集中供熱系統(tǒng)中的環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用

冉春雨 王楊洋

摘要：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)物和物、人和物之間信息的有效銜接、處理和綜合利用。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到集中供熱系統(tǒng)中能夠進(jìn)一步提升城市供熱的效能，增強(qiáng)城市供熱的安全性和可靠性。為此，文章在闡述物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)涵、特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合集中供熱系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合具體實(shí)例分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在集中供熱系統(tǒng)中的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);集中供熱系統(tǒng);城市供熱;數(shù)據(jù)信息

中圖分類(lèi)號(hào)：X3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）08-0-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.144

Application of environmental protection internet of things technology in central heating system

Ran Chunyu，Wang Yangyang

（Jilin University of Architecture and Technology，Changchun Jilin 130114，China）

Abstract： Internet of things technology can realize the effective connection， processing and comprehensive utilization of information between things and things. The application of Internet of things technology to central heating system can further improve the efficiency of urban heating and enhance the safety and reliability of urban heating. Therefore， on the basis of expounding the connotation and characteristics of the Internet of things， combined with the present situation of the development of the central heating system， combined with a concrete example， this paper analyzes the application of the Internet of things technology in the central heating system.

Key words： Internet of things technology; Central heating system; City heating; Data information

當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被人們廣泛 應(yīng)用到建筑節(jié)能、污水處理、消防、燃?xì)庀到y(tǒng) 打造、地理信息系統(tǒng)等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，有效帶動(dòng)了各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)集中供熱系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程抄控、傳輸、存儲(chǔ)、分析，及時(shí)調(diào)整供熱方案，優(yōu)化能源配置，進(jìn)而提高供熱系統(tǒng)管理效率和運(yùn)轉(zhuǎn)安全性，在最大限度上降低集中供熱系統(tǒng)發(fā)展對(duì)周?chē)h(huán)境的污染。為此，文章結(jié)合實(shí)際就物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行探究。

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

物理網(wǎng)主要是指通過(guò)有線和無(wú)線通訊方式，以實(shí)際世界數(shù)據(jù)信息的收集、處理、反饋、應(yīng)用為主要任務(wù)的，以網(wǎng)絡(luò)作為信息傳遞載體的，能夠?qū)崿F(xiàn)人和物、物和物之間的信息交互系統(tǒng)。整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)劃分為三層，具體如表一所示。第一，感知層。物聯(lián)網(wǎng)中的感知層主要是利用傳感器來(lái)對(duì)物品信息進(jìn)行采集和感知。在傳感節(jié)點(diǎn)位置上，通過(guò)對(duì)信息的處理和通訊能夠和其他物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間形成一種交互關(guān)系，為信息的傳遞提供重要支持。感知層中涉及到的傳感器包含無(wú)線射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、激光掃描等。第二，網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層主要是指將現(xiàn)行的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)作為一種信息溝通的基礎(chǔ)，在云計(jì)算技術(shù)的作用下來(lái)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和存儲(chǔ)。第三，應(yīng)用層。應(yīng)用層是物聯(lián)網(wǎng)信息處理的終極目標(biāo)，在具體操作的時(shí)候能夠?qū)Ω兄獙铀@取的各類(lèi)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)性的處理分析，在數(shù)據(jù)系統(tǒng)作用下來(lái)對(duì)之前制定的程序進(jìn)行處理，最終得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。

2 集中供熱系統(tǒng)

集中供熱在我國(guó)北方地區(qū)實(shí)施多年，是整個(gè)城市發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在建筑快速發(fā)展和城市規(guī)模擴(kuò)大的背景下，供熱系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)了多與供熱、自動(dòng)控制滯后等問(wèn)題，整個(gè)鍋爐的運(yùn)行不符合節(jié)能環(huán)保的發(fā)展要求。

在熱源供應(yīng)鍋爐運(yùn)行熱效率方面，國(guó)家先進(jìn)平均水平標(biāo)準(zhǔn)在80%-85%之間。和先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)集中供熱系統(tǒng)熱鍋爐的運(yùn)行效率僅僅在65%-70%之間，和世界先進(jìn)水平相比處于一種落后的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。

在分析這些低熱效率產(chǎn)生的原因發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致供熱系統(tǒng)供熱不符合要求的原因是燃用煤大多是散燒處理，在具體操作的時(shí)候沒(méi)有經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的篩選和洗選處理。同時(shí)，當(dāng)前我國(guó)供熱鍋爐大多是愛(ài)低負(fù)荷的環(huán)境下運(yùn)作，機(jī)械本身沒(méi)有發(fā)揮出良好的燃燒租用，由此在集中供熱系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)了熱損失和過(guò)?？諝庀禂?shù)。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用必要性分析

當(dāng)前，國(guó)家已把節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境作為我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本國(guó)策。同時(shí)在《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)城鎮(zhèn)供熱體制改革的意見(jiàn)》中明確提出了我國(guó)實(shí)施計(jì)量供熱的目標(biāo)。

但是從發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，我國(guó)供熱采暖工作的開(kāi)展往往需要消耗較多的資源、能源，為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)這些資源、能源的合理利用需要強(qiáng)化供熱計(jì)量共走，通過(guò)科學(xué)的供熱計(jì)量操作來(lái)在最大限度上大大熱系統(tǒng)節(jié)能發(fā)展的目的。

我國(guó)供熱系統(tǒng)計(jì)量工作開(kāi)展普遍面臨數(shù)據(jù)應(yīng)用問(wèn)題和數(shù)據(jù)上傳統(tǒng)計(jì)分析問(wèn)題。在數(shù)據(jù)應(yīng)用過(guò)程中如果沒(méi)有對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)合理的利用將會(huì)使得大量的供熱數(shù)據(jù)變成一種數(shù)據(jù)垃圾，不僅加大了各類(lèi)數(shù)據(jù)信息的綜合管控難度，而且還會(huì)影響供熱系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展。供熱系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息上傳問(wèn)題主要是指在城區(qū)發(fā)展規(guī)模擴(kuò)大的背景下以往的人工抄表方式不可避免的出現(xiàn)了較大的人力成本消耗和收費(fèi)不合理問(wèn)題。在這樣的發(fā)展情況下怎樣富有效率的將計(jì)量數(shù)據(jù)上傳到供熱單位已然成為供熱計(jì)量領(lǐng)域發(fā)展需要思考和解決的問(wèn)題。

4 基于節(jié)能環(huán)保角度的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在某地區(qū)熱力公司供熱工程集中供熱系統(tǒng)中的運(yùn)用

4.1 某地區(qū)熱力公司供熱工程概述

某地區(qū)熱力公司供熱工程在1990年建設(shè)完工，在經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，某地區(qū)熱力公司供熱工程初具規(guī)模，具備了將數(shù)據(jù)上傳到公司總調(diào)度室的發(fā)展條件。但是從發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，當(dāng)前，某地區(qū)熱力公司供熱工程總調(diào)度室在具體發(fā)展的過(guò)程中無(wú)法實(shí)時(shí)性的監(jiān)控各個(gè)分工公司所采集的熱網(wǎng)實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)信息。某地區(qū)熱力公司供熱工程熱電站管理大部門(mén)采取的是人工操作模式，站內(nèi)設(shè)施設(shè)備的檢查也是由人工完成的，檢測(cè)效率和準(zhǔn)確性有待提升，且在檢測(cè)的過(guò)程中不可避免的出現(xiàn)了資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。

4.2 基于節(jié)能環(huán)保角度的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在某地區(qū)熱力公司供熱工程集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.2.1 熱網(wǎng)的節(jié)能平衡調(diào)節(jié)和監(jiān)控系統(tǒng)

熱力公司供熱工程中的熱網(wǎng)平衡監(jiān)控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)熱網(wǎng)以及熱力站工作的監(jiān)控管理工作，同時(shí)還能夠協(xié)助、調(diào)度值班人員，為熱網(wǎng)平衡系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供重要支持。熱力公司供熱工程中的熱網(wǎng)平衡監(jiān)控系統(tǒng)中心應(yīng)用先進(jìn)的通信服務(wù)設(shè)施、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等來(lái)對(duì)供熱系統(tǒng)的溫度、壓力、循環(huán)泵、補(bǔ)水泵使用情況進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)控結(jié)果對(duì)室內(nèi)外溫度補(bǔ)償、水資源 補(bǔ)償?shù)冗M(jìn)行調(diào)控。

4.2.2 熱源的節(jié)能改造

某地區(qū)熱力公司供熱鍋爐建設(shè)比較早，在建設(shè)初期沒(méi)有采取相應(yīng)的節(jié)能技術(shù)來(lái)對(duì)鍋爐燃燒設(shè)備進(jìn)行節(jié)能處理，特別是沒(méi)有對(duì)熱源系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，在無(wú)形中浪費(fèi)資源?；诠?jié)能環(huán)保角度的熱源節(jié)能改造需要結(jié)合實(shí)際情況來(lái)選擇和調(diào)整鍋爐房煤改氣工程，選擇適合的位置來(lái)作為煤炭資源的開(kāi)發(fā)處理場(chǎng)地。同時(shí)，在操作的過(guò)程中還需要對(duì)供暖熱負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定最終的鍋爐應(yīng)用臺(tái)數(shù)。

4.2.3 無(wú)人值守?zé)崃φ颈O(jiān)控系統(tǒng)

無(wú)人值守?zé)崃φ颈O(jiān)控系統(tǒng)能夠根據(jù) 供熱系統(tǒng)室內(nèi)外平均溫度信息 來(lái)預(yù)測(cè)和監(jiān)控溫度，并根據(jù)熱力站指標(biāo)制定的情況計(jì)算出熱力站建設(shè)所需要花費(fèi)的熱量，并將獲得的數(shù)據(jù)信息作為二次網(wǎng)調(diào)節(jié)的參考，及時(shí)修正室外溫度參數(shù)。

無(wú)人值守?zé)崃φ颈O(jiān)控系統(tǒng)在具體運(yùn)行的時(shí)候一般會(huì)采取一補(bǔ)二的方式進(jìn)行操作，即將一次管網(wǎng)中的水資源充分補(bǔ)充道二次管網(wǎng)中，從而更好地滿(mǎn)足二次管網(wǎng)系統(tǒng)用戶(hù)的使用要求。在具體操作的時(shí)候根據(jù)熱力站的地理位置分布情況會(huì)采取有線或者無(wú)線的信息傳輸方式，借助物聯(lián)網(wǎng)這種通信媒介來(lái)強(qiáng)化對(duì)數(shù)據(jù)信息傳輸速度和參數(shù)的合理把控，并在關(guān)鍵部位設(shè)置必要的監(jiān)視攝像機(jī)、人體傳感器、 基本操控控制閥門(mén)等。

4.2.4 監(jiān)控供熱管道的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用下不僅能夠?qū)崟r(shí)性的監(jiān)控各個(gè)供熱管道的能耗情況，而且還能夠?qū)崟r(shí)性的監(jiān)控?zé)峋W(wǎng)失水量和水泵應(yīng)用狀態(tài)。在具體操作中，供熱系統(tǒng)能耗控制是整個(gè)供熱系統(tǒng)節(jié)能減排的重要環(huán)節(jié)，在該系統(tǒng)的作用下能夠?yàn)楣崞髽I(yè)和相關(guān)部門(mén)發(fā)展提供有針對(duì)的數(shù)據(jù)信息支持。

4.2.5 地下管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

熱網(wǎng)地下管網(wǎng)在應(yīng)用的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)跑、冒和漏等現(xiàn)象，由此對(duì)整個(gè)熱網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生了不利的影響。為此，在熱網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中相關(guān)人員要以預(yù)防為主，及時(shí)發(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用隱患。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用下能夠?qū)芫W(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)，幫助相關(guān)人員能夠更好地了解管段、管道連接件、分支節(jié)點(diǎn)、焊口等位置是否出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的作用下可以在管線上選取一定數(shù)量的熱力管井、管溝等，并在管井、管溝中安裝溫度傳感器、壓力傳感器等，實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)閥門(mén)、補(bǔ)償器溫度信息的監(jiān)測(cè)。在供熱管線出現(xiàn)故障問(wèn)題的時(shí)候，周?chē)墓芫疁囟葌鞲衅鱾骰販囟葧?huì)提升，壓力傳感器的數(shù)值相應(yīng)的會(huì)降低。

5 結(jié)束語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用能夠?yàn)槌鞘泄嵯到y(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行提供重要的力量支持，增強(qiáng)城市供熱系統(tǒng)的節(jié)能、安全、環(huán)保性能。但是從發(fā)展實(shí)際情況來(lái)看，雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益完善，但是受多種因素的影響，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用沒(méi)有真正普及，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在供熱系統(tǒng)發(fā)展中的監(jiān)督管理還有待強(qiáng)化。為此，在新的歷史時(shí)期需要相關(guān)人員不斷創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用，推動(dòng)熱計(jì)量工作的深化發(fā)展，從而更好的發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市集中供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用作用。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2019-05-20

基金項(xiàng)目：本文系2017年度吉林省省級(jí)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目“基于物聯(lián)網(wǎng)的集中供熱系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化推廣”（課題編號(hào)2017C017-3）階段性研究成果）。

作者簡(jiǎn)介：冉春雨（1954-），男，漢族，碩士研究生，教授，建筑熱能工程專(zhuān)業(yè)、研究方向?yàn)榕ê涂照{(diào)系統(tǒng)節(jié)能。