城市供熱自動化節(jié)能減排技術(shù)研究應(yīng)用

孟麗麗

（太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司，太原030009）

1 引言

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市集中供熱需求越來越大，耗費(fèi)的能量和資源也越來越多。在城市集中供熱過程中，供暖與生活熱水是最主要的供熱內(nèi)容之一，直接關(guān)系著人們的日常生活。城市集中供暖以供熱管網(wǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)行能源資源的供應(yīng)，具有一定的復(fù)雜性和連續(xù)性，傳統(tǒng)的鍋爐房供熱方式供熱效率低，安全性能不高，容易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

2 供熱自動化節(jié)能減排技術(shù)概述

2.1 分層管控技術(shù)

分層管控技術(shù)主要是針對供熱管道管理的三級管理體系，包括一級管理站、二級管理站以及三級管理站。

一級管理站指的是整體供熱管道的調(diào)控中心，通過調(diào)控中心可以及時(shí)進(jìn)行各個(gè)監(jiān)控分站各項(xiàng)數(shù)據(jù)的采集以及監(jiān)控，并且科學(xué)地進(jìn)行異常數(shù)據(jù)和控制命令之間的傳輸控制。

二級管理站指的是各個(gè)三級管理站以及調(diào)控中心之間的傳遞中心，主要是采集不同區(qū)域的供熱需求，具備通信功能、數(shù)據(jù)采集功能、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能以及管理功能4種功能。其中，數(shù)據(jù)采集功能是對整體控制區(qū)域供熱數(shù)據(jù)以及管道運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的信息的收集，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)不一致時(shí)，會將相關(guān)數(shù)據(jù)信息反饋給調(diào)控中心進(jìn)行處置。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能指的是利用一級管理站和三級管理站的中介站進(jìn)行相關(guān)供熱具體情況信息的傳達(dá)，這樣可以將管理站的具體命令傳遞給三級管理站?；跀?shù)據(jù)采集基礎(chǔ)而發(fā)展的管理功能主要是通過管道數(shù)據(jù)采集的相關(guān)信息，使整個(gè)供熱管道處于合理的監(jiān)控范圍內(nèi)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況并進(jìn)行解決，保證供熱管網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和安全性。通訊功能是供熱自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵功能，除了發(fā)送上級信息以及數(shù)據(jù)傳遞與轉(zhuǎn)發(fā)，還可以通過系統(tǒng)與一級管理中心進(jìn)行可靠的溝通，并有效調(diào)控管道的相關(guān)問題，確定供熱范圍以及供熱的水平，也方便后續(xù)工作人員對供熱管道的問題進(jìn)行維護(hù)。

三級管理屬于中繼站的熱量管理，當(dāng)監(jiān)控分站轉(zhuǎn)發(fā)的操作指令被中繼站的下位機(jī)所接受之后，可以能夠保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，并完成各項(xiàng)熱量調(diào)控的工作[1]。

2.2 熱量三級管理結(jié)構(gòu)

在熱量三級管理結(jié)構(gòu)中，管理網(wǎng)絡(luò)的最高層為調(diào)控中心，網(wǎng)絡(luò)采用雙網(wǎng)接入的方法，可以同時(shí)利用生產(chǎn)網(wǎng)和管理網(wǎng)對調(diào)控中心各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行在線的查詢，下達(dá)各個(gè)操作指令的服務(wù)器裝設(shè)有2個(gè)網(wǎng)卡，一個(gè)用于數(shù)據(jù)庫的連接，另一個(gè)進(jìn)行指令的發(fā)布，避免對其他的查詢功能以及訪問功能造成干擾。作為下一級的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控分站，彼此之間是平等的，彼此的運(yùn)行和訪問不會受到其他分站的影響，繼電站的PLC系統(tǒng)屬于第三網(wǎng)絡(luò)站，通過監(jiān)控分站以及無線網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)互聯(lián)功能[2]。

3 城市供熱自動化節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用

3.1 氣候補(bǔ)償

城市供熱自動化系統(tǒng)的氣候補(bǔ)償器通常會安裝在換熱站或鍋爐房，能夠動態(tài)調(diào)節(jié)熱源回水溫度，結(jié)合室外溫度以及供熱系統(tǒng)的客觀需求實(shí)現(xiàn)按需求供熱，減少能源資源的浪費(fèi)。氣候補(bǔ)償器可以結(jié)合用戶設(shè)定的具體時(shí)間內(nèi)的室內(nèi)溫度需求，按照設(shè)定的局限進(jìn)行供水溫度的自動調(diào)解，從而完成供水溫度氣候補(bǔ)償工作，并結(jié)合室內(nèi)溫度傳感器進(jìn)行身份補(bǔ)償，限定最低回水溫度。與此同時(shí)，室內(nèi)溫度傳感器也可以對室內(nèi)溫度的變化進(jìn)行自動監(jiān)控，從而有效調(diào)節(jié)水溫，實(shí)現(xiàn)室溫補(bǔ)償?shù)哪康?，減少熱源的消耗，預(yù)計(jì)熱源的損失。

3.2 水力平衡技術(shù)的應(yīng)用

水力平衡技術(shù)是一種傳統(tǒng)的供熱自動化節(jié)能減排技術(shù)，雖然已經(jīng)被多數(shù)地區(qū)淘汰，但是我國仍然有部分區(qū)域使用水力平衡技術(shù)進(jìn)行供熱系統(tǒng)的維持。水力平衡技術(shù)通常情況下會應(yīng)用于一個(gè)區(qū)域供熱總網(wǎng)絡(luò)過程中，在供熱管網(wǎng)用戶以及截?cái)嗑g安裝專用的調(diào)控設(shè)備，從而解決供熱管網(wǎng)水力平衡的問題。目前，常見的調(diào)控法包括自力式流量、自力式壓差等，自力式流量系統(tǒng)是實(shí)際應(yīng)用的流量系統(tǒng)，能夠在考慮實(shí)際需求的基礎(chǔ)之上通過流量的提前預(yù)設(shè)，維持流量的穩(wěn)定，保證管網(wǎng)中的流量調(diào)控迅速達(dá)到新的標(biāo)準(zhǔn)，避免熱源切換過程中流量的再次調(diào)配而出現(xiàn)水力失調(diào)的問題。該技術(shù)能夠有效調(diào)節(jié)不同樓層間水壓不平衡的問題，保證供水的穩(wěn)定性和安全性，使2個(gè)水平供回水節(jié)點(diǎn)的壓差保持一定的狀態(tài)。自力式調(diào)節(jié)閥會在所處位置負(fù)荷有所波動而導(dǎo)致流量改變的情況下發(fā)生自身的功用，保證水節(jié)點(diǎn)的壓差不會發(fā)生改變，同時(shí)，也會避免環(huán)路中其他散熱器流量的變化。

3.3 樓宇分時(shí)調(diào)控技術(shù)

樓宇分時(shí)調(diào)控技術(shù)是適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的一種新型供暖供熱技術(shù)，能夠?yàn)橛脩籼峁┚?xì)化和自動化的服務(wù)。樓宇分時(shí)調(diào)控技術(shù)主要是根據(jù)時(shí)間段進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)控，主要應(yīng)用于使用時(shí)間具有明顯分段和使用時(shí)間相對集中的樓宇的整體調(diào)控活動。通過在樓宇中安裝專用的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)樓宇整體管理調(diào)控，降低能源資源的消耗。完整的分時(shí)調(diào)控系統(tǒng)主要包括電子控制閥門、溫度變送器、監(jiān)控中心以及集中控制箱等相關(guān)部分組成，通過在每個(gè)樓棟中安裝具備特定接口的熱表以及電磁調(diào)節(jié)閥，可以實(shí)現(xiàn)樓宇分時(shí)分段的調(diào)控。首先，需要預(yù)設(shè)樓棟內(nèi)的運(yùn)行模式，通過現(xiàn)場視頻和操作站，可以對參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并在實(shí)際調(diào)控方案運(yùn)行的過程中收集樓棟內(nèi)控制器的相關(guān)信息，與預(yù)設(shè)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，應(yīng)用電子調(diào)節(jié)閥進(jìn)行合理的調(diào)控時(shí)期，能夠達(dá)到預(yù)期的需求，借助無線通信手段還可以將獲得的數(shù)據(jù)向監(jiān)控中心及時(shí)的上傳，實(shí)現(xiàn)管理和監(jiān)測的遠(yuǎn)程調(diào)控，從而完成中繼站到熱網(wǎng)的自動化監(jiān)控。

3.4 熱計(jì)量技術(shù)

在城市供熱自動化系統(tǒng)中應(yīng)用的熱計(jì)量技術(shù)主要包括用戶熱分?jǐn)偡?、熱?jì)量方法、熱室內(nèi)供暖系統(tǒng)等。熱計(jì)量方法的應(yīng)用指的是將集中供熱系統(tǒng)中的熱力站、熱源樓棟以及用熱單戶作為各個(gè)供熱方，結(jié)合用熱方的熱量結(jié)算點(diǎn)，并安裝相應(yīng)的超聲波熱量表進(jìn)行熱計(jì)量。對住宅和用戶等相關(guān)單位進(jìn)行直接計(jì)量，或者對每戶的供熱量進(jìn)行分?jǐn)偟挠?jì)量，并用熱表進(jìn)行結(jié)算，從而可以對分?jǐn)偡绞接?jì)量的住宅戶進(jìn)行合理的測量，實(shí)現(xiàn)分戶熱計(jì)量，提高熱量計(jì)量的科學(xué)性和穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)按需供熱，從而極大地減少熱源的消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的功能。

4 結(jié)語

綜上所述，城市供熱自動化節(jié)能減排技術(shù)的有效應(yīng)用能夠大量減少城市熱源供應(yīng)過程中的能源損耗，有利于構(gòu)建能源資源節(jié)約型社會，促進(jìn)社會的可持續(xù)發(fā)展。本文主要針對城市供熱自動化節(jié)能減排技術(shù)的相關(guān)概念進(jìn)行探究，指出供熱自動化節(jié)能減排技術(shù)具體的應(yīng)用方式和應(yīng)用對策，希望能夠?yàn)槌鞘械某掷m(xù)穩(wěn)定發(fā)展提供一定的參考。