智慧供熱技術(shù)在大型供熱管網(wǎng)中的應(yīng)用分析

馬建強(qiáng)

（甘肅一安建設(shè)科技集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州730060）

在技術(shù)飛速發(fā)展和進(jìn)步的當(dāng)下社會(huì)，智慧供熱也引發(fā)了人們密切關(guān)注。特別是借助互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，提高大型供熱管網(wǎng)治理能力，將智慧供熱技術(shù)應(yīng)用到大型供熱管網(wǎng)當(dāng)中，在實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)有效監(jiān)測(cè)管理的同時(shí)，也能以人們需求為中心，切實(shí)做好消費(fèi)側(cè)熱負(fù)荷預(yù)測(cè)工作，甚至可以根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，在提高熱網(wǎng)系統(tǒng)熱效率的基礎(chǔ)上，取得節(jié)能降耗、線路優(yōu)化、故障預(yù)警等效果[1]。鑒于此，對(duì)智慧供熱技術(shù)在大型供熱管網(wǎng)中的應(yīng)用展開研究與分析。

1 智慧供熱系統(tǒng)主要技術(shù)分析

智慧供熱，即通過科學(xué)信息技術(shù)對(duì)供熱管網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效收集和處理，并在最優(yōu)算法支持下，得到供熱管網(wǎng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際熱量需求，然后結(jié)合得到水力工況數(shù)據(jù)，通過智慧化調(diào)節(jié)對(duì)供熱線路進(jìn)行優(yōu)化，在真正做到按需供熱的基礎(chǔ)上，有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。在這過程中，考慮到智慧供熱系統(tǒng)算法能力較為強(qiáng)大，實(shí)際運(yùn)用時(shí)可以將熱源生產(chǎn)能力和熱用戶實(shí)際供熱需求有效結(jié)合起來，并在進(jìn)行統(tǒng)一收集和處理以后，制定更加科學(xué)合理供熱決策，在促進(jìn)用戶熱負(fù)荷均衡化配置的同時(shí)，供熱管網(wǎng)智能、透明運(yùn)行效果也會(huì)更加理想[2]。

2 智慧供熱技術(shù)在大型供熱管網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1 熱源環(huán)節(jié)

在熱源環(huán)節(jié)使用智慧供熱技術(shù)，不僅可以對(duì)管網(wǎng)供熱實(shí)施智慧化管控，還能保證熱源輸出時(shí)刻保持平衡狀態(tài)。然而要達(dá)到這一應(yīng)用效果，就要在熱源機(jī)組和管網(wǎng)出口設(shè)置溫度、流量等的傳感器，開展實(shí)際工作時(shí)進(jìn)出水口流量、溫度等參數(shù)也能直觀準(zhǔn)確地顯示出來，并且通過設(shè)置傳感器，將采集到的參數(shù)信息，有效傳送至供熱調(diào)度監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)各類參數(shù)信息實(shí)時(shí)監(jiān)控目的[3]。此外，在對(duì)智慧供熱技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中，對(duì)負(fù)荷和天氣變化監(jiān)測(cè)內(nèi)容也要加以關(guān)注，并貫徹經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行原則，對(duì)比分析需求量和供熱量，然后根據(jù)繪制出的趨勢(shì)曲線變化情況，對(duì)鍋爐負(fù)荷變化進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)。

2.2 換熱站

在大型供熱管網(wǎng)中，換熱站是重要的混水直供系統(tǒng)，將智慧供熱技術(shù)運(yùn)用到其中，就會(huì)在站房安裝智能調(diào)節(jié)閥、混水機(jī)組等設(shè)施設(shè)備，確保運(yùn)行狀況符合實(shí)際目標(biāo)要求[3，4]。與此同時(shí)，整個(gè)運(yùn)行過程中，依托智慧供熱技術(shù)，還能夠?qū)崿F(xiàn)管網(wǎng)故障有效檢測(cè)和預(yù)警，為促使這一功能得到充分發(fā)揮，實(shí)際應(yīng)用中就可以將智慧供熱技術(shù)與地理信息系統(tǒng)緊密聯(lián)系起來，既能夠促進(jìn)一次、二次管網(wǎng)、閥門等設(shè)施部件的檢測(cè)工作更好展開，又能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)警運(yùn)行過程存在的問題，以避免對(duì)換熱站正常作業(yè)帶來不利影響。除此之外，智慧供熱技術(shù)應(yīng)用過程中，還可以根據(jù)天氣、負(fù)荷等方面發(fā)生的變化，對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行線路進(jìn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化，在選擇最佳運(yùn)行方案的同時(shí)，供熱經(jīng)濟(jì)性和合理性也能得到有力保障。

2.3 分布區(qū)域

在小區(qū)域的熱力入口處安裝智能控制器對(duì)供熱數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)安裝智能調(diào)節(jié)閥以有效、便捷地對(duì)熱力參數(shù)進(jìn)行控制，最終取得各區(qū)域遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)溫控調(diào)節(jié)效果，且涉及的供熱運(yùn)行成本也會(huì)明顯降低[4]。同時(shí)，在供熱管網(wǎng)布局科學(xué)合理情況下，也能防止前端、末端出現(xiàn)冷熱不均勻、差異大的問題，并依托多功能智能控制器，聯(lián)系室外實(shí)際溫度進(jìn)行遠(yuǎn)程自動(dòng)編程和PID運(yùn)算，最后根據(jù)所得結(jié)果，將運(yùn)行指令直接發(fā)送到控制器，進(jìn)而取得熱網(wǎng)自動(dòng)控制理想效果[5]。

2.4 熱用戶

將智慧供熱技術(shù)運(yùn)用到熱用戶環(huán)節(jié)中，能夠?qū)τ脩羰覝睾陀脩粽{(diào)節(jié)閥相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取和收集，并將這些數(shù)據(jù)信息及時(shí)傳送到供熱調(diào)度監(jiān)控中心，中心接收到這些信息以后，能在對(duì)比分析中有效把握差異，進(jìn)而為后續(xù)開展熱網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)智能化調(diào)節(jié)控制工作提供數(shù)據(jù)支持，在防止能源浪費(fèi)情況發(fā)生的同時(shí)，供熱有效性也能得到可靠保障，而用戶對(duì)供熱的實(shí)際需求也能得到切實(shí)滿足。

3 智慧供熱技術(shù)未來發(fā)展展望

智慧供熱技術(shù)應(yīng)用在大型供熱管網(wǎng)中，可以取得顯著經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效果，這里以2019年和2020年兩個(gè)采暖季為例，對(duì)兩者之間供熱能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)即便是在疫情特殊條件下，2020年單位面積耗熱量與2019年相比也處于下降狀態(tài)，并且將節(jié)約熱能轉(zhuǎn)化為實(shí)際費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，詳見表1。但是面向未來的發(fā)展，還需要從以下幾方面做出努力：（1）生產(chǎn)服務(wù)深度融合，在未來要通過智慧供熱監(jiān)控平臺(tái)，對(duì)生產(chǎn)、服務(wù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)特點(diǎn)和數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效運(yùn)用，并在此基礎(chǔ)上促進(jìn)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享，在提高各項(xiàng)業(yè)務(wù)交互效率的同時(shí)，生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、客服OA等辦公平臺(tái)也能有效建立，并對(duì)其采用扁平化運(yùn)行管理模式，不僅可以為管網(wǎng)均衡供熱提供數(shù)據(jù)分析支撐和科學(xué)依據(jù)，還能顯著提高供熱管網(wǎng)運(yùn)行管理水平[5]。（2）強(qiáng)化二網(wǎng)平衡管控，相較于一次網(wǎng)管控，二次網(wǎng)在一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)方面，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失問題，這就對(duì)供熱管網(wǎng)進(jìn)行精準(zhǔn)供熱帶來極大影響，為妥善解決這一問題，就要對(duì)樓棟熱力入口進(jìn)行信息化改造，在供回水管道上安裝無線溫度壓力傳感器的同時(shí)，對(duì)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行異常情況分析、故障快速診斷和水力平衡狀況把握，切實(shí)保證二次網(wǎng)水力、熱力時(shí)刻處于平衡狀態(tài)。（3）室溫供熱調(diào)節(jié)，要想取得精準(zhǔn)供熱效果，除了要保障用戶室溫以外，還要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行供熱，實(shí)踐中僅仰賴氣候補(bǔ)償曲線發(fā)揮作用是無法實(shí)現(xiàn)的，還要圍繞用戶供熱需求，對(duì)調(diào)控方式進(jìn)行優(yōu)化完善，防止欠供、超供等情況發(fā)生，并在逐步實(shí)現(xiàn)一個(gè)支線、全網(wǎng)投入自動(dòng)室溫調(diào)節(jié)的過程中，使按需供熱、經(jīng)濟(jì)供熱真正成為現(xiàn)實(shí)[5，6]。

表1 2019、2020采暖季供熱能耗對(duì)比

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)智慧供熱技術(shù)在大型供熱管網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)現(xiàn)代化水平不斷提升，城市集中供熱規(guī)模也日漸擴(kuò)大，并對(duì)城市供熱管網(wǎng)運(yùn)行提出更高要求，尤其是在管線優(yōu)化、節(jié)能運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)供熱等方面，僅仰賴原有工作模式發(fā)揮作用，已經(jīng)無法滿足當(dāng)前發(fā)展需求，而將智慧供熱技術(shù)應(yīng)用到大型供熱管網(wǎng)當(dāng)中，就可以充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使供熱均衡調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)信息采集、故障預(yù)警分析等成為可能，甚至還可以依托智慧供熱技術(shù)，將大型供熱管網(wǎng)中的每個(gè)環(huán)節(jié)有效聯(lián)系起來，在實(shí)施精細(xì)化管控的基礎(chǔ)上，更好地滿足用戶實(shí)際供熱需求。