浅谈市供热网的智能化控制

浅谈市供热网的智能化控制

王洪伟

鸡西龙唐供热有限公司黑龙江省鸡西市158100

摘要：在城市供热网的运行阶段消耗的能源量十分的可观，这是因为采用的管理方式不够科学，导致大量的能源遭到损失和浪费，不但增加了城市供热网的运行成本，而且与可持续发展理念相背离，不利于城市经济的健康发展。本文将对城市供热网的管理现状及存在问题加以探讨和分析，并论述智能化控制的有效应用策略，以期全面提高城市供热网的管理水平，从而实现节能降耗的目标，促使城市供热网更好的为城市居民提供服务。

关键词：市供热网；智能化；控制

引言：城市供热网具有复杂性和封闭性的特征，其管理一直是一项难度较高的工作，尤其是随着用户数量的急剧增加，供热设备也在相应的完善和更新，这给城市供热网的管理带来了诸多的困难，要想保证管理效果达到最佳，就要大力采用智能化控制方式，这是新时期城市供热网稳定运行的必然选择，能够减少人力资源的投入，提高管理的实效性，城市供热网的服务水平也会得到显著的提升，之于城市经济的发展大有助益，因此对城市供热网智能化控制的研究和推广应用已经势在必行。

一、城市供热系统

从整体上看，城市供热主要由供热源、热源网、需热用户等构成的一个系统，呈现网络状结构，系统封闭且庞大，具有复杂性强的特点。近年来随着城市供热网络的不断改建，供热方式已从单一热源向多种热源转变，且供热网络面也在逐年扩大，供热设备和需热用户也在呈倍数增长。由于城市供热是关乎民生的一大事业，所以寻找一种对城市供热系统进行科学有效的管理和控制方式显得相当重要，也是目前城市供热网智能化管理和控制中亟待解决的一个根本问题。

1、城市供热网管理及控制的现状

从城市供热网的网络结构上主要划分为两次供热，即一次水直接供热和二次水间接供热；从热源上还可分为锅炉高温热水和电厂蒸汽两种供热方式。而在很多城市的早期供热方式主要采用二次水间接供热，少数城市也直接采用一次水供热，尤其是直接使用一次蒸汽供热。虽然一次供热投入成本较低，且供热结构也相对简单，但因其在能源使用、供热效率、安全性等方面存在着性质较严重的问题，从而随着科技的发展而逐渐被取代。目前大多数城市都取缔了一次水直接供热方式，同时对一些早期已建的一次水直接供热网也进行了调整修改，开始向其他供热方式转变。二次水间接供热与一次水直接供热相比，虽然资金成本投入高，但其供热系统相对稳定，供热效率高，且安全性较强。

2、城市供热网在管理和控制上存在的问题

由于二次间接供热方式较一次水直接供热具有很多优点，因此，在大多数城市已经采用二次间接供热网进行城市用户供热。虽然二次间接供热目前应用普及，且能源利用率和使用安全性均较高，但其供热系统在具体的管理和控制方面仍存在着不同程度的问题，致使供热系统在整体上不完善。例如：作为二次水间接供热核心的热换站，在城市供热系统中发挥着重要的作用，它是将电厂运输过来的一次蒸汽或锅炉中传递过来的一次高温热水中产生的较高热能转变成二次间接供热中的中、低温热水再直接传递给热用户的枢纽站。但是，由于相关的操作工技术不熟练，或者是全自动操控的热换站内无人看守，致使一旦换热站出现任何突发状况都不能进行及时有效的解决，不仅存在着极大的安全隐患，还对热用户的生产生活带来不便。

二、城市供热网的智能化控制

1、智能化的供热原理

首先，在知晓智能化供热原理之前先了解一下什么是智能化控制和管理。用物理学中的理论来解释智能化控制管理的主要目的就是在运动过程中保持热量的收支平衡。它是指各换热站和各个热源提供的热量在1个周期内保持总体平衡。用物理学上的热量平衡方程式表示为：∑Q=∑H出-∑H入。在该公式中，∑H出为换热站提供给用户的总热量；∑H入为供热源提供给换热站的总热量；ΣQ为环境与整个系统的热量交换和。虽然供热网的智能化管理和控制遵循物理学上的热平衡原理，但热平衡式在物理学上属于能量平衡的特例，而在实际的供热过程中，热源供给的热量与换热站提供的总热量往往达不成一致。其次，是无人值守模式，即换热站和热源之间的热量在无人操作的情况下尽可能地保持相对平衡，从而使城市供热系统保持正常运行。

2、智能化管理和控制

（1）气候补偿。通过调节换热站二次间接供水的温度来降低换热站供给的热量，这样不仅可显著降低投入成本，还可使用户的舒适度在接受供热过程中得到提高，是城市供热智能化控制中最常见的方式。气候补偿的供热过程中最好的操作方法是先建立室外温度和二次供热温度对应曲线，再根据实际情况在换热站的转换中进行具体调整。

（2）无人值守操作。通过在换热站内安装自控设备来自动调节补水、水温、故障检查等作业，取缔了人员值班管理，是智能化控制和管理的第二种常见模式。该操作模式具有较多优势，如减少了人力资源的使用成本，降低了实际操作的工作强度，增加了供热网的安全性和稳定性，还加强了整个系统的可靠性和精确性。

（3）换热站控制。对换热站的控制主要包括控制蒸汽压力、调节二次供水温度及对换热器热水位进行管理等。换热站作为整个城市供热系统的核心环节，其主要作用是使电厂提供的蒸汽或锅炉提供的高温热水降低热量转变成用户直接可使用的二次中、低温水。

三、智能化控制和管理的创新

1、管理系统的调度

调度管理系统主要包括通讯网和调度中心，是针对大型项目建设工程而研究出来的一套管理体系。其主要目的是将相关信息通过以太网提供给用户，用来管理资源、显示数据及发布内容等，打破了相关单位和用户各自为政的局面，能够将供热网上的各个单位和部门紧密的连接到一起。以通讯网为例，其主要作用在于向用户传递数据信息，比如说城市供热网的运行中产生了许许多多的数据，这些数据可能是电厂、换热站或者是锅炉房生成的，利用通讯网先将数据传输给调度中心，由调度中心进行分析和处理，再将用户需要的信息发送出去，以便于用户对城市供热网的运行状况进行全面的把握，这种管理模式无疑更为科学、高效。

2、智能化管理和控制方式

智能化管理和控制方式的应用除了要以完善的调度管理系统为依托，仍然有许多工作都需要相关工作人员来完成，对工作人员的操作水平提出了更为严苛的要求，而当前工作人员的专业素质很难达到这一标准，必须加大人才培养力度，对工作人员进行专业技术培训和职业道德的教育，确保工作人员能够掌握智能化控制要领，树立高度的责任意识，准确无误的进行操作，从而规避因工作人员主观因素带来的各类风险，保证供热系统的稳定运行。除此之外，还要对供热系统的运行状况进行实时、动态的分析，科学计算换热站输送到各个热源的具体供热量，在保证供热量充足的同时降低多余能量的损耗，进而达到降低城市供热网运营成本的目的，在此情况下供热系统的智能化控制也能体现其应有的效用。

综上所述，智能化控制模式在城市供热网中的应用是一种必然趋势，给城市供热事业的发展注入了新的生机和活力，基于此，我们应加大对城市供热网和控制方式的研究，明确其存在的不足和缺陷，同时将智能化控制模式不断的优化和创新，大范围应用于城市供热网中，使之在城市供热网的管理中发挥最大的作用，从而为城市供热网的稳定安全运行奠定坚实的基础，给用户提供更为优质便利的服务。

参考文献：

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[2]郝维来，金磊.城镇智能热网的监控系统[J].机械制造与自动化，2012，41（3）

[3]徐军.济南热力有限公司“智能热网”系统建设与发展方案[J].区域供热，2013（5）