城市供熱自動化節(jié)能減排技術(shù)研究應(yīng)用

劉彪

（遼寧 調(diào)兵山112700）

1 概述

隨著城市化發(fā)展，為了有效的保證城市供熱工作有效開展，要重視研究自動化節(jié)能減排技術(shù)，通過技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，自動化節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用水平不斷提高，能夠更好地為城市供熱提供技術(shù)保證。因此，本文對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了概述，并提出了具體的應(yīng)用措施，希望分析能夠助力城市供熱工作有效開展。

2 供熱自動化節(jié)能減排技術(shù)概述

2.1 分層管控技術(shù)

該類技術(shù)是通過三個級別的管理站對供熱管線實(shí)施管理。一級管理站是從總體層面把握各個管道的運(yùn)行狀態(tài)，并實(shí)時監(jiān)測管線運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況，還可綜合提供相應(yīng)的控制與調(diào)節(jié)指令。二級管理站主要作為每個三級管理站與一級管理站之間的信息互通橋梁，自身具有數(shù)據(jù)采集、傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)與管理等多項(xiàng)功能，全面掌握各區(qū)域的供熱需求量。數(shù)據(jù)采集內(nèi)容主要指供熱量及管道運(yùn)行狀態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，如果發(fā)現(xiàn)實(shí)際數(shù)據(jù)信息與標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)產(chǎn)生差異時，需及時將異常情況反映給調(diào)控層，方便其采取適當(dāng)?shù)募m正措施。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)指在一級與三級管理站之間建立信息傳遞渠道，將一級管理站發(fā)出的控制指令傳輸給三級站，實(shí)現(xiàn)兩者之間的信息互通。管理功能主要體現(xiàn)在基于已收集的數(shù)據(jù)信息合理監(jiān)控各管線的供熱情況，一旦在管理過程中發(fā)現(xiàn)問題，可及時利用技術(shù)加以解決，提高管線供熱的穩(wěn)定性與安全性。通訊功能是供熱系統(tǒng)的核心職能，除了上述對信息進(jìn)行收集傳輸外，還可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與調(diào)配中心的信息通訊，從而確定合理的供熱量及傳輸范圍，也能夠?yàn)楣芫€維護(hù)工作提供前期便利。三級管理站屬于中繼站層面的熱能管控，其可將監(jiān)控分站發(fā)出的指令傳輸給下位基站，從而維護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并實(shí)時將供熱量調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)乃健?/p>

2.2 熱量三級管理結(jié)構(gòu)

綜合的調(diào)控中心處于所有管理結(jié)構(gòu)的最高層級，該部分使用雙網(wǎng)方式，分別查詢獲取生產(chǎn)和管理兩方面的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息，并在下達(dá)操作指令的服務(wù)設(shè)備中分別安裝不同職能的網(wǎng)卡，一個連接數(shù)據(jù)庫，一個用于發(fā)布指令信息，從而對其它的查詢、信息傳輸及訪問等操作減少干擾。下層網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的每個基站都是相互獨(dú)立運(yùn)行的，相互訪問等操作不會干擾其它的分站運(yùn)行狀態(tài)，基站之間屬于平行關(guān)系。繼電站中的PLC 系統(tǒng)從性質(zhì)上講屬于第三網(wǎng)絡(luò)，其通過對各分站的監(jiān)控數(shù)據(jù)分析和無線網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。

3 城市供熱自動化節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用

3.1 氣候補(bǔ)償

氣候補(bǔ)償設(shè)備一般安裝于換熱站等綜合調(diào)節(jié)的位置，能夠隨時根據(jù)氣候溫度及客戶的供熱需求調(diào)節(jié)相應(yīng)的水溫，從而提高能源的利用率。補(bǔ)償器可以滿足用戶的階段性特殊供熱要求，自動將水溫調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)的水平，從而實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償效果。同時還可結(jié)合室內(nèi)的實(shí)際溫度通過傳感設(shè)備進(jìn)行身份補(bǔ)償，使溫度保持在預(yù)設(shè)的范圍之內(nèi)。此外，溫度傳感設(shè)備還可根據(jù)室內(nèi)溫度的變化情況采取臨時性的調(diào)節(jié)措施，使水溫達(dá)到需求標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對室溫的合理補(bǔ)償。這種操作一方面可降低對能源的使用浪費(fèi)，另一方面也能夠準(zhǔn)確預(yù)估能源的損失量，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的科學(xué)化與自動化運(yùn)行。

3.2 水力平衡技術(shù)的應(yīng)用

雖然該類技術(shù)在多地區(qū)的應(yīng)用率已經(jīng)明顯降低，但其作為傳統(tǒng)的自動化節(jié)能減排技術(shù)，在維持水力平衡方面也發(fā)揮著重要的作用。該類技術(shù)一般會用于區(qū)域內(nèi)的總控制網(wǎng)絡(luò)中，在供熱用戶端與截斷井之間設(shè)置專業(yè)的調(diào)控設(shè)施，從而實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)管線的水力平衡性控制。一般自力式流量與壓差兩種調(diào)節(jié)方式較為常用，其中流量系統(tǒng)指的是實(shí)際流量，可基于實(shí)際的流量需求對流量進(jìn)行事前預(yù)估，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)估流量與實(shí)際需求量相對匹配。這樣流量在管線傳輸過程中便會減少由于重新調(diào)配而產(chǎn)生的水力失衡現(xiàn)象，降低由于流量不穩(wěn)定而導(dǎo)致的傳熱安全隱患。此外，此技術(shù)還能夠?qū)Σ煌叨鹊墓崴畨簩?shí)施調(diào)節(jié)操作，有效維持熱水傳輸?shù)木馀c穩(wěn)定，使兩個層面的回水點(diǎn)壓差維持在可控范圍。調(diào)節(jié)閥可在由于負(fù)荷變化導(dǎo)致流量變化的情形下發(fā)揮功能作用，將水節(jié)點(diǎn)的壓差一直維持在原來的數(shù)值水平，同時控制供熱環(huán)線其他散熱設(shè)備的流量水平一直維持在相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

3.3 樓宇分時調(diào)控技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)生時期較晚，屬于新興的供熱技術(shù)種類。此技術(shù)能夠提升服務(wù)的精細(xì)化程度，主要用于對供熱時間具有特殊要求的樓宇。如果用戶對供熱時間的需求具有明顯的時段特征，或者主要集中在某一時段內(nèi)，該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對上述樓宇的供熱調(diào)節(jié)。具體可通過樓宇內(nèi)的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，對樓宇的供熱時段及供熱量進(jìn)行科學(xué)的自動調(diào)節(jié)，以此降低能源使用的浪費(fèi)。一套完整的調(diào)節(jié)系統(tǒng)由控制閥、溫度變送設(shè)備、監(jiān)測中心及控制設(shè)備等部分構(gòu)成，具體操作可通過每個樓宇安裝的熱表和調(diào)節(jié)閥完成不同樓宇的分時段供熱。實(shí)施時，技術(shù)人員需事先對樓宇的供熱模式進(jìn)行設(shè)定，再通過視頻及操作設(shè)備隨時調(diào)節(jié)供熱的參數(shù)指標(biāo)。當(dāng)實(shí)際供熱時，應(yīng)隨時監(jiān)測供熱的效果是否達(dá)到用戶需求，并將相關(guān)的數(shù)據(jù)信息與預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行對照，將供熱的實(shí)際數(shù)值調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)范圍，從而滿足用戶的需求。此外，還可發(fā)揮無線通訊網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢作用，克服空間限制條件將數(shù)據(jù)發(fā)送給監(jiān)控中心，從而輔助實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對中繼站及熱網(wǎng)全網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控。

3.4 熱計量技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)主要包括熱分?jǐn)偂嵊嬃康葘I(yè)方法。應(yīng)用此技術(shù)時，是將熱力站、熱原樓宇及用戶端分別作為供熱方，根據(jù)用戶的熱量結(jié)算數(shù)據(jù)，通過相應(yīng)的超聲波熱量測試設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的計量。具體計量方式可為直接計量與分?jǐn)傆嬃俊Ｖ苯佑嬃康臄?shù)據(jù)信息便指某個用戶的獨(dú)立使用熱量的情況，分?jǐn)傆嬃縿t需要借助專業(yè)的熱表進(jìn)行分?jǐn)傆嬎悖瑥亩姑總€參與分?jǐn)偟挠脩臬@取準(zhǔn)確的分?jǐn)倲?shù)量。這種計算方式較為科學(xué)，可按照用戶的實(shí)際供熱需求提供相應(yīng)的熱量，從而減少供熱過程中的能源消耗，凸顯供熱的環(huán)保特性。

3.5 單位時間內(nèi)的水流量的調(diào)節(jié)

3.5.1 定壓差調(diào)節(jié)模式

該類模式主要用于調(diào)節(jié)供熱管道中的壓力差值，借助變頻循環(huán)設(shè)備對管口的壓力差進(jìn)行調(diào)節(jié)，使之保持在設(shè)定的范圍內(nèi)。運(yùn)用此模式對供熱系統(tǒng)實(shí)施操作，調(diào)節(jié)壓差是十分便利的，同時還可對自動控制模式的熱力供應(yīng)產(chǎn)生重要的影響，從而大幅提高了資源的使用效率，體現(xiàn)出供熱系統(tǒng)的科技化實(shí)施水平。

3.5.2 分階段調(diào)節(jié)

在實(shí)際實(shí)施供熱的過程中，負(fù)責(zé)供熱的機(jī)構(gòu)應(yīng)靈活按照氣候溫度來設(shè)定適當(dāng)?shù)墓崃浚⒄麄€供熱過程劃分為三個階段：即初期、中期及酷寒三個時期。根據(jù)不同時期的熱量需求，借助循環(huán)水泵及流量調(diào)節(jié)設(shè)備來完成對用戶端的供熱。分段調(diào)節(jié)供熱的特點(diǎn)十分明顯，其一實(shí)際供熱量可與用戶的需求緊密結(jié)合，使二者的匹配度較高，其二是能夠適當(dāng)降低部分地區(qū)的水、電資源的使用壓力，從而合理分配與使用資源，實(shí)現(xiàn)自然資源的合理利用。此外，在較為集中的供熱時段，用戶可能會產(chǎn)生需求的擁堵，而分段供熱可針對此現(xiàn)象進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)和改善，如通過專業(yè)的設(shè)備在供熱時間及供熱量等方面進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，既能滿足用戶的熱量需求，又可以緩解擁堵現(xiàn)象，降低熱量傳輸高峰帶來的流量壓力，最大限度提高供熱過程的安全性。

結(jié)束語

總之，為了保證城市供熱體系穩(wěn)定高效運(yùn)行，本文從自動化節(jié)能減排技術(shù)方面入手，積極探索了自動化節(jié)能減排技術(shù)在城市供熱過程的具體應(yīng)用措施。為了進(jìn)一步加強(qiáng)研究能力，技術(shù)人員要深入工作實(shí)際，不斷總結(jié)自動化節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)用方案，積極進(jìn)行實(shí)踐應(yīng)用研究與創(chuàng)新探索，從而才能有效的保證城市供熱工作水平不斷提高。