城市供熱自動化節能減排技術研究應用

孟麗麗

（太原市熱力集團有限責任公司，太原030009）

1 引言

隨著城市化進程的不斷加快，城市集中供熱需求越來越大，耗費的能量和資源也越來越多。在城市集中供熱過程中，供暖與生活熱水是最主要的供熱內容之一，直接關系著人們的日常生活。城市集中供暖以供熱管網為基礎進行能源資源的供應，具有一定的復雜性和連續性，傳統的鍋爐房供熱方式供熱效率低，安全性能不高，容易造成嚴重的環境污染。

2 供熱自動化節能減排技術概述

2.1 分層管控技術

分層管控技術主要是針對供熱管道管理的三級管理體系，包括一級管理站、二級管理站以及三級管理站。

一級管理站指的是整體供熱管道的調控中心，通過調控中心可以及時進行各個監控分站各項數據的采集以及監控，并且科學地進行異常數據和控制命令之間的傳輸控制。

二級管理站指的是各個三級管理站以及調控中心之間的傳遞中心，主要是采集不同區域的供熱需求，具備通信功能、數據采集功能、數據轉發功能以及管理功能4種功能。其中，數據采集功能是對整體控制區域供熱數據以及管道運轉數據的信息的收集，當發現數據與正常數據不一致時，會將相關數據信息反饋給調控中心進行處置。數據轉發功能指的是利用一級管理站和三級管理站的中介站進行相關供熱具體情況信息的傳達，這樣可以將管理站的具體命令傳遞給三級管理站。基于數據采集基礎而發展的管理功能主要是通過管道數據采集的相關信息，使整個供熱管道處于合理的監控范圍內，及時發現異常情況并進行解決，保證供熱管網運行的可靠性和安全性。通訊功能是供熱自動化系統的關鍵功能，除了發送上級信息以及數據傳遞與轉發，還可以通過系統與一級管理中心進行可靠的溝通，并有效調控管道的相關問題，確定供熱范圍以及供熱的水平，也方便后續工作人員對供熱管道的問題進行維護。

三級管理屬于中繼站的熱量管理，當監控分站轉發的操作指令被中繼站的下位機所接受之后，可以能夠保證系統安全穩定運行，并完成各項熱量調控的工作[1]。

2.2 熱量三級管理結構

在熱量三級管理結構中，管理網絡的最高層為調控中心，網絡采用雙網接入的方法，可以同時利用生產網和管理網對調控中心各種數據信息進行在線的查詢，下達各個操作指令的服務器裝設有2個網卡，一個用于數據庫的連接，另一個進行指令的發布，避免對其他的查詢功能以及訪問功能造成干擾。作為下一級的網絡監控分站，彼此之間是平等的，彼此的運行和訪問不會受到其他分站的影響，繼電站的PLC系統屬于第三網絡站，通過監控分站以及無線網卡實現互聯功能[2]。

3 城市供熱自動化節能減排技術的應用

3.1 氣候補償

城市供熱自動化系統的氣候補償器通常會安裝在換熱站或鍋爐房，能夠動態調節熱源回水溫度，結合室外溫度以及供熱系統的客觀需求實現按需求供熱，減少能源資源的浪費。氣候補償器可以結合用戶設定的具體時間內的室內溫度需求，按照設定的局限進行供水溫度的自動調解，從而完成供水溫度氣候補償工作，并結合室內溫度傳感器進行身份補償，限定最低回水溫度。與此同時，室內溫度傳感器也可以對室內溫度的變化進行自動監控，從而有效調節水溫，實現室溫補償的目的，減少熱源的消耗，預計熱源的損失。

3.2 水力平衡技術的應用

水力平衡技術是一種傳統的供熱自動化節能減排技術，雖然已經被多數地區淘汰，但是我國仍然有部分區域使用水力平衡技術進行供熱系統的維持。水力平衡技術通常情況下會應用于一個區域供熱總網絡過程中，在供熱管網用戶以及截斷井之間安裝專用的調控設備，從而解決供熱管網水力平衡的問題。目前，常見的調控法包括自力式流量、自力式壓差等，自力式流量系統是實際應用的流量系統，能夠在考慮實際需求的基礎之上通過流量的提前預設，維持流量的穩定，保證管網中的流量調控迅速達到新的標準，避免熱源切換過程中流量的再次調配而出現水力失調的問題。該技術能夠有效調節不同樓層間水壓不平衡的問題，保證供水的穩定性和安全性，使2個水平供回水節點的壓差保持一定的狀態。自力式調節閥會在所處位置負荷有所波動而導致流量改變的情況下發生自身的功用，保證水節點的壓差不會發生改變，同時，也會避免環路中其他散熱器流量的變化。

3.3 樓宇分時調控技術

樓宇分時調控技術是適應時代發展的一種新型供暖供熱技術，能夠為用戶提供精細化和自動化的服務。樓宇分時調控技術主要是根據時間段進行系統的調控，主要應用于使用時間具有明顯分段和使用時間相對集中的樓宇的整體調控活動。通過在樓宇中安裝專用的自動調節系統，可以實現樓宇整體管理調控，降低能源資源的消耗。完整的分時調控系統主要包括電子控制閥門、溫度變送器、監控中心以及集中控制箱等相關部分組成，通過在每個樓棟中安裝具備特定接口的熱表以及電磁調節閥，可以實現樓宇分時分段的調控。首先，需要預設樓棟內的運行模式，通過現場視頻和操作站，可以對參數進行調節，并在實際調控方案運行的過程中收集樓棟內控制器的相關信息，與預設的運行數據進行對比，應用電子調節閥進行合理的調控時期，能夠達到預期的需求，借助無線通信手段還可以將獲得的數據向監控中心及時的上傳，實現管理和監測的遠程調控，從而完成中繼站到熱網的自動化監控。

3.4 熱計量技術

在城市供熱自動化系統中應用的熱計量技術主要包括用戶熱分攤法、熱計量方法、熱室內供暖系統等。熱計量方法的應用指的是將集中供熱系統中的熱力站、熱源樓棟以及用熱單戶作為各個供熱方，結合用熱方的熱量結算點，并安裝相應的超聲波熱量表進行熱計量。對住宅和用戶等相關單位進行直接計量，或者對每戶的供熱量進行分攤的計量，并用熱表進行結算，從而可以對分攤方式計量的住宅戶進行合理的測量，實現分戶熱計量，提高熱量計量的科學性和穩定性，實現按需供熱，從而極大地減少熱源的消耗，實現節能減排的功能。

4 結語

綜上所述，城市供熱自動化節能減排技術的有效應用能夠大量減少城市熱源供應過程中的能源損耗，有利于構建能源資源節約型社會，促進社會的可持續發展。本文主要針對城市供熱自動化節能減排技術的相關概念進行探究，指出供熱自動化節能減排技術具體的應用方式和應用對策，希望能夠為城市的持續穩定發展提供一定的參考。