智慧熱網(wǎng)集成技術(shù)及應(yīng)用

石英男

（長(zhǎng)春市熱力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 吉林 長(zhǎng)春 130000）

1 引言

智慧熱網(wǎng)是通過(guò)將互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與供熱管網(wǎng)進(jìn)行整合，依托互聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)供熱管網(wǎng)運(yùn)行各環(huán)節(jié)的信息共享，促成供熱系統(tǒng)的全階段信息化管理。依據(jù)系統(tǒng)模擬評(píng)估來(lái)針對(duì)不同級(jí)別的熱力管網(wǎng)開(kāi)展統(tǒng)一化的智能調(diào)節(jié)，并針對(duì)熱網(wǎng)改建給予詳實(shí)、可靠的依據(jù)支持，達(dá)到能源高效化利用，實(shí)現(xiàn)供需平衡。同時(shí)智慧熱網(wǎng)集成技術(shù)與應(yīng)用也是當(dāng)今乃至今后一段時(shí)期熱力行業(yè)的主流發(fā)展方向。

2 當(dāng)前我國(guó)供熱管網(wǎng)運(yùn)行存在的主要問(wèn)題

由于受到裝備、技術(shù)、系統(tǒng)等多方面的滯后性影響，致使目前我國(guó)的供熱管網(wǎng)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中存在著諸多的問(wèn)題矛盾，其主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面當(dāng)中：

（1）裝備與技術(shù)落后。熱力供應(yīng)設(shè)備與管網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間久遠(yuǎn)，未能夠及時(shí)進(jìn)行更換，管網(wǎng)銹蝕情況嚴(yán)重，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)計(jì)量與控制，必須要通過(guò)相關(guān)的技術(shù)人員親自到實(shí)際環(huán)境去處理，供熱信息統(tǒng)計(jì)失效，數(shù)據(jù)收集與分析也未得到有效落實(shí)。

（2）系統(tǒng)缺乏良好匹配性。通過(guò)管網(wǎng)、熱力能源以及換熱站點(diǎn)及終端用戶(hù)所共同構(gòu)成的熱力供應(yīng)系統(tǒng)，有著高度的復(fù)雜性，從初期的設(shè)計(jì)、安裝，到常態(tài)化的運(yùn)行與管理工作當(dāng)中，其各部分未能夠建立起密切的聯(lián)系性，彼此之間較為獨(dú)立，這也導(dǎo)致系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)與預(yù)期設(shè)計(jì)存在明顯差異的情況。

（3）供熱系統(tǒng)適應(yīng)性不佳。以往的熱力供應(yīng)系統(tǒng)其實(shí)際運(yùn)行模式往往無(wú)法滿(mǎn)足于節(jié)能型建筑，以及非節(jié)能型建筑的特殊性熱能應(yīng)用需求，從整體結(jié)構(gòu)上來(lái)看無(wú)論是節(jié)能還是降耗都難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

（4）自動(dòng)化調(diào)節(jié)水平不高。熱力管網(wǎng)系統(tǒng)是一項(xiàng)互為影響的動(dòng)態(tài)變化性系統(tǒng)，以往的熱力供應(yīng)方式很難達(dá)到自主調(diào)節(jié)效果，即便一些系統(tǒng)本身具備有自主化調(diào)節(jié)功能，其整體系統(tǒng)也將會(huì)面臨東堵西漏的情況發(fā)生，致使水力、熱力喪失了正常的調(diào)節(jié)作用，整體系統(tǒng)本身難以達(dá)到理想化的節(jié)能效果。，

3 智慧熱網(wǎng)集成技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成與特色

為解決上文所提出的幾點(diǎn)供熱管網(wǎng)問(wèn)題，目前我國(guó)部分地區(qū)已經(jīng)著手開(kāi)始實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+供熱”智慧化熱網(wǎng)集成系統(tǒng)，現(xiàn)將這一系統(tǒng)的構(gòu)成與技術(shù)特色分析如下。

3.1 系統(tǒng)構(gòu)成

首先，智慧熱網(wǎng)集成技術(shù)軟件系統(tǒng)的構(gòu)成具體包括有熱網(wǎng)系統(tǒng)地理信息、云計(jì)算系統(tǒng)、氣象信息、安全管理、室內(nèi)溫度控制、熱能計(jì)量收費(fèi)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)、能源耗損統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)等多個(gè)子系統(tǒng)。其中每一個(gè)子系統(tǒng)所掌握的數(shù)據(jù)信息均可實(shí)現(xiàn)高度共享，以便為整體系統(tǒng)供熱效率的提升提供基礎(chǔ)保障。其次，智慧熱網(wǎng)集成技術(shù)硬件系統(tǒng)的構(gòu)成主要有壓力、溫度、熱量、流量等參數(shù)傳感器及計(jì)量單元。應(yīng)用智能閥可達(dá)到較高的流量系數(shù)，且閥門(mén)通道流通阻力相對(duì)較小，閥芯和閥體接觸面小，能夠有效應(yīng)對(duì)因水質(zhì)問(wèn)題而導(dǎo)致的結(jié)垢情況，確保供熱管網(wǎng)始終保持良好暢通性。

3.2 技術(shù)特色

（1）基于大系統(tǒng)理論之上，促成熱源、熱網(wǎng)與用戶(hù)間的統(tǒng)一調(diào)節(jié)，達(dá)到多級(jí)能耗分析與成本優(yōu)化。

（2）采用云計(jì)算處理技術(shù)對(duì)熱網(wǎng)運(yùn)行工作狀況開(kāi)展模擬優(yōu)化處理，借助于智能化控制設(shè)備、一體化閥門(mén)控制裝置，并對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)循環(huán)泵運(yùn)行狀態(tài)做到智能化調(diào)節(jié)，最終達(dá)到全網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)熱力均衡。

（3）針對(duì)供熱系統(tǒng)運(yùn)行異常狀況實(shí)現(xiàn)自動(dòng)警報(bào)及故障處置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

（4）創(chuàng)建熱能供應(yīng)計(jì)量管理與控制一體化系統(tǒng)，不斷研發(fā)新型供熱計(jì)量技術(shù)。

（5）將熱網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行工作狀況信息、用戶(hù)能源耗損信息等利用網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)及時(shí)發(fā)送至相關(guān)供熱主管部門(mén)，以方便用戶(hù)及管理人員可利用移動(dòng)終端設(shè)備及時(shí)查看有關(guān)信息，確保熱能供應(yīng)的經(jīng)濟(jì)、安全、智慧化運(yùn)行。

4 智慧熱網(wǎng)集成技術(shù)應(yīng)用

應(yīng)用云計(jì)算平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)熱能負(fù)荷的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，計(jì)算熱平衡水平，模擬正常工作狀況下熱網(wǎng)系統(tǒng)的水力情況，并同時(shí)開(kāi)展熱網(wǎng)遠(yuǎn)程智能化運(yùn)行調(diào)控，具體應(yīng)用部分包括：

（1）熱源。在每一處熱源機(jī)組與管網(wǎng)出口位置裝設(shè)壓力、溫度、流量及能耗計(jì)量設(shè)備，精準(zhǔn)計(jì)取能耗現(xiàn)狀，針對(duì)機(jī)組運(yùn)行效率、供熱出口參數(shù)及熱源運(yùn)行情況進(jìn)行優(yōu)化處理，分析各部分能源耗損情況及運(yùn)行效率，改進(jìn)熱源運(yùn)行及供熱出口位置的參數(shù)信息。

（2）換熱站。針對(duì)各供熱站點(diǎn)均裝設(shè)熱能計(jì)量表，熱控盤(pán)及智能化調(diào)節(jié)閥門(mén)。智能監(jiān)控中心云計(jì)算處理后所產(chǎn)生出的目標(biāo)值利用控制器來(lái)對(duì)換熱站智能調(diào)節(jié)閥達(dá)到自主化控制運(yùn)行，促使預(yù)設(shè)目標(biāo)與實(shí)際運(yùn)行參數(shù)可保持均衡性；換熱站運(yùn)行參數(shù)與設(shè)備在出現(xiàn)故障問(wèn)題后系統(tǒng)也可自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，調(diào)度人員可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作[4]。

（3）虛擬站。在低真空循環(huán)水直供系統(tǒng)的母管一次閥門(mén)位置，其運(yùn)行參數(shù)信息至關(guān)重要，監(jiān)控級(jí)別與換熱站相同，因此稱(chēng)其為虛擬站。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)虛擬站的供水及回水溫度、壓力，并于預(yù)設(shè)目標(biāo)水平展開(kāi)比較、探究。

（4）戶(hù)控。居民住戶(hù)家中的熱能計(jì)量設(shè)備參數(shù)可被直接發(fā)送至智能監(jiān)控中心，這些數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包括供、回水溫度及用戶(hù)家中室內(nèi)溫度，而后中心可依據(jù)熱能表傳輸數(shù)據(jù)好預(yù)設(shè)目標(biāo)展開(kāi)比較分析，以便為熱網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的智能化調(diào)節(jié)帶來(lái)更加詳實(shí)的依據(jù)支持。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量要求也在不斷提高，這也對(duì)供熱管網(wǎng)提出更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。要解決以往供熱系統(tǒng)所存在著的能耗高、熱力損失大等缺陷問(wèn)題，就必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)粗放型供熱模式，開(kāi)展節(jié)能改造處理，以期達(dá)到智慧化的運(yùn)行效果，并最終實(shí)現(xiàn)供需平衡。在本次研究中重點(diǎn)探討了智慧熱網(wǎng)集成技術(shù)及其實(shí)際應(yīng)用情況，旨在為實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的供熱模式做出一定貢獻(xiàn)。

[1]楊彩娟，李峰，王建平,等.常減壓裝置換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化應(yīng)用[J].中外能源，2016，21(2).

[2]王進(jìn)，李欣然，楊洪明,等.與電力系統(tǒng)協(xié)同區(qū)域型分布式冷熱電聯(lián)供能源系統(tǒng)集成方案[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2014，(16).

[3]顧澤鵬，康重慶，陳新宇,等.考慮熱網(wǎng)約束的電熱能源集成系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化及其風(fēng)電消納效益分析[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2015，(14).

[4]路昌海.基于GIS建模的熱網(wǎng)仿真應(yīng)用研究[J].區(qū)域供熱，2015，(5).