基于智慧城市的供熱系統余熱利用優化研究

摘? 要：本文基于智慧城市發展背景，探討了智慧供熱發展現狀，分析了供熱系統與熱力用技術，研究了智慧城市供熱系統與熱力用優化措施，以期實現良好的節能降耗效果，推動我國智慧城市不斷朝著更高目標發展。

關鍵詞：智慧城市;供熱系統;預熱利用

中圖分類號：TU995? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）11-0000-00

0 引言

在我國一些北方地區冬季環境溫度相對較低，這對冬季的城市供熱系統工作提出了更高的標準和要求，人們在日常生活中對熱力資源的需求量不斷上漲，因此必須要全面提高城市供熱系統的工作效率。當前，隨著我國智慧城市建設發展速度的不斷加快，在城市化供熱工作當中出現了各種新問題，主要表現在供熱系統的余熱無法進行充分運用進而造成大量的熱量損失。通過相關研究發現，汽輪機排氣當中的熱量主要是依靠循環水直接引入到空冷島進行散熱處理，這造成了大量的余熱浪費，其中凝汽器的熱量損失量最大，占到了總熱量損失的10%～60%。

1 智慧供熱發展現狀

當前我國正在大力發展智慧城市，智慧城市發展背景下供熱系統也需要做出相應的轉變。當前階段我國各大城市內部的供熱系統，在整個供熱效果上可以滿足人們的日常需求，但是在供熱系統余熱利用方面，仍然存在一定的欠缺和不足，必須要對供熱系統進行進一步改進和優化。基于智慧供熱發展理念，全面提高供熱系統余熱利用效率，實現節能降耗工作效果。

2 供熱系統與熱力用技術分析

本文結合我國某地區一處供熱系統的工作情況展開全面分析和研究，對該城市供熱系統內部300MW直接空冷發電機組，展開低真空循環水供熱技術優化以及相關系統改造工作，有效引入智慧城市供熱技術，全面提高汽輪機組的排氣余熱使用效果，有效降低以往汽輪機組在工作過程中產生的大量熱量損失問題，最大限度滿足城市供熱管網的供熱要求，提高人們的日常生活質量，節省不必要的能源消耗量。

在本次供熱系統當中直接空冷發電機組，其在工作過程中由于適應范圍相對較大，可充分滿足低真空供熱工作標準，因此可以在汽輪機逐步產生動作的狀態下，進行汽輪機高背壓循環水直接供熱。汽輪機組在工作過程中通過采用低真空供熱技術，主要是進一步降低汽輪機組內部凝汽器的真空程度，有效提升汽輪機在工作過程中的排氣溫度，同時在工作開始和結束時，用戶所需要的熱量以及供熱的實際溫度相對偏低，通常情況下供水的溫度小于70℃，此時可以直接使用汽輪機排出的余熱對熱網循環水進行加熱處理，以此來保證供熱液體溫度可以達到正常70℃左右，然后將其送往供熱管道內部使整個城市展開工作。

在冬季溫度較低的情況下，由于外界的熱負荷量會不斷上漲，同時所需要的實際供熱溫度會進一步提升，如果單純靠汽輪機自身工作排氣所產生的加熱溫度，無法滿足熱網的實際工作要求，因此需要通過使用采暖抽氣方法，對整個系統內部進行二次升溫處理，以此來有效達到人們日常生活所需要的正常工作溫度，充分滿足人們的日常生活要求。在本次供熱系統內部凝汽器汽輪機組在工作過程中真空度最小大約為-0.05MP，實際的排氣溫度為80℃。在正常工作狀態下，循環水體的溫度范圍保持在50～60℃之間，滿足日常供熱工作的正常標準溫度。在供暖過程中，通過使用高倍壓運行工作方法，同時進一步增加熱管網內部循環水切換系統的使用，可以提高整個供水工作的效率和穩定性[1]。

3 智慧城市供熱系統與熱力用優化研究

智慧城市內部供熱系統余熱利用與優化，主要是實現將智慧城市的各項控制技術和城市內部的工作系統之間進行有效銜接，以此來最大限度提高供熱系統的熱能使用效率，最大限度降低熱量的損耗，實現整個供熱系統的自動化控制。現階段，我國在智慧城市供熱系統余熱使用工作方面，還需要進行更深入的研究分析，在方法和技術方面仍然沒有完全成熟，基于智慧城市發展背景，如何有效實現城市供熱系統余熱的綜合使用，是相關研究工作人員以及供熱單位所需要考慮的重點問題。

3.1 城市內部供熱系統的應用優勢

在智慧城市的發展背景下，城市內部供熱系統的有效應用，可以將智慧城市工作系統的供回水溫度、供水壓力大小、室內外溫度大小，以及熱用戶的供水管道所使用的流量計、壓力計等自動化傳感器和先進的計算機技術、物聯網技術等進行有效銜接，合理使用先進的云計算技術、人工智能控制技術等，對整個工作系統展開智能化處理和控制，發出實時性供熱控制指令，對整個供熱系統控制工作環節以及分支管道供熱效果進行全面控制，同時還可以實現對整個工作系統各部分的節流閥進行快速響應和監測，使得整個城市供熱系統變得更加智能化，進一步提高供熱系統余熱的使用效率，提高城市供熱效果[2]。

3.2 供熱系統改造工作方案

通過對本次城市供熱系統的具體供熱原理進行深入分析和研究，將該工作基礎傳統的供熱方式進行了進一步優化和改造，主要是針對該供熱系統產生的余熱進行綜合使用，有效降低熱量的損失量。在具體的改造工作當中，通過使用汽輪機組排氣余熱直接對熱管網當中的水進行加熱，按照工作完成之后的熱水不通過換熱站，直接將其送往對應的供熱區域以及相應的熱用戶當中，以此有效控制熱量在傳輸過程中產生的散失問題，全面提高供熱工作的熱效率。在各個不同的工作區域以及熱用戶內部供熱管道當中，需要安裝智能節流閥以及相應的增壓水泵設施，以便充分保證供熱管網當中的水體可以安全快速的送達到指定的工作區域。為了保證熱用戶在供熱水的溫度流量以及壓力方面符合用戶的實際需求，需要對整個供熱過程進行精確掌控，通過使用智慧城市發展過程中先進的物聯網技術，將過濾系統的各管道供水泵以及管道線路當中的壓力控制，流量監控以及溫度檢測等設備，和互聯網技術之間直接形成銜接，保證相關管理人員，可以實時性對整個供熱管網的工作狀態進行全面監測和了解，有效實現更加快速和準確的了解供熱管網的實際供熱效果，做到實時性和精確性的工作控制，全面提升供熱系統一次換熱工作的整體效率，使得整個供熱管網的余熱使用更加充分[3]。

3.3 供熱系統智能控制工作

在本次供熱機組余熱優化工作研究過程中，主要是針對智慧城市物聯網控制技術進行充分應用，將全新一代的IT技術有效運用在汽輪機余熱供熱以及相關系統的自動化控制工作中，可以將各種先進的智能化控制設備，以及相關的感應裝置直接嵌入到溫度表、流量表、壓力表以及管道節流閥等相關設備當中，將先進的物聯網技術和供熱系統之間進行有效銜接，充分實現智慧系統供熱工作的科學化掌控。在整個控制管網的系統內部，具有較強的系統控制能力，通過系統管網的綜合控制，可以實現對整個供熱系統網絡內部機械設備以及工作人員等進行實時性管理和掌控，同時還可以充分保證整個供熱系統的管理工作更加全面，以此來達到更高的智慧控制工作狀態，全面提高供熱系統的余熱使用效率，同時也推動智慧城市的快速建設和發展[4]。

4 結語

綜上所述，要想充分實現良好的節能降耗工作，必須要充分發揮出供熱系統余熱的利用效果，有效控制不必要的熱量損失，實現良好的節能降耗工作目標，從而為推動我國智慧城市快速向前發展打下良好基礎。

參考文獻

[1] 孫文虎.供熱系統的監測控制改造技術及應用[J].中國新技術新產品，2020（10）：28-29.

[2] 任洪波，劉家明，吳瓊，等.城市能源供需體系與空間結構的耦合解析與模式創新[J].暖通空調，2018（1）：83-90.

[3] 董霜.綜合智慧能源發展現狀及關鍵技術的研究[J].中國工程咨詢，2017（4）：43-45.

[4] 賀繼超，袁野，王耀武，等.基于熱電廠余熱利用的復合型區域供冷系統設計與效益分析[J].暖通空調，2016（8）：83-87.

收稿日期：2020-10-09

作者簡介：徐樹勇（1985—），男，山東莒縣人，本科，研究方向：供熱運行。