互聯網+智能供熱技術應用研究

馮亦武，費盼峰

（華電電力科學研究院，浙江杭州310030）

互聯網+智能供熱技術應用研究

馮亦武，費盼峰

（華電電力科學研究院，浙江杭州310030）

詳細論述了城市集中供熱系統的現狀，針對目前集中供熱系統中存在的問題，提出了一整套的解決方案。通過一個具體工程應用，闡述了互聯網+集中供熱系統的實現方法和改造內容，論證了互聯網+集中供熱系統的可行性和經濟性。

互聯網+；智能熱網；集中供熱；供熱節能

0　引言

隨著我國城市化進程的推進，城市規模和人口急劇擴張，集中采暖負荷需求急速增加，同時隨著人民生活水平的逐年提高，人們對供熱質量的要求也日益提高。

目前城市集中供熱系統仍然采用傳統的供熱模式，即一次網側采暖負荷分階段變流量質調節[1]，供水溫度一般一天調整1-2次，甚至幾天不調，供熱溫度偏差大；換熱站基本按環境平均溫度調節，但調整不及時，容易出現供熱不足或過量供熱的現象；二次網側在供熱初期進行平網調整后，多不再調整，一般為定回水壓力運行模式，流量基本沒有變化；終端用戶側，沒有任何有效測溫手段，需上門測溫，但多數僅在用戶投訴時才進行測量[2]。

管理上，目前供熱企業還比較粗放，基本上沒有生產管理系統和能耗分析系統；甚至大多數企業沒有客服系統，還是停留在人工電話接聽和筆錄，工作量較大，管理手段落后；收費系統功能不完善，未結合當前互聯網時代的多元繳費工具；設備臺賬管理、物資管理比較混亂，領導層不能利用綜合管理平臺隨時了解供熱企業的生產統計信息，對企業生產信息掌握不全；用戶辦理供熱業務手續繁雜，不方便，意見大。

因此，無論從供熱系統的運行模式上，還是從供熱的管理方式上，均急需進行智能化和信息化改造。另外，集中供熱系統的管網延伸達幾十公里，甚至上百公里、供熱區域廣、換熱站與熱用戶分散，各板塊之間相對孤立，現有熱網調節方式的信息關聯度較差，當對其中之一板塊進行調節時，則必然會造成其它已完成板塊的調節失效。這一特點決定了只有利用“互聯網+”的優勢，才能實現集中供熱系統信息的智能實時調節，及各板塊之間的信息共享。

1　互聯網+集中供熱技術介紹

互聯網+集中供熱系統，也稱為智能熱網系統，可替代人腦部分工作，實現整個熱網系統安全、經濟、可靠的無人值守運行。主要包含以下內容：

（1）利用基于互聯網的智能水力分析系統，實現一次網、二次網水力智能調節，達到水力平衡；

（2）利用基于互聯網的一站一優化控制系統，實現換熱站熱負荷按需分配，智能調節；

（3）利用基于互聯網的智能調度系統實現多熱源聯網以及網源一體化控制，根據城市熱負荷實時智能調節總供熱量，實現節能降耗；

（4）利用基于互聯網的信息化管理系統，實現供熱生產無人化管理。

智能熱網是一種一體化的系統網絡，按照硬件結構劃分，可分為六大部分：供熱首站、一次網、換熱站、二次網、熱用戶和外界環境[3]，如圖1所示。

按照軟件結構劃分，可分為：自動化控制系統、數據采集系統、熱網建模與分析系統、熱網運行管理管理系統等[4]，其結構如圖2所示。

2　互聯網+集中供熱技術應用

2.1互聯網+集中供熱條件分析

某熱力公司主力熱源為附近一家熱電廠的3× 335MW抽汽供熱機組，單臺機組額定抽汽量325t/h，最大抽汽量350t/h，設計參數為0.25MPa（g）、232.1℃。電廠供熱出口一次熱網主管徑為DN1200，設計出口壓力1.8MPa，設計流量10000t/h，供回水設計溫度為130/70℃。高溫熱水主、支管網總長度約80km，最遠供熱距離達20公里。轄區換熱站共114座，2014-2015采暖期熱力公司覆蓋采暖建筑面積為1000萬m2。

熱網首站運行人員依據熱力公司調度指令進行調節，一次網供水溫度由運行人員手動調節抽汽蝶閥開度來控制。

換熱站均建設有自控系統，換熱站采用PLC控制，熱力數據都已上傳到熱網監控中心。二次網的供水溫度根據經驗值進行調節，經驗值是根據其他熱力公司收資和實際供暖效果編制而成。

二次網側樓宇間和用戶間的冷熱不均現象較為普遍，一些處在二網末端的用戶供熱效果不佳，溫度不達標；轄區內的學校、企事業機關等非常規用熱單位未進行了分時段調節；供熱效果好壞依賴于熱用戶投訴或人工上門測溫。

未建設客服、收費、能耗分析，生產管理等信息化系統。

2.2互聯網+集中供熱技術方案

智能熱網建設方案總體路線是以節能增效為目的，分別在各個節能點建設智能控制子系統，并最終集成為智能化和信息化的熱網控制系統。

（1）智能熱網整體建設框架：

（2）相應整體框架建設內容：

1）熱網智能管控系統：建立4G通訊，配備服務器，組態軟件，軟件系統包含熱網收費管理系統，熱網生產運行系統，熱網能耗分析系統，供熱客戶服務系統，熱網GIS系統，熱網綜合管理系統，熱網水力平衡軟件系統。具體信息化網絡結構如圖4所示。

2）網源一體化智能調節：建設蓄熱系統，自動跟蹤換熱站調節變化，維持一網穩定，確保供熱質量與供熱安全。熱源側可根據用戶側的實際熱負荷自動調節供熱量，實現供熱精確調節。熱源側建設多熱源系統，包含太陽能供熱，分布式能源站供熱等，與建立的蓄熱系統配合熱電聯產機組熱源進行熱負荷調節，避免過量供熱，實現節能，如圖5所示。

3）一次網水力智能分析：建立水力分析系統，在一次網管道進行技術改造配合管網水力調節。

4）換熱站智能調節系統：增加一站一優化調節系統，根據環境溫度按需供熱。

5）非常規熱用戶智能控制：增加平衡閥，以及智能調節閥。常規熱用戶智能調節系統：增加可調流量的智能調節閥，或增加平衡閥等。對熱用戶進行節能改造，解決熱用戶之間的冷熱不均的問題，從而減小整體過量供熱。

6）熱用戶智能溫控系統：用戶安裝室內智能溫度計，大部分實現分戶熱計量，如圖8所示。

2.3互聯網+集中供熱經濟

及社會效益分析

2015-2016采暖季，對熱力公司兩個試點換熱站進行了一次管網水力平衡分析、二網加裝了自立式壓差平衡閥、換熱站建設一站一優化曲線、建設室溫采集系統、非常規熱用戶安裝溫控閥等技術改造，同時信息化系統投入運行后，熱力公司工單處理效率大大提高，工作人員工作量大大減小，老百姓辦理業務更加方便快捷、投訴率急劇降低。提高了管理水平的同時，同時進行了節能評估，即運行一段時間后，通過能耗分析系統進行了節能情況分析，運行數據記錄見表1。

本項目實施后，通過分析1號換熱站和2號換熱站的運行參數，可知在這連續的10天內，平均熱耗修正到去年同期室外溫度條件下，1號換熱站單位面積耗熱量由原來的0.392GJ/(m2·a)下降到0.318GJ/(m2·a)，2號換熱站單位面積耗熱量由原來的0.401GJ/(m2·a)下降到0.326 GJ/(m2·a)，單位面積耗熱量分別下降了18.9%和18.7%。

目前只是對這兩個換熱站進行了互聯網+智能供熱的試點改造，如果對所有換熱站進行改造，考慮到換熱站間的不均勻損失不可能完全消除，以及一二次管網的跑冒滴漏等熱損失，節能量會小于示范項目數值。根據清華大學《中國建筑節能年度發展研究報告》數據，城市集中供熱管網一次網熱損失約5%，換熱站之間不均勻供熱熱損失約3%。因此熱力公司全范圍進行互聯網+智能供熱改造后，單位面積耗熱量可下降約10%。

表1　運行數據記錄

按該熱力公司現有接帶的1000萬㎡供熱面積計算，去年平均供熱能耗0.392GJ/(m2·a)，實行了互聯網+智能供熱改造前熱力公司一個采暖季總耗熱量392萬GJ，改造后一個采暖季總耗熱量節約10%，即節約熱量39.2萬GJ。按照熱電聯產機組標準供熱煤耗40kg/GJ，供熱標煤價535元/t計算，項目整體每年可節約標煤1.56萬t，項目總節煤收益約838.8萬元/a。環保方面，每年CO2可減排4.09萬t，SO2減排374.4t，NOx減排109.2t，粉塵減排1.11萬t。

3　結語

通過實施上述一系列技術改造后，不僅僅提升供熱安全性，還極大的減少過量供熱和冷熱不均現象，改善居民供熱質量。通過互聯網+智能供熱技術改造，可大大提升熱力公司能耗及生產管理水平。

[1]CJJ34-2010，城鎮供熱管網設計規范[S].

[2]CJJT185-2012，城鎮供熱系統節能技術規范[S].

[3]李善化,康慧.實用集中供熱手冊[M].北京：中國電力出版社,2006.

[4]劉耀浩.空調與供熱的自動化[M].天津：天津大學出版社,1993.

簡訊

中國企業社會責任藍皮書發布：電力領先南方電網、中國華電等達五星級水平

30日，中國社科院課題組在北京發布的一份報告顯示，中國的企業中，電力行業企業社會責任發展指數較高，近年來新興的互聯網金融平臺相對較差，在企業社會責任管理和信息披露方面亟待加強。

這份報告名為《企業社會責任藍皮書（2016）》，課題組構建了一套企業社會責任管理現狀和責任信息披露水平的綜合評價體系，從企業社會責任報告、財務報告、企業官方網站等公開渠道主動披露的責任信息，對中國企業以及房地產等16個重點行業的社會責任發展指數進行了系統研究。

報告分析，2016年，中國企業300強的社會責任發展指數為35.1分，同比提高0.7分，整體處于起步者階段。這項已連續開展八年的調查顯示，中國企業社會責任發展指數持續增長，但增速呈現進一步下降的趨勢。

中國企業300強中，南方電網、中國華電、中國移動、華為等36家企業(占12%)的社會責任指數達五星級水平，處于卓越者階段;七成的企業處于三星級及以下水平，得分低于60分;有137家企業社會責任指數僅為一星級、處于旁觀者階段，占比46%，其中，15家企業得分為0，未披露任何社會責任相關信息。

如果從企業性質來區分，2016年，國企、民營和外資三類企業社會責任發展指數差異化明顯，國有企業社會責任發展指數得分最高，其中中央企業社會責任發展指數最高，外資企業其次，民營企業最低。

這份報告就重點行業的社會責任發展指數選取了16個社會關注度高，對經濟、社會、環境影響較大的行業/領域進行重點分析。

從行業得分來看，電力行業社會責任發展指數得分最高，達到四星級水平;特種設備制造、家電行業、銀行、石油化工4個行業的社會責任發展指數達到三星級水平。

報告分析，電力行業與生產生活密切相關，保障電力穩定供應，服務民生是電力企業義不容辭的責任。從目前來看，電力行業一直保持先發優勢，社會責任體系日臻完善，社會責任發展表現卓越，領先于其他行業。

（摘自“北極星電力網”）

Research and App lication of Internet+Intelligent Central Heating System

FENG Yi-wu，FEIPan-feng
（Huadian Electric Power Research Institute，Hangzhou 310030，China）

Article discusses the present situation of the urban central h eating system.According to the existing problemsin centralheating system,itproposesa set ofsolutions forenergy-saving.Through a specific projectapplication，it describes the realization method and the contents of Internet+Intelligent central heating system，it demonstrates the feasibility and economy of Internet+Intelligentcentralheatingsystem.

Internet+；Intelligentheatingsystem；centralheatingsystem；energysaving

10.3969/J.ISSN.2095-3429.2016.05.018

TU995

B

2095-3429（2016）05-0074-05

馮亦武（1983-），男，湖北黃岡人，碩士，工程師，研究方向：熱力技術；費盼峰（1984-），男，浙江麗水人，碩士，工程師，研究方向：熱力技術。

2016-03-28

2016-08-22