分时分区供暖控制系统的应用

王翀（长江大学）

分时分区供暖控制系统的应用

王翀（长江大学）

针对现有的油田供暖系统不能根据环境变化及时调整供暖问题的现状，依据油田供暖系统的运行特点，从供暖方式和日常管理两个方面分析存在的问题。通过采用分时分区的供暖方式来控制办公楼宇、工业厂房等室内的温度，以达到在整个供暖季大幅度节能、节电，提高能源利用率的目标，获取更大的经济效益、社会效益和环境效益。

油田供暖分时分区自动调控系统

供暖系统普遍根据室外温度，凭借经验，通过整体调节锅炉燃烧状况的方法控制供暖；当室外温度发生显著变化后，很难在较短时间内将水温调整至理想温度，故一般情况下，为了保证供暖室温，供暖曲线始终高于规范值上限运行，造成能源浪费现象普遍，无法实现经济运行［1］。

热用户中的特殊群体主要指学校教学楼、厂房车间、车库等。油田中心矿区共有较大的特殊采暖用户67个，涉及供暖面积达6.9×104m2。这些热用户的特点是晚上和节假日无人或极少有人在室内工作或学习，然而供暖量并未改变，因此造成能源浪费，存在着很大的节能空间，应采用分时分区供暖的方式［2］。

1　现状

现行的供暖方式要实现分时分区供暖难度较大。主要存在以下问题：

1）由于原有部分管线阀门使用年限较长，腐蚀损坏现象严重，部分阀门已不能正常使用，需更换。

2）要实现分时分区供暖必须经常调节阀门开关度，手动开关阀门，开关度全凭工人的经验，极易出错，不能达到有效控制的目的。

3）人工调控阀门，无法保证及时性［3］。

4）当前，油田地区供暖方式还是采用传统供回水用手动闸阀控制（图1）。

图1　传统供暖方式

2　分时分区供暖控制系统

供暖公司对油田矿区采用分时分区供暖（即依据天气状况对油田矿区单位办公楼、厂房和车库，以及学校等特殊非民用供暖建筑物的供暖环境进行合理的调控）的方法，有效降低供暖曲线，达到节约煤耗、降低成本。分时分区控制技术就是针对热用户，在无人使用的时间段通过控制装置适当降低室内温度，以避免能源浪费［4］。

2.1系统组成

分时分区供暖采用自动调控系统。分区供暖调控系统主要是由控制器、温度变送器、电动调节阀及计算机远程控制系统四部分组成（图2）。

图2　分区供暖调控系统

2.2控制原理

使用同一热源的热用户在用热时间上的差异，在供暖设施来、回水端加装电动调节阀和温度变送器，并设现场控制器进行调控；由现场控制器采集温度传感器测量的末端室温，通过与控制器设定好的温度比较来控制电动调节阀的开度。当检测温度低于设定温度，控制器就控制电动阀加大开度；当检测温度高于设定温度，控制器就控制电动阀减小开度，最终通过调节供水流量来控制室内温度。

温度测量主要有：用户局域热网末端室内温度、供热管路供水温度、回水管路回水温度。根据用户的用热时间存在明显区分的实际情况，将现场检测的热水流量、室内温度、供水温度、回水温度、电动阀开度等信号送至控制器中，控制器将采集来的信号进行分析按照预设模式定时对电动调节阀进行开、关量的调节控制，以实现对供热能量的实时调节。同时，利用无线传输系统将现场检测和控制参数等信息传输至控制中心智能控制系统，控制中心可实时监控各个分控点的供热状况，根据各个分时分区控制点供热能耗变化及时调整供热源锅炉的运行。

3　现场应用及效果

以曙光四小教学楼和采油厂五、六区车库为例，通过对常规供暖和分时分区供暖两种方式能耗情况进行对比，见表1。

1）曙光四小教学楼面积10018m2，取建筑物供暖面积热指标65W/m2，按现行供暖方法全年能耗计算以及采用分时供暖后能耗计算（对于学校特殊供暖的建筑物，分时供暖分为非寒假期间正常供暖和寒假期间的全天值班供暖两部分，其中寒假期间定为30d。非寒假正常供暖期间，采取19：00—4：00共9h的10℃的非正常供暖，剩余15h的正常供暖的分时供暖方法。寒假期间采用5℃全天值班供暖），得出全年节能总量。

2）采油厂五、六区车库面积1036m2，取建筑物供暖面积热指标50W/m2，按现行供暖方法全年能耗计算以及采用分时供暖后能耗计算（根据车库实际所需供暖情况，采取8：00—3：00共19h的10℃的非正常供暖，剩余5h的正常供暖的分时供暖方法），得出全年节能总量。

通过对比，分时供暖的方法是可以实施的，改造投入的安装费用及各项成本在一个供暖期就可以实现收益。针对油田矿区供暖实际情况，单位厂房、车库等可以采用分时供暖的采暖建筑设施占有很大比例，如果采用分时供暖，在节能、节省资源方面都有很大提高，同时又不影响其正常的采暖运行。

表1　分时分区供暖前后能耗情况对比

4　结论

分时分区供暖方式有效提高设备利用率，降低煤耗，节约能源，保持室温，是一种科学合理的供暖方式。油田矿区企事业单位办公楼、厂房和车库以及学校供暖面积占据很大比例，采用分时分区供暖方式具有广阔前景，有利于供暖公司稳定可持续发展。

［1］马强，朱延鹏，于广刚.基于系统工程理论的油田节能管理模式探索与实践［J］.石油石化节能，2014，4（10）：41-44.

［2］刘羽佳.论城市规划设计如何体现环保节能［J］.石油石化节能，2014，4（5）：58-59.

［3］马强，娄银环.浅谈辽河油田高温余热利用［J］.石油工业技术监督，2013，29（1）：58-60.

［4］佟松林.暖通节能措施浅析［J］.石油和化工节能，2015（1）：34-35.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.005.011

2015-03-03）

王翀，现就读于长江大学（油气储运专业），E-mail：Wangd-lh@petrochina.com.cn，地址：湖北省荆州市南环路一号长江大学，434023。