探究城市供熱網的智能化控制與管理

鮑強

摘要：近年來，隨著科學技術的進步，城市供熱管網的控制逐漸智能化，彌補了傳統供熱系統的不足，提高了供熱管網的供熱效果。雖然大部分城市供熱已進入智能化管理控制階段，但在控制方式的選擇和整個供熱網絡的管理上存在著不均衡的情況。為了研究城市供熱網絡的智能化管理和控制模式，根據多年的設計經驗和建立供熱網絡的控制系統，本文深入探討了當前供熱網絡的智能化管理和控制方式，并提出了一些創新的想法，希望能提供有價值的參考建議城市供熱網絡的設計和施工。

關鍵詞：城市供熱；智能化控制；存在的弊端；管理的創新

1 城市供熱系統的定義

所謂城市供熱系統一般由熱源、熱網和供熱用戶三部分組成。熱源，又稱熱力生產，主要是指生產和制備某一參數（溫度、壓力）的熱媒鍋爐房或熱電廠。熱網是一種輸送熱介質的室外供熱管道系統。它是熱源與用戶之間的紐帶，起著輸送和分配熱源的作用。熱用戶是指直接使用或消耗熱能的室內采暖、通風空調、熱水供應和生產過程供熱系統。根據熱源的不同，它分為熱電聯產系統，鍋爐供暖系統，地源熱泵，水源熱泵，工業余熱，核能，太陽能等熱源供暖系統。根據不同的供熱管道，可分為單控制，雙控制和多控制加熱系統。因此，當供暖企業選擇供暖方式時，一定不要盲目遵循相同的規章制度。相反，他們應該在客觀調查后選擇加熱方法結合市場經濟效益和環境因素。

2 智能化控制與管理的目標及形式

作為城市居民冬季采暖的直接供應商，供熱企業必須在投資回報中，在用戶舒適度之間取得平衡，即在滿足用戶要求的前提下盡量享受舒適，盡可能增加收入和支出，城市供熱網絡的智能控制和管理的目標是提高用戶的舒適度，增加公司的供熱凈收益。采用智能控制和管理模式，短期內一次性投資肯定會增加，但從長遠來看，將大大降低供熱企業的運營成本，提高用戶的舒適度，間接帶來更大的利益。到供暖公司的長期運作。智能控制和管理模式一般包括兩個方面，一是通過先進的控制模式，提高控制精度，減少操作者，從而降低人工成本，減少操作者不確定性帶來的隱患，增加用戶的舒適度，為供暖公司運行的量化管理創造條件。其次，為了建立一個完整的調度管理系統，通過對整個采暖公司采暖情況的定量分析，得出最優的采暖模式，從而獲得最大的效益。

3 城市供熱網控制及管理的現狀

目前，城市供熱網絡主要從網絡結構上分為一次水直接供熱和二次水間接供熱；從熱源上可分為兩種方式：電廠蒸汽和鍋爐高溫熱水。早期城市供熱也采用一次蒸汽直接供熱，但由于安全性差、能源浪費嚴重，新型供熱網絡已不再使用。一次水直接供熱具有一次投資少、供熱網絡結構簡單等優點，但在長期使用中也存在安全、穩定性差、維修率高、熱效率低等缺點。目前，除一些特殊場合外，新供熱管網基本未使用，現有供熱管網大部分已改造或在改造方案中。因此，本文僅討論蒸汽或鍋爐熱水作為熱源，二次水作為間接供熱的情況。

換熱器站作為間接二次水加熱方式的核心，起著將一次蒸汽或鍋爐一次熱水的熱能通過換熱器直接輸送給用戶的二次中/低溫熱水的作用。目前，一個換熱站的控制和管理城市不僅有原始的方式對運營商現場手動操作開關，但也有使用自動控制的先進方法，在換熱站沒有人值班，統一集中遠程監控的熱交換器。與整個供熱網絡的管理相對應，不僅有更多的原有的電話調度系統，而且還有整個供熱網絡的數量。基于監控分析的集中監控調度管理系統。除了控制和管理方法不同外，由于控制方法和設備的不同，每個供熱管網都有自己的特點。

4 現階段城市供暖系統存在的弊端

（1）落后的技術，污染。過去供熱企業的經濟發展模式是線性經濟的單向流動，即“資源-生產-消費-廢物排放”。它的經濟增長取決于大規模的資源開采和消耗，這很可能超過大自然所能承受的限度，從而對自然造成不可逆轉的破壞。此外，由于技術落后，在加工自然資源并將其轉化為產品的過程中將釋放出大量的污染物。為了節省成本，一些不道德的公司不處理廢棄物或只是將它們丟棄到空氣中，這會造成嚴重的環境污染。

（2）優化運輸系統，減少熱量損失，供熱輸配系統是供熱系統的核心，它決定著輸出熱源的利用率。因此，僅靠提高燃燒效率來優化整個供熱系統而不考慮運輸是非常困難的。為此，供熱企業應以科學的理論指導工作，以先進的技術和手段解決輸配范圍、輸配距離和結構之間的問題，采用平衡調節裝置，設置合適的進口調節裝置，確保液壓平衡。為了使利用率最大化。

（3）能源效率很低。目前，許多供熱企業雖然對提高利用率給予了一定的重視，但由于公司人員、資金和科技實力的限制，利用效率還不高，造成了巨大的無形浪費。也就是說，為了達到同樣的采暖效果，采暖企業需要使用更多的自然資源，排放更多的廢氣，從而形成一個惡性循環。特別是在以煤炭等不可再生、不可清潔資源為能源的不發達國家，這一問題將更加突出。

5 智能化控制和管理

5.1 氣候補償

氣候補償是一種常見的智能控制方式，即通過控制二次間接供水溫度的熱交換器站，提供的熱換熱器站可以減少，這不僅可以降低成本，又可以提高用戶在接受供熱過程中的舒適度一舉兩得。最好的方法是不要使用熱平衡控制加熱直接在實際操作中，但建立相應的二次加熱溫度和室外溫度曲線，然后根據具體情況調整他們通過熱交換器的轉換站，所謂的曲線可以進行加熱階段和季節，以減少取暖和提高供熱的復雜性，實際的效果。

5.2 無人值守操控

如上所述，無人值守操作是智能控制和管理的第二種模式。自動控制設備設置在熱交換站，自動控制水溫，補充水量和故障排除，無需操作員值班管理。該模式的優點之一是降低了實際操作的勞動強度，不僅降低了勞動力成本，而且提高了勞動效率。其次，采用智能控制管理，大大減少了人為因素造成的安全問題，提高了城市供熱系統的準確性和可靠性。

5.3 換熱站控制

通常，控制換熱站的幾個方面主要包括調節二次供水溫度，蒸汽壓力控制，水位恒壓換熱器，維護網絡穩定管理等，換熱站的主要目的是使用鍋爐提供蒸汽和高溫熱水或電廠提供可供用戶直接使用的第二，低溫水。在城市供暖的整個過程中，通常有一個全熱交換站和幾個可調峰值換熱站同時進行加熱。

6 智能化控制和管理的創新

6.1 智能化管理和控制方式

在城市供熱智能管理和控制過程中，調度管理系統發揮著重要作用，是最好的管理方法之一。但是，我們應該考慮用戶和城市的具體情況，結合其他因素來研究最佳的智能控制和管理模式。除了對相關操作人員進行必要的指導和技術培訓外，還需要對整個供暖系統進行科學，全面的分析。通過調節熱交換站與各熱源之間的加熱量，可以提高運行效率，降低投入成本，可以更有效地控制城市中的整個供熱系統。

6.2 管理系統的調度

調度管理系統主要包括通信網絡和調度中心，是為大型項目建設開發的一套管理系統。其主要目的是通過以太網向用戶提供相關信息，用于管理資源，顯示數據和發布內容。而通信網絡的主要任務是負責傳輸數據。例如，在城市供熱過程中，電廠，熱交換站，鍋爐房等熱源的相關數據通過通信網絡傳輸到調度中心，在調度中心對數據進行分析，最后將數據信息等資料發布給用戶。

7 結語

隨著城市供熱管網建設的快速發展，從單一熱源向多熱源發展，管網規模不斷擴大，供熱用戶和設備數量也在迅速增長。如何對城市供熱系統的設施設備進行有效的管理，提高熱網運行效率，節約能源變得越來越重要。

參考文獻

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[2]郝維來，金磊.城鎮智能熱網的監控系統[J].機械制造與自動化，2012，41（3）：174.

（作者單位：德州市熱力公司）