城市供熱系統(tǒng)的智能化控制研究

閆斯培

摘要：當(dāng)前，城市供熱系統(tǒng)存在的冷熱不均、能源浪費現(xiàn)象給資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè)帶來了很大的壓力。特別是在采暖季給大氣污染防治工作帶來了沉重的負擔(dān)。城市供熱管網(wǎng)的智能化控制是城市供熱系統(tǒng)優(yōu)化的方向，對于提高供熱效率、降低能源消耗具有重要的作用。本文探討了城市供熱系統(tǒng)智能化控制的現(xiàn)狀、問題和對策。

關(guān)鍵詞：城市供熱管網(wǎng);智能化控制;對策研究

中圖分類號：TU995

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1674—3024（2019）06—0175—02

1 城市供熱系統(tǒng)的組成及現(xiàn)狀

1.1 城市供熱系統(tǒng)的組成及特點

城市供熱系統(tǒng)的主要組成部分可分為供熱源、供熱管網(wǎng)、用熱戶等。從整體上看，城市供熱系統(tǒng)是一個規(guī)模龐大、循環(huán)封閉、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及到千家萬戶，關(guān)系到城鎮(zhèn)化建設(shè)，影響著城市管理效能，也影響著節(jié)能、環(huán)保等工作的開展。當(dāng)前，城市供熱系統(tǒng)正在由單一熱源向多種熱源轉(zhuǎn)變，供熱設(shè)備、節(jié)點和用戶越來越多。因此，城市供熱系統(tǒng)的管理控制也存在著效率低的問題。隨著城鄉(xiāng)一體化進程的不斷加快和大氣污染防止力度的不斷加大，提高城市供熱系統(tǒng)的熱源利用效率成為需要解決的迫切課題，在這種形勢下，加強城市供熱系統(tǒng)的智能化控制成為必然要求。

1.2 城市供熱系統(tǒng)智能化控制的現(xiàn)狀

1.2.1 調(diào)節(jié)供熱管網(wǎng)，優(yōu)化熱能分配

供熱管網(wǎng)是城市供熱過程中必不可少的環(huán)節(jié)。在此環(huán)節(jié)，由于管網(wǎng)距離不等、熱能輸配范圍不科學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，設(shè)計很多熱能被無效的消耗掉，提高了供熱企業(yè)的能源消耗量。鑒于此，供熱企業(yè)通過安裝智能化人口調(diào)節(jié)裝置、調(diào)整輻射范圍，保障水力平衡。從工作原理上分析，智能化控制旨在提高熱量的供求均衡分布，減少供熱不均，來降低熱量的不當(dāng)浪費，以此來達到提供熱能利用效率的目標(biāo)。供熱公司安裝智能控制系統(tǒng)以后，在一定的周期以內(nèi)，保持熱源和各換熱點之間熱量的相對平衡狀態(tài)，這是城市供熱系統(tǒng)智能化裝置的應(yīng)用基礎(chǔ)。但是，在實際供熱過程中，熱源和各換熱站之間的供熱往往是不平衡的。基于這種不足，一些供熱公司又通過安裝自動化調(diào)節(jié)裝置，運用無人值守模式，來進一步加強熱源和各換熱站之間的供熱平衡，以保持供熱系統(tǒng)的正常運行，達到提高能源利用效率的目標(biāo)。

1.2.2 調(diào)節(jié)供熱時數(shù)，自動升降溫度

很多用熱客戶反映，供熱溫度過高，超出用戶的用熱需求。根據(jù)這一現(xiàn)象，供熱企業(yè)在供熱系統(tǒng)中加裝智能調(diào)節(jié)裝置，主要是對供暖時數(shù)進行靈活調(diào)節(jié)。當(dāng)室外溫度達到一定溫度時自動停止供暖，當(dāng)室外溫度低于一定溫度時自動恢復(fù)供暖。這種利用智能化裝置進行自動間歇調(diào)節(jié)供暖的方式，有效降低了工作能耗。同時，在智能化控制供暖時間上，還有一種階段式調(diào)整供暖溫度的方式，將供暖溫度劃分為幾個等次，按照白天、夜間、低溫天氣等期間劃定供熱溫度。在溫度高的時間段，如白天，采用較低的恒定供熱溫度。在溫度溫度較低的時間段，如夜間，則采取較低的恒定供熱溫度。這種方式可以兼顧用戶滿意度和供熱企業(yè)能耗降低，達到雙贏的效果。

2 城市供熱系統(tǒng)智能化控制存在的問題

2.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)偏差較大，增大了工作難度

智能化控制系統(tǒng)需要保證供水溫度和流量處于及時調(diào)整的狀態(tài)之中，能夠隨著室外溫度的變化保證合適的溫度。當(dāng)前，智能化控制系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)備設(shè)施的制造、安裝及維護技術(shù)水平還處于較低水平。對供熱系統(tǒng)進行智能化控制使水力系統(tǒng)處于頻繁的擾動狀態(tài)，閥門等控制設(shè)備損壞率提高。同時，智能化控制需要準(zhǔn)確掌握熱量數(shù)據(jù)，但在實際工作中，由于介質(zhì)傳輸?shù)难舆t性和房間的熱慣性等因素影響，房間的熱量與理論的熱量數(shù)據(jù)存在較大的差距，也增加了智能化控制的難度。

2.2 供熱人員能力偏弱，影響故障排除

當(dāng)前，很多供熱企業(yè)在人力資源管理上重視程度不夠，水平不高，不重視引進高學(xué)歷、高技能的專業(yè)人員。特別是在供熱一線的操作人員并不是專業(yè)的技術(shù)人員，學(xué)歷偏低，技術(shù)水平也較低，對智能化設(shè)備操作所需要的理論和實踐經(jīng)驗匱乏，整體技能不高。在值班值守中，對水溫調(diào)節(jié)、補水作業(yè)、故障排除等不能高效開展，給供熱系統(tǒng)的智能化系統(tǒng)應(yīng)用和控制帶來了不利影響。

2.3 調(diào)度管理效率偏低，影響供熱效率

雖然，大多數(shù)供熱企業(yè)都建立了信息系統(tǒng)，但是，信息系統(tǒng)的使用率不高，很多微機也停留在辦公、傳輸數(shù)據(jù)等較低的層次上，對供熱數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析的功能并沒有得到有效開發(fā)和應(yīng)用。在這種情況下，企業(yè)管理不能運用調(diào)度管理系統(tǒng)全面精確地掌握熱源利用效率和用熱戶滿意度，企業(yè)的智能化控制存在導(dǎo)向不明、效率不高的弊端。

3 城市供熱系統(tǒng)智能控制的對策

3.1 建立控制模型，降低技術(shù)難度

在對二次供熱溫度和室外溫度進行詳細測算的基礎(chǔ)上，建立動態(tài)控制模型，設(shè)置供熱溫度與室外溫度對應(yīng)曲線，隨著季節(jié)的變化，結(jié)合地方的氣候特征，對供熱實行分階段的智能化調(diào)節(jié)，以減少水力工況的頻繁擾動狀態(tài)，降低智能化控制的復(fù)雜性，提高供熱實效。

3.2 加強自動化應(yīng)用，提高供熱精確性

加大對供熱操作，人員的技術(shù)培訓(xùn)力度，引進具有較高學(xué)歷和智能化設(shè)備應(yīng)用經(jīng)驗的員工，通過培訓(xùn)和引進提高供熱隊伍的智能化應(yīng)用水平。在此基礎(chǔ)上，加快對換熱站等處的自動化改造進程，增加自動化控制設(shè)備的使用率。通過設(shè)置科學(xué)的參數(shù)，運用自動化設(shè)備控制水溫、進行補水作業(yè)、排查設(shè)備故障，提高供熱系統(tǒng)的精確性。同時，也能減少供熱站對員工技術(shù)的依賴，減輕員工隊伍勞動強度，杜絕安全事故。

4 結(jié)語

城市供熱系統(tǒng)的智能化應(yīng)用能夠更加精準(zhǔn)地把握供熱情況，及時高效地調(diào)整供熱方案，達到供熱平衡，提高熱源的利用效率。同時，還能夠促進供熱系統(tǒng)的故障排除能力，防范安全風(fēng)險，提高管理效率，必將為節(jié)能型社會、環(huán)境友好型社會提供更加有力的支持。

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