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浅谈智能采暖控制系统的应用
摘要 　能源消耗是企业的一项重要支出，面对国家战略任务和约束性指标要求,工业企业应切实采取有效措施，大幅提高能源利用效率，增强了企业的竞争力.以保定保变电气股份有限公司采暖系统的技术改造为例,对智能采暖控制系统的应用进行了简要介绍.
关键词 　节能 　技术改造 　采暖 智能控制

前言
工业是国民经济的主体，也是能源资源消耗的主要领域，如何提高能源的利用率和节约能源成了工业企业一个越来越重要的课题。对于企业来说,通过管理和技术创新，做好节能工作不但是落实国家法律法规以及相关政策的具体举措，也是企业经营过程中降本增效、提高企业竞争力的本质要求，更是企业对于我国关于建立能源节约型和环境友好型社会所应尽的社会责任。下面笔者以采暖系统的技术改造为例，简要谈谈所采取的节能措施。
1 　采暖供热系统节能潜力分析
厂区的采暖供热热源为来自保定大唐热电厂的过热蒸汽，经过换热站汽水交换后向各车间、仓库及行政办公楼等处供应95℃/75℃热水进行冬季采暖，各个建筑的采暖供热耗能占到了整个采暖季蒸汽能耗的30%。
系统改造前，由操作者根据室外气温人工控制阀门，达到控制进入换热器的蒸汽流量。由于室外气温变化频繁，人工控制相对滞后,不能及时的调整，造成一定程度的能源浪费.同时，公司生产多为一班制（长白班），下班后至次日上班前时间,仍按正常供暖，造成了能源的大量浪费。
经过分析讨论,我们认为冬季厂区采暖在蒸汽控制方法上有较大的改进空间，可以通过分时控制达到较好的节能效果。根据采暖系统的运行现状，并考虑生产的实际情况,经过初步测算,如在夜间采暖时只保证采暖建筑5℃的值班温度情况下（确保建筑内消防水、工艺用水管道不冻裂），并充分考虑夜间加班等情况,在夜间的22：00至次日4:00时间通过回水水温控制使采暖建筑维持在值班温度以上，估算每个采暖季可节约蒸汽约1500t，折合费用约20万元。考虑到自控系统根据昼间气温变化（中午时气温高）而调整较人工控制滞后小的节能情况，效果将会更佳。
二、系统组成及原理
1、电动控制阀1只：在热交换站的蒸汽管道上安装电动自动控制阀门，控制进入汽水换热器的蒸汽流量.
2、涡街流量计1只:在热交换站的蒸汽管道上安装涡街流量计1只：根据蒸汽的压力及温度计量蒸汽瞬时流量。
3、温度传感器4只:在采暖供水管道、采暖回水管道、室外安装温度传感器，分别测量采暖供水、采暖回水、室外气温的温度。
4、控制箱：在控制室内安装控制箱，根据不同的参数控制电动调节阀的启闭和开度，达到控制蒸汽流量的目的；并能检测热水循环泵运行工况，确保水泵发生故障时自动关闭蒸汽阀门，以免发生安全事故.
5、运行原理：系统运行时,通过各只温度传感器向控制箱反馈温度信号，控制箱将所有测到的温度与设定的温度参数进行比较和IP运算,向电动控制阀输出执行信号，控制电动阀调节开度,改变蒸汽流量，使管道热水温度保持恒定温度，从而达到控制温度的目的。
智能采暖控制系统组成及原理见下图：
三、系统调试运行
系统安装后在采暖季投入运行，在正常采暖时段（每日4：00~22：00）按户外气温对供水水温进行设定。按照设定的户外气温—供水水温曲线控制运行，户外气温为0℃时供水水温66℃；户外气温为—9℃时供水水温95℃，并根据各采暖建筑的实际采暖效果在控制面板上调节供水水温.在节能运行时段(夜间的22:00至次日4：00），该系统自动转入节能运行，通过控制回水温度以保证采暖建筑的值班温度。经不断的摸索实践，并经过与换热站操作工的交流后认为：将回水温度控制在不低于30℃，即可保证所有采暖建筑的值班温度在5℃以上.经过两个采暖季的观察，系统运行稳定，能满足各建筑物采暖季的需求。
四、用汽计量及节约蒸汽量计算
为了解每个采暖季的蒸汽节约量，设定了相应的测试计量办法，以便使节能效果量化。选择采暖季代表性月份（12月或1月），共进行为期16天计量测试，计算节能率和节能量.具体方法如下：
⑴ 由人工控制运行4天，读取耗能量Q1；
⑵ 后切换成由智能自动控制系统控制运行8天，读取耗能量Q2；
⑶ 后切换成改造前人工控制运行4天，读取耗能量Q3;
⑷ 则改造前系统运行8天的耗能量:Q4 =Q1+Q3;
⑸ 改造后系统运行8天的耗能量：Q2
⑹ 计算节能率:N=（Q4—Q2)/Q4×100%
⑺ 采暖季节能量计算:
⑻ 采暖季结束后，通过采暖初期蒸汽流量读数和采暖季结束后蒸汽流量读数之差，计算整个采暖季蒸汽用量Q改后；
⑼ 以测试期的计量数据推算的节能率来代表整个采暖季的节约量，进而推算改造前整个采暖季用汽量：Q改前= Q改后/（1—N)；
⑽ 则整个采暖季节约蒸汽量: Q节=Q改前- Q改后= Q改后/（1—N)— Q改后；
因测试期间采用人工控制时间仅为8天，占整个采暖季（120天)的6.7％，对整个采暖季蒸汽量计算影响很小,因此，不再对计量测试期间因采用人工控制与自动控制的蒸汽流量差值进行计算统计上的修正。
五、效果分析
经过2014~2015采暖季的运行，QC小组对智能采暖控制系统的运行效果跟踪监控表明,该系统运行稳定，达到了当初设定的目标.在2015年采暖季结束后，根据节能率计算办法测算，系统改造后的节能率达到31。7％，节约过热蒸汽约3000t/年(折合标准煤约300t/年），折合为企业节约生产成本约55万元/年，取得了良好的节能效果，并为企业降低了生产成本。
结语
运用智能系统对采暖系统进行控制，可以产生很大的节能效果，取得较大的经济效益与社会效益,具有很好的推广应用价值。同时我们也应该认识到,采暖系统的改造是一个系统工程，不是简单地更换一些设备就能达到效果,必须全面考虑，分步实施，正确认识、正确使用是企业节能的根本。合理的方案、产品的质量是系统设备的保障，同时也是企业可持续发展的动力之源。
参考文献
1 　实用供热空调设计手册（第二版）　
作者通联
张昱舟
保定保变电气有限责任公司技改能源部
zhangyuzhou@
071000