供热系统智慧化管控关键技术分析

供热系统智慧化管控关键技术分析

张彪

阿克苏阳光热力有限公司  新疆阿克苏市  843000

摘要：通过对供热系统智慧化管控关键技术开展分析讨论，并提出针对性的措施，阐述供热系统智慧化管控技术的应用路径，以此提高锅炉的运行功率，减少污染物的排放，更高地实现供热负荷的预测，提高人民的生活质量。智慧供热系统在城市集中供热行业具有巨大的潜力和前景，通过智能化管理和能耗优化，可以提高供热系统的效率、质量和供热企业的服务水平。为了保护数据安全和用户隐私，需要采取相应的安全措施。同时，加强技术标准和政策支持，推动智慧供热系统的发展。随着智能电网和智能建筑的融合，智慧供热系统将更加注重能源效率和环境友好性。

关键词：供热系统；智慧化管控；关键技术

引言

当前我国供热系统智慧化建设正在积极推进中，这对提高能效、节约资源具有重要意义。但由于技术和资金等方面的制约，发展还不够均衡。下一步应进一步加大政策支持力度，鼓励相关技术创新，并通过完善标准规范、培养专业人才等措施，推动供热智慧化深入发展，以提升我国供热质量和效率。

1供热系统运行现状

1.1供热系统智能化水平低

目前，部分城市供热系统智能化水平低，主要表现为缺乏智能监控设备，导致供热效率低、供热运行成本高、供热质量不合格等问题。其中，由于缺乏智能监控设备，导致无法有效掌控管网内供热流量和热网运行状况，使得大量热量资源被浪费，且供热效率也被降低。同时，由于缺乏智能监控设备也无法及时监控锅炉运行状态，使得额外维修成本增加。此外，由于智能化水平低，无法对热力和压力等指标进行有效监测，因此为改善这种状况应加强技术创新、加强智能化技术推广应用。

1.2烟气排放温度不合理

供热锅炉排烟温度不合理会引发诸多问题，如排烟温度过高、锅炉损坏、耗电增加等。当供热锅炉排烟温度过高时，不仅会增加大气污染的风险，还有可能导致锅炉本身部件损坏。由于发动机内形成热量的能量消耗会导致热力数量减少，造成炉体温度过低，因而炉衬材料会受到冷凝伤害，以至于损坏锅炉。当排烟温度不合理时，还会影响供热锅炉耗电量，通常情况下，排出烟气温度过低，将增大炉膛内部热量损失，使消耗能量变多，从而导致耗电量增加，而烟气温度过高，则会明显增加供热机械抽风机运转，也会导致能耗增加。

1.3热能损耗较大

供热系统热能损失极为严重，产生此类的问题的原因在于供热管网的热输送效率未达到预期标准，由于长期缺少完善的系统规划，管网在高压作业环境下出现一定的性能衰退与质量问题，一旦没有及时进行维护与保养，必然会引发管网破损等问题。同时，如果在安装管网的过程中，施工人员的操作不当，安全意识不足，引发管网泄漏问题，同样会减少管网的热输送效率，进而影响集中供热水平，使企业遭受巨大的经济损失。

2供热系统智慧化管控关键技术的应用要点

2.1分布式智能供热

供热系统本身属于一个结构相对复杂、目标较为多样的系统，因此在设计过程中还要充分遵循大系统理论。大系统理论是指研究规模较为庞大，功能综合，因素众多的工程与非工程大系统的自动化和有效控制的理论。将其运用在智能供热系统的设计过程中，可以进一步结合系统功能与目标，依照一定关系分配至各项子系统中，要求子系统具备独立控制设备，具备一定的独立决策能力，能够将大系统功能逐步分解，简化目标，以此实现自身最优化，形成良好协调，取得全局优化设计的效果。在系统设计时，要根据不同系统结构之间的差异性，制定针对性的控制方法，并对供热系统实现阶梯化处理，使大系统不断分解为单独的子系统，并确保各系统之间能够实现管理信息的高度共享与传输，通过为上级系统设计协调处理功能，促进上下级信息的交互。至于集中供热系统的组成成分则包括热源用户、热管网以及热源，因此对于热力站的功能要求较高，需要其符合供暖需要。此外，热力站之间同样要保持相互独立，能够实现相互影响，并以一次网调度为基础作为调节系统，简化供热系统的建模结构，最终实现分布式智能供热的目标。

2.2云计算和大数据技术

云计算通过虚拟化技术将计算、存储、网络等IT资源池化，用户可以按需、弹性地获得计算能力，而无需购买实体服务器等硬件。大数据技术可以对海量异构数据进行高效收集、存储和智能化分析处理。将两者有机结合，可以实现供热系统管控的全面智能化。具体来说，可以在云平台上部署关系数据库和非关系数据库，用于存储供热系统中的结构化和非结构化数据。关系数据库可以存储测控设备、管网设备、用热设备等的基础信息和运行参数数据。非关系数据库更适合存储供热系统中大量的非结构化数据，如供热管网图像、用户反馈信息等。云计算具备分布式计算能力，可以开发并运行各种智能算法，实现对供热系统大数据的挖掘与分析。集成在云平台上的这些算法模块，可为供热企业提供智能化的决策支持服务。

2.3 3D数字孪生技术

3D数字孪生技术通过高精度的三维模型建立和多源异构数据的深度融合，实现对实体系统的虚拟化复制和映射。该技术借助先进的传感网络、云计算平台、虚拟仿真等现代信息技术手段，可以高效获取数据，进行模型建立、预测仿真和决策优化，实现对实体系统全生命周期的数字化管理。在供热系统管控中，数字孪生技术可以充分发挥其技术优势。首先，运用云计算技术，实现海量异构数据的高效处理，建立精细的仿真计算模型。基于此，可以进行多情况的预测仿真，评估不同控制方案的运行效果，找出系统潜在问题，实现决策的事先优化。此外，数字孪生模型还可以与实体系统实时同步状态数据和环境参数变化。当实际系统状态发生动态变化时，数字孪生模型可以快速响应，更新模拟计算和预测结果，为管控决策提供技术支持。两者形成虚实环境下的协同联动，大大提高了对系统运行状态的感知精确度和控制响应速度。同时，数字孪生技术还使监测维护工作变得更加智能化。运维人员无需到现场，可以直接在虚拟系统中定位问题根源，大幅降低维护成本。

2.4构建智能供热锅炉监控系统

构建智能供热锅炉监控系统，可实现对锅炉运行状态实时监测和控制，以及提高运行效率、降低能耗。因此，可安装传感器和仪表，采集锅炉运行参数，如温度、压力、流量等，并通过无线网络将数据传输到监控系统中。同时，建立数据库或云平台，存储和管理采集到的锅炉运行数据，方便后续的数据分析和决策；通过监控系统用户界面，实现对集中供热锅炉远程监控和控制，便于实时查看锅炉运行状态、报警信息和历史数据，从而提高运行效率，合理控制能耗，达到节能降耗的目的。

结束语

随着我国经济的快速发展，能源消耗量也在持续增加。与传统的供热系统相比，加强供热系统智慧化管控技术的应用可以实现对供热过程的精细化监测和控制，大幅提高能效。

参考文献

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