城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)控制構(gòu)架

于堯南

【摘要】本文主要以城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)控制構(gòu)架為重點(diǎn)進(jìn)行闡述，首先分析城鎮(zhèn)集中供熱發(fā)展背景與城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)構(gòu)建影響因素，其次從一級調(diào)整設(shè)置、二級調(diào)整設(shè)置、三級調(diào)整設(shè)置、集中供熱系統(tǒng)控制構(gòu)架設(shè)計要點(diǎn)幾個方面深入說明并探討城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)控制構(gòu)架的相關(guān)思考，最后闡述城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)管理措施，包含質(zhì)調(diào)節(jié)、分階段變流量、管理循環(huán)泵的恒轉(zhuǎn)速、規(guī)劃供熱管輸流程，繼而強(qiáng)化城鎮(zhèn)地區(qū)集中供熱系統(tǒng)運(yùn)作效率，旨意在為相關(guān)研究提供參考資料。

【關(guān)鍵詞】城鎮(zhèn)地區(qū);集中供熱系統(tǒng);控制構(gòu)架;相關(guān)思考析? ? 【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.36.122

城市集中供熱在數(shù)多年的發(fā)展與改革中，目前供熱結(jié)構(gòu)已經(jīng)構(gòu)建趨于成熟化，集中控制系統(tǒng)的關(guān)鍵模式便是調(diào)整熱水管網(wǎng)的運(yùn)作過程，最終目標(biāo)是達(dá)到管網(wǎng)水利平衡化。研究集中供熱控制體系的組成結(jié)構(gòu)，整合管網(wǎng)運(yùn)行控制原理，擴(kuò)展系統(tǒng)結(jié)構(gòu)空間，實(shí)現(xiàn)集中供熱控制系統(tǒng)的多個級別調(diào)整。由此可更好的管理好供熱分戶的熱量，減少熱能損失?；诖耍鯓痈咝实倪M(jìn)行城市地區(qū)集中供熱系統(tǒng)控制框架設(shè)計，需要相關(guān)人員細(xì)致分析。

1、城鎮(zhèn)集中供熱發(fā)展背景

在20世紀(jì)起始，城鎮(zhèn)集中供熱便已經(jīng)產(chǎn)生，到目前為止經(jīng)歷從小到大的變革。我國北方城鎮(zhèn)基本上完善進(jìn)行集中供熱，可以說供熱度覆蓋面積有所增加，集中供熱形式不只是可給民生帶來便捷條件，還可讓國家建設(shè)更為美好。集中供熱經(jīng)過多年的轉(zhuǎn)變，多個地區(qū)的熱力企業(yè)相繼建設(shè)，供熱管網(wǎng)擴(kuò)展到城鎮(zhèn)的邊緣，部分經(jīng)濟(jì)水平高的城鎮(zhèn)集中供熱范圍滲透到城鎮(zhèn)附近的村鎮(zhèn)上，以順應(yīng)環(huán)保方針為目的，各個地區(qū)在大范圍推廣集中供熱模式，控制污染物的排放，節(jié)約一定熱能損耗。集中供熱的發(fā)展有所成熟化，綠色供熱與智慧化供熱等相關(guān)形式飛快發(fā)展。城鎮(zhèn)集中供熱起始階段，對應(yīng)供熱模式與供熱思路都擁有著發(fā)展條件。后期運(yùn)作管理或者熱效管理難以讓熱力企業(yè)有所創(chuàng)新，換言之供熱調(diào)節(jié)管理依舊體現(xiàn)人工控制的狀態(tài)，此種高能源消耗的情況表明城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)框架的合理構(gòu)建十分必要。

2、城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)構(gòu)建影響因素

即便國家已經(jīng)大力進(jìn)行城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)構(gòu)建，然而用戶的分戶計量形式與收費(fèi)形式卻尚未及時革新，讓集中供熱系統(tǒng)的構(gòu)建工作受到較多因素影響。第一個因素便是經(jīng)濟(jì)成本高，難以判斷經(jīng)濟(jì)回收。集中供熱本質(zhì)上是環(huán)保戰(zhàn)略環(huán)境中的一種惠民政策，對應(yīng)的供熱范圍要盡可能擴(kuò)展，避免居民自主采暖造成煙氣排放?，F(xiàn)階段的供熱收費(fèi)以政府指導(dǎo)為主進(jìn)行處理，基本上全部熱力企業(yè)都是在政府支持下補(bǔ)貼生存的，那么供熱距離比較長，建設(shè)運(yùn)行成本都是比較高，缺少一定的自我生存與管理能力。第二個因素便是供熱系統(tǒng)不夠完整，對集中供熱控制系統(tǒng)進(jìn)行類別劃分，總體來看一級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案可以實(shí)現(xiàn)、二級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案有部分地區(qū)可以實(shí)現(xiàn)、三級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方案尚未有效被關(guān)注。優(yōu)質(zhì)化的供熱控制系統(tǒng)要包含一級調(diào)節(jié)方案、二級調(diào)節(jié)方案以及三級調(diào)節(jié)方案，因此要進(jìn)一步支持供熱控制系統(tǒng)的范圍擴(kuò)展。第三個因素便是居民用熱理念不夠合理，不相同人群針對居住供熱溫度的具體需求是存在差異性的，也不能統(tǒng)一化的判斷健康標(biāo)準(zhǔn)。按照相關(guān)的衛(wèi)生單位分析結(jié)果，若人員保暖量充分的狀態(tài)下，室內(nèi)溫度指數(shù)在18℃的情況下不會出現(xiàn)冷感，溫度指數(shù)在15℃的情況下會出現(xiàn)一定冷感，要想增強(qiáng)居民的生活質(zhì)量和生活水平，達(dá)到室溫可調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)，初步可把大于16℃記作合格溫度指數(shù)、18℃記作標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)溫度。基于此，并不是室內(nèi)的溫度越高越好，也不是室外需要穿棉襖與室內(nèi)穿背心是高能源消耗的一種供熱模式。而是合理的調(diào)節(jié)供熱結(jié)構(gòu)，給人們帶來舒適的生活溫度。

3、城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)控制構(gòu)架的相關(guān)思考

對集中供熱系統(tǒng)控制構(gòu)架進(jìn)行創(chuàng)設(shè)，要顧及多個級別的溫度調(diào)節(jié)，一級調(diào)整主要是熱力企業(yè)一次管網(wǎng)的溫度優(yōu)化、二級調(diào)整主要是熱力站二次管網(wǎng)的溫度優(yōu)化、三級調(diào)整主要是熱用戶端的溫度優(yōu)化。

3.1一級調(diào)整設(shè)置

針對城鎮(zhèn)集中供熱的一級調(diào)整設(shè)置，即管網(wǎng)溫度調(diào)整涉及熱力站一次性流量調(diào)節(jié)，圍繞調(diào)整理論分析，流量調(diào)節(jié)是量調(diào)整的方式，溫度調(diào)節(jié)是質(zhì)調(diào)整的方式，熱力站一次性系統(tǒng)構(gòu)建基于熱力站的具體供熱面積以及供熱指標(biāo)統(tǒng)計流量值，相關(guān)一次管網(wǎng)結(jié)合總體供熱面積與管網(wǎng)長度以及管網(wǎng)阻力進(jìn)行最小流量與運(yùn)作流量值的統(tǒng)計。熱力系統(tǒng)調(diào)整體現(xiàn)出一定滯后性特征，一次性系統(tǒng)量調(diào)節(jié)往往要通過分時段的模式調(diào)整端口，對應(yīng)間斷時間按照一次性系統(tǒng)管線的長度所決定，也就是長度越長表明間斷時間越長，由此降低調(diào)節(jié)的整體效果。理論層面上分析調(diào)節(jié)的間斷時間越短，節(jié)能節(jié)耗的成效越佳，那么供熱系統(tǒng)控制能源消耗勢必為長時間運(yùn)作的過程。在此期間需要明確循環(huán)泵的運(yùn)行速度，理論上循環(huán)泵出水量會超過熱網(wǎng)流量，者循環(huán)泵揚(yáng)程需要超過熱網(wǎng)供熱最不利端實(shí)際的阻力值，多種類別控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)一級調(diào)節(jié)。

3.2二級調(diào)整設(shè)置

集中供熱控制系統(tǒng)的二級調(diào)整方案被北方地區(qū)的部分熱力站人員所采取，取得一定效果。理論層面二級調(diào)整設(shè)置以及一級調(diào)整設(shè)施呈現(xiàn)出相似性，調(diào)節(jié)的關(guān)鍵點(diǎn)是優(yōu)化流量和溫度，不相同是二次調(diào)整設(shè)置面對大量用戶，整體來看比一次調(diào)整設(shè)施的系統(tǒng)要小一些，可繁瑣度增加。一次系統(tǒng)設(shè)置與幾十甚至幾百個熱力站用戶相銜接，二次系統(tǒng)要面對幾百米長的管線運(yùn)作形式，甚至是幾千個熱力站用戶，二次系統(tǒng)設(shè)置強(qiáng)調(diào)水流量的平衡。現(xiàn)階段集中供熱控制系統(tǒng)的二級調(diào)整設(shè)置應(yīng)估計樓宇單元參數(shù)優(yōu)化，結(jié)合單元用戶的具體數(shù)量與供熱面積和建筑物的能源消耗，開展供熱研究工作判斷單元流量。由此在一定程度上適應(yīng)調(diào)節(jié)需求，樓宇單元部位流量計與調(diào)節(jié)閥設(shè)置應(yīng)滿足穩(wěn)定流量的條件，大多數(shù)情況下結(jié)合用戶數(shù)量進(jìn)行采暖季調(diào)整設(shè)置，繼而達(dá)到供熱標(biāo)準(zhǔn)。

3.3三級調(diào)整設(shè)置

集中供熱系統(tǒng)控制構(gòu)架設(shè)計上，三級調(diào)整是最后的一個環(huán)節(jié)，即用戶結(jié)合需求自我調(diào)整室內(nèi)溫度。我國人們經(jīng)濟(jì)水平的提升，居民針對生活舒適度的要求逐步嚴(yán)格，集中供熱采暖的時間大約占據(jù)全年的一半比例，這是保障居民生活條件舒適的首要內(nèi)容。圍繞不相同年齡段的人群健康思維，對室內(nèi)的溫度要求都是呈現(xiàn)差異性的，社會人群整體上包含青少年、中年人、老年人與患有疾病的人群，而老年人與患有疾病的人員往往需要較高的生活溫度，青少年與中年對生活溫度的要求不是很高。因此三級調(diào)整設(shè)置處理好不相同用戶的供熱需求，給用戶帶來良好的供暖體驗(yàn)。

3.4集中供熱系統(tǒng)控制構(gòu)架設(shè)計要點(diǎn)

在三個級別系統(tǒng)控制構(gòu)架設(shè)計上，應(yīng)格外凸顯出構(gòu)建特點(diǎn)。第一個要點(diǎn)是供熱調(diào)整的延遲化，管網(wǎng)溫度調(diào)整滿足室內(nèi)溫度變化需求，這是需要經(jīng)過一定時間的，可以說供熱調(diào)節(jié)的效果和管網(wǎng)擴(kuò)展長度和溫度變化指數(shù)存在關(guān)系;第二個要點(diǎn)是調(diào)節(jié)體現(xiàn)出一致性，圍繞室外溫度的實(shí)際變化，全部用戶調(diào)節(jié)熱量都是可自由選擇的，不僅可實(shí)現(xiàn)溫度的增加，還可實(shí)現(xiàn)溫度的降低。分析水力平衡的必要性，用戶按照具體需求合理的調(diào)整管網(wǎng)流量，突破現(xiàn)有水力平衡的局限性，因此可能出現(xiàn)水利失衡狀態(tài)。若一些用戶由于不能滿足溫度的數(shù)值擅自防水，勢必會影響管網(wǎng)輸熱水平，制約供熱成效，基于此管網(wǎng)水力平衡是相對特殊化的供熱管理指標(biāo)。

4、城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)管理措施

4.1質(zhì)調(diào)節(jié)

所謂的質(zhì)調(diào)節(jié)，因?yàn)檫\(yùn)作起來比較方便，那么工作者在閥門部位調(diào)整閥門即可，這也是調(diào)節(jié)集中供熱系統(tǒng)高效率運(yùn)作的一種手段。質(zhì)調(diào)節(jié)的本質(zhì)特征是保證供暖的水量不出現(xiàn)變化，對內(nèi)部水溫進(jìn)行調(diào)節(jié)?？膳c此同時，此種調(diào)節(jié)模式面臨一定問題，歸其原因是系統(tǒng)之內(nèi)的水量不變，那么在提高供暖質(zhì)量的過程中，應(yīng)確保系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)作的水溫可大于等于70℃，在一定程度上給供熱企業(yè)的運(yùn)行成本管理工作帶來難度，北方地區(qū)的一些地方依舊是保持燃煤供暖的途徑，需求燃燒較多煤炭資源，很容易造成空氣污染。每年入冬之后，東北三省的地區(qū)空氣質(zhì)量呈現(xiàn)直線降低的趨勢，不利于保障市民正常生活。

4.2分階段變流量

此種供暖系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式，可降低流量，增加網(wǎng)管供水溫度，回水溫度比較低，體現(xiàn)出較大的供回水溫差。可圍繞散熱器的熱平衡現(xiàn)象進(jìn)行分析，散熱器的平均溫度總是維持相等狀態(tài)的。因?yàn)檎w上引進(jìn)質(zhì)調(diào)整與量調(diào)整的方案，所以可體現(xiàn)出兩種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)能源和電力的節(jié)約，讓熱力工況更為穩(wěn)定化與可靠化。

4.3管理循環(huán)泵的恒轉(zhuǎn)速

若用戶采取恒流量的運(yùn)行手段，則循環(huán)泵運(yùn)行要體現(xiàn)出恒轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)，熱源運(yùn)行保持質(zhì)調(diào)節(jié)的有效性。圍繞不相同熱源出口部位的參數(shù)數(shù)值，包含熱網(wǎng)供回水溫度和室外溫度，管理系統(tǒng)應(yīng)對熱源的具體溫度進(jìn)行預(yù)測，開展針對性的反饋調(diào)整操作。在此期間重視城鎮(zhèn)供熱系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)督檢測，增強(qiáng)供熱成效，滿足節(jié)能降耗的標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)人員應(yīng)對供熱過程進(jìn)行針對性監(jiān)督。也就是供熱系統(tǒng)的具體運(yùn)作，采取多樣化的儀器記錄供熱參數(shù)變化，研究供熱系統(tǒng)潛在問題和出現(xiàn)問題的因素，時效性維護(hù)和管理。把檢測的信息結(jié)果加以經(jīng)濟(jì)化調(diào)節(jié)，判斷供熱系統(tǒng)的整體供熱質(zhì)量與綜合效率，明確供熱效率提升的有效手段，落實(shí)節(jié)能降耗整體目標(biāo)。

4.4規(guī)劃供熱管輸流程

全面對城鎮(zhèn)范圍內(nèi)的熱網(wǎng)資源進(jìn)行利用，規(guī)劃多樣化的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)作，讓供熱系統(tǒng)運(yùn)作更加體現(xiàn)出安全性。尤其是老舊城區(qū)的管網(wǎng)老化現(xiàn)象，完全排查摸底，關(guān)鍵是研究漏水的隱患，改造一次管網(wǎng)與二次管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，和市政道路的工程方案密切關(guān)聯(lián)。嘗試把單熱源地區(qū)的輸配能源形式朝向多個熱源系統(tǒng)能源形式轉(zhuǎn)變，靈活調(diào)整供熱系統(tǒng)，給城鎮(zhèn)的管輸提供全新途徑。另外優(yōu)化供熱系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，作為工作者與技術(shù)創(chuàng)新人員主要思考方向，還是出現(xiàn)城鎮(zhèn)供熱不夠及時問題的必要點(diǎn)。后續(xù)的供熱系統(tǒng)發(fā)展與創(chuàng)新上，應(yīng)堅持走科學(xué)道路，給城鎮(zhèn)居民帶來舒適的供暖體驗(yàn)，增強(qiáng)城鎮(zhèn)持續(xù)化發(fā)展速度。

結(jié)束語：

綜上所述，供熱系統(tǒng)重點(diǎn)技術(shù)包含供熱質(zhì)調(diào)節(jié)與量調(diào)節(jié)，可因?yàn)楣釋ο篌w現(xiàn)出一定的不確定性，所以工作者要制定和用戶相互滿足的供熱計劃，完善現(xiàn)有的供熱體系。集中供熱系統(tǒng)控制框架的創(chuàng)設(shè)，要保持與時俱進(jìn)的思想，全心全意為人民服務(wù)，增強(qiáng)城鎮(zhèn)集中供熱系統(tǒng)設(shè)計效率。

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