探索热力管网系统的节能运行调节机制

探索热力管网系统的节能运行调节机制

杨波

宝鸡市热力有限责任公司， 陕西 宝鸡 721000

摘 要：采暖管网系统的智能化、节能性一直是采暖管网系统不断受到关注的原因。现有热力设备和管网设备所提供的信息会造成入网、数据监测不足、数据披露不足等问题，最终导致整个系统的节能运行机制运行不良。物联网技术提供端到端接入检测设备、实时监控和通信，广泛应用于节能调控。

关键词：热力管网系统；节能运行；调节机制

引 言:随着集中供热的不断进步发展，供热管网的节能技术已经成为集中供热工作中的一个重要组成部分，可以对集中供热的效率的控制产生一定的衡量标准，因此，对热网工作效率的提升，已经成为了目前供热节能工作中的一项重点工作内容。

1 热力管网系统的基本概述

真正的热力管网系统很大程度上是一个复杂且可变的网络系统。为了方便热力管网系统的设计、改造和运行，需要开发热力管网系统模型。热力管网系统模型是指对实际热力管网系统的简化和抽象，主要描绘水力特性和它们之间的主题关系，使用数据和图表表示，并为进一步介绍图论、水力计算和分析奠定基础。大型热力管网系统的主要网络有多个管道。简化管道网络是指从实际的热力管道系统中人为删除一些管道网络的次要辅助设备。简化管道网络的目标是解决实际的管道问题，并将其转化为数学问题进行分析，然后将分析结果应用于实际的管道网络，对其进行验证。为了确保简化的热网络模型的合理性和可靠性，应基于2个原则对其进行简化：a)综合性原则。热力管网系统必须确保所获得的元素与功能之间关系相同，并且这通常可以反映出热力管网系统的实际性能。宏观等效原则应有条件，灵活运用。b)误差最小化原则应是热力管网系统简化模型与实际管网之间存在一定的偏差。

2 热力管网系统节能运行机制设计

2.1 物联网网关的总体解决方案分析

目前，根据热管网的管理制度，热站可分为手动供热站和独立供热站。自动加热站包含传感器、热表和恒温器的常规控制，其合法的静音设备通常是Modbus行业标准，只能通过电缆连接。基于通用物联网网关的设计主要包括传感器、传输层和应用层的设计。传输层主要包括PAN/LAN/3G/4G网络。应用层包括最终用户、访问控制平台、数据库服务器等。在实际运行过程中，加热站使用各种传感器和温度计进行动态实时数据采集。数据可以通过有线和无线方式发送到物联网端口，以保护潜在的数据差异和访问控制系统。智能控制系统的各个过程，可以满足供热控制的必要要求，提高系统的整体效率，降低能耗，改善环境。

2.2 物联网网关机制的功能介绍

a)互联网的网关的主要功能的基于热管网系统接收传感器和温度计的底层数据访问权限,不同类型和不同的标准,结合不同的协议网关系统,支持不同的协议。低安全性传感器网络提供对数据的全面访问。b)协议和数据匹配功能将不同标准格式的数据在较低的层次上进行封装，使不同的检测网络协议成为集成的数据和信令。通过上层传输的数据包可以使用传感器层协议进行分析，并用于信令和控制指令。c)可管理性。物联网网关实现子网主节点的管理，包括认证、状态、属性、远程控制、诊断、更新和访问业务发现节点。由于子网的技术标准不同，支持的协议复杂，各个端口的控制功能也不同。

2.3 热力管网节能机制的实际运行控制及措施

a)热力管网系统的主要任务是确保热源的热量输出等于用户所需的热量，并且可以正确、智能地分配热量。基于储热的一次热力管网系统的节能运行控制是一种结合了集中控制和局部控制加热装置的控制策略，它可以克服主热力管网系统的功率、惯性，并控制延迟，有效地分配流量。主管道网络可以接受相同的处理。以北京市A区为例，其113个热力管网交换中心已在整个网络中实现了平衡。b)使用相同的水温控制曲线，确保液压系统条件稳定，同时，根据工作时间差来控制多流电网的供暖、热源下的负荷，并结合室外温度的差异促进热源的适度扩散。当室外温度降至设置的一个准值之下时，激活峰值功率，加强热源供应；当室外温度在一个准值之上时，降低峰值热源。c)节能与经济分析。为了根据最近几年平均温度的实际情况准确计算热量消耗值，依据一地区的室外温度，对该地区随着室外温度变化所引起的热负荷和供暖累积热容进行计量，分析经济效应与节能效应。

3 完善供热管网节能改造的具体措施

3.1 紧密结合分时供热和连续供热

要对供热管网的节能技术进行改造，就必须要将分时供热和连续供热的工作紧密地结合在一起，在供热的过程中要根据实际的温度，将一天分成不同的供热阶段，根据时间来对供热进行开展。连续供热，指的是在供暖的时期内，保障室内温度的恒定，这种保障一直持续到供热工作结束。目前来看，在我国大部分的地区中采取的都是连续供热的方式。在分时供热工作的过程中，虽然它消耗煤炭的数量较高，而且燃烧得也较为充分，温度可以维持在恒定然而分时攻略的时候，却要对使用的阶段进行明确，这种情况之下，就必须要采取分时供热的方式。如果要想对供热的质量提供可靠的保障，就必须要采取连续低温供热的手段，如果对于供热的温度要求较高，就可以对供热进行分散，从而实现节能的最终目标。除此之外，还应该针对水力失调的情况进行解决，应该要加强控制设备的完善和整改，要保障温度和控制问题维持在同一水平，如此也可以降低能源的损耗，提升工作的效率。目前有一部分地区仍然采取气暖供热的方式，气短供热往往要产生较高的浪费，因此应该将气暖供热改为水暖供热，如此才可以保障节能工作的顺利开展，而且在改造的过程中也要注意管道的坡度，要设置相应的气阀，从而保障良好的通风与循环，为供热工作的开展奠定基础。

3.2 提升热网运行参数的精确性

造成用户中冷热不均的一个重要因素，就是热网运行参数的不精准，同时这种冷热不均匀也会加大能源的消耗要想从根本上解决这一情况，就必须要解决水利失衡的问题。在供热系统中加强控制设备的管理，保障设计温度和水温之间的平衡，提升供热系统的输送效率。也可以通过对混水比的调节来促进水量的循环，对温度进行控制，提升热网运行参数的准确性，避免冷热不均匀的情况发生。

3.3 改汽暖供热为水暖供热

同气暖供热相比，往往水暖供热的优势要更为明显一些，因此，应该改造现场供热的方式，从而实现热网节能的目标。在对气暖进行改造的过程中，必须注重设计的工作，要对管道的坡度进行科学的调节，关闭管道之内的阀门，杜绝漏气情况的发生。在改造的过程中设立放气阀，对管道内的气体进行有效的排除，保障管道之内的水流循环，增加压泵的设备，保障高层的供暖工作，为整个热网节能技术的改造，提供一定的有利条件。

结束语:

综上所述，基于蓄热的一次热力管网节能运行调节具有较好的节能效果、经济效益和较大的抗风险能力，在多热源联网集中供热系统中推广应用有助于提高热网稳定性，保障集中供热质量。因时间有限，仅对热电联产+燃气锅炉调峰的供热系统进行了研究，没有开展其他形式的多热源集中供热系统的一次热力管网运行调节研究，该内容有待于进一步开展系统而深入的研究。

参考文献:

［1］张由素. 任先生. 常熟某电厂热力管网节能改造技术［J］.能源研究与利用，2020(3)：47-49.

［2］赵 立. 热力管网保温节能监测与节能措施［J］.节能，2019，38(8)：82-84.

［3］范志敏. 热力管网水力平衡计算流程及软件的实现［J］.粉煤灰综合利用，2019(3)：84-87.

［4］赵一凡. 热力管网水力平衡及自力式流量控制阀研究［D］.青岛：青岛大学，2019.