的与系统的结合和配套完善其系统将得到更的优化，技术的先进和保障性更强，经济及社会效益将更加显著。

通过以上改造的实施和进一步扩展推广后，将对国内所有供热系统的传统控制方式产生变革，它为提高劳动生产率，实现节能技术的采用及集中管理提供良好的技术保证，为建设节能型社会作出应有的贡献