城市供熱自動化節(jié)能減排技術(shù)探析

姜海鵬

(太原市熱力集團(tuán)有限責(zé)任公司，山西 太原 030001)

1 城市供熱系統(tǒng)節(jié)能的問題

1.1 集中供熱系統(tǒng)中的鍋爐運行熱效率偏低

現(xiàn)階段，城市供熱系統(tǒng)在使用過程中存在的主要問題在于供熱系統(tǒng)中的鍋爐運行熱效率偏低，據(jù)調(diào)查顯示，我國民用建筑鍋爐的熱運行效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐熱運行效率偏低往往會導(dǎo)致資源的浪費，不能保證集中供暖系統(tǒng)運行的效率和質(zhì)量。據(jù)分析可知，影響集中供暖系統(tǒng)中鍋爐運行熱效率的主要因素為燃料自身的質(zhì)量較差，我國集中供暖系統(tǒng)中使用的原料普遍為質(zhì)量較差的原煤，這些燃料本身存在較大的雜質(zhì)，在燃燒的過程中存在燃燒性能較差的問題，不能很好的滿足集中供暖鍋爐燃燒的需要。

1.2 供熱管網(wǎng)輸送效率低

供熱管網(wǎng)輸送效率低也影響著城市供熱自動化節(jié)能減排的效率。供熱管網(wǎng)熱輸送效率的計算方法為：計劃由管網(wǎng)輸送的熱量總和減去在輸送過程中損失掉的熱量總和，在此基礎(chǔ)上除以真正獲得的熱量總和，得到的數(shù)據(jù)即為供熱管網(wǎng)的輸送效率?，F(xiàn)階段，我國對于供熱管網(wǎng)輸送效率有著明確的要求，但在供熱管網(wǎng)實際輸送過程中表現(xiàn)出的問題在于輸送效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致供熱管網(wǎng)效率低的主要原因在于供熱管網(wǎng)自身結(jié)構(gòu)存在的問題，例如熱保溫?fù)p失、水力失調(diào)或者存在熱泄漏的問題。

1.3 冷熱不均，浪費能源

現(xiàn)階段我國大部分城市在進(jìn)行集中供暖的過程中往往采用單向順流的方式，即熱源由一個固定的方向通向所有的住戶家中，單向順流的方式很容易導(dǎo)致在供暖的過程中存在冷熱不均的問題。主要因為每個用戶距離熱源的遠(yuǎn)近不同，或者家中供暖設(shè)備老化，加上同一棟樓的個別住戶私自增減暖氣片、將暖氣片供暖改為地暖或者將房屋空置，也會影響部分住戶家的供熱效果，進(jìn)而造成能源的浪費。

2 城市供熱自動化節(jié)能減排技術(shù)

2.1 樓宇調(diào)控技術(shù)

這里所提及到的樓宇調(diào)控技術(shù)采用的是自動調(diào)控系統(tǒng)，在城市供熱自動化系統(tǒng)運行中，不僅可以確保樓棟管理調(diào)控的科學(xué)性、合理性，而且還可以達(dá)到節(jié)省能源的目的。樓宇調(diào)控技術(shù)主要是由水力平衡閥、電磁調(diào)節(jié)閥、溫度采集面板、集中控制箱等部分組成，在現(xiàn)場設(shè)置屏與操作站的作用下，可以對樓棟內(nèi)部的運行模式給予科學(xué)、合理的預(yù)設(shè)，而且在后期運行階段還需要對樓棟內(nèi)溫度采集面板所獲取的熱量信息與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對比，并根據(jù)對比結(jié)果來進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化。此外，在電磁調(diào)節(jié)閥的作用下，還可以確保預(yù)設(shè)方案的順利實現(xiàn)，從而達(dá)到節(jié)能減排的效果。通過對無線通訊手段給予科學(xué)、合理的運用，也可以確?？刂破髂軌?qū)崟r獲取所需要的數(shù)據(jù)信息，并將其上傳至監(jiān)控中心，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和監(jiān)測的目的。

2.2 用戶熱計量的應(yīng)用

熱量結(jié)算點主要包括熱力站、熱源與集中供熱系統(tǒng)當(dāng)中的用戶，熱計量工作主要通過將熱量計安裝到熱量結(jié)算點中來起作用。在實際的供熱量計算過程中往往以每一戶為單位，在計算的過程中采用直接式或者分?jǐn)偸降挠嬃糠绞健烧咴谑褂玫倪^程中存在一定的差別，首先，如果在計量過程中采用直接式的計量方式，則開展結(jié)算工作時往往以熱量結(jié)算點統(tǒng)計的熱值為主要標(biāo)準(zhǔn)。而如果在進(jìn)行計量的過程中采用分?jǐn)偸降挠嬃糠绞剑瑒t在使用的過程中就需要運用到記錄儀，要以每戶為單位進(jìn)行記錄儀的安裝，在安裝之后就可以單獨進(jìn)行熱量的測量，這樣可以有效保證其在整體用熱量中所占的比重，在此基礎(chǔ)上統(tǒng)計出每一戶所需要分?jǐn)偟臒崃俊，F(xiàn)階段，隨著用戶熱計量方案的不斷完善，能夠保證供熱工作有效開展，同時實現(xiàn)供熱目標(biāo)的貫徹和落實，以此來達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。

2.3 水力平衡技術(shù)的應(yīng)用

水力平衡調(diào)節(jié)主要是根據(jù)系統(tǒng)的水力狀況對流量的分配進(jìn)行調(diào)節(jié)，由于流量輸配受沿程阻力影響導(dǎo)致的流量不均衡，我們通常采取水力平衡技術(shù)來解決。水力平衡技術(shù)往往被運用于某一區(qū)域的供熱總網(wǎng)當(dāng)中，使用過程中要完善專用調(diào)控設(shè)備的安裝，在安裝這一設(shè)備之后能夠有效解決供熱管網(wǎng)中存在的水力平衡問題?，F(xiàn)階段常用到的調(diào)控閥主要是電動調(diào)節(jié)閥，其主要是通過接收自動化控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的信號，來驅(qū)動閥門改變閥座和閥芯間的截面積大小，從而達(dá)到控制管道介質(zhì)溫度、壓力、流量等工藝參數(shù)的目的，進(jìn)而實現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)功能。在進(jìn)行電動調(diào)節(jié)閥選擇過程中，需要對設(shè)計公稱壓力、公稱直徑、流量系數(shù)、介質(zhì)允許溫度范圍等參數(shù)給予綜合考慮。同時，如果要求保證流量和開啟高度呈現(xiàn)出正比例關(guān)系時，則需要選擇專用調(diào)節(jié)閥，其中最常見的有蝶閥和球閥，其均能夠達(dá)到預(yù)期的調(diào)節(jié)效果。

2.4 供熱管網(wǎng)分層管控技術(shù)的應(yīng)用

供熱管網(wǎng)分層管控技術(shù)能夠在使用的過程中實現(xiàn)對于熱量管理體系的分層，現(xiàn)階段往往將熱量管理體系分為三層。其中第一層管理也就是熱力站管理，在進(jìn)行調(diào)控的過程中由管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的收集和監(jiān)控，同時，及時發(fā)現(xiàn)其中的異常數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的傳輸。此外，通過運用調(diào)控中心的計算機(jī)系統(tǒng)還能實現(xiàn)針對數(shù)據(jù)的收集和處理，從而根據(jù)實際需求來進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)命令的發(fā)布，以此來保證按照熱量需求進(jìn)行分配，這樣就大大提高了供熱的效率和資源運用的有效性。第二層管理的核心主要為監(jiān)控分站，使用監(jiān)控分站來實現(xiàn)對下屬區(qū)域中各個熱力站的實際運行狀況的監(jiān)督和管理。最后一層是中控室，主要運用流程在于：首先由下位機(jī)來實現(xiàn)控制指令的接收，控制指令主要通過監(jiān)控分站的轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)下位機(jī)，這種運行方式能有效提高下位機(jī)的運行安全性，在使用的過程中滿足熱量調(diào)控的目標(biāo)。在下位機(jī)中主要運用到的調(diào)控方式為PLC控制器，這一控制器的主要功能在于進(jìn)行信號測量、完成控制操作和進(jìn)行預(yù)警。其中，信號測量主要表現(xiàn)在運用下位機(jī)能實現(xiàn)對指令的讀取，主要包括的數(shù)據(jù)為一二次供熱管網(wǎng)中的供熱參數(shù)。此外是完成控制操作，在這一操作過程中往往運用到單回路控制的方式，在這一過程中運用下位機(jī)來提高熱量調(diào)控的科學(xué)性。最后是進(jìn)行預(yù)警，這一功能主要為了保證供熱系統(tǒng)運行的安全性，控制器在使用的過程中對管網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，如果在監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)，例如管網(wǎng)壓力、泵的啟停、水箱液位變化等，則會通過發(fā)出報警信號的方式來進(jìn)行提示，從而由相應(yīng)的技術(shù)人員進(jìn)行故障檢修，以此來保證供熱系統(tǒng)使用的穩(wěn)定性和安全性。

3 結(jié) 語

如今，隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對社會生產(chǎn)生活中各個領(lǐng)域內(nèi)的自動化效率和質(zhì)量的要求越來越高。在城市供熱系統(tǒng)的發(fā)展過程中，我們更要注重不斷提高其自身的自動化水平，從而促進(jìn)供熱系統(tǒng)效率和質(zhì)量的提高，保證城市供熱系統(tǒng)的完善，更好的實現(xiàn)節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)構(gòu)建資源節(jié)約型社會的目標(biāo)。