集中供熱節能調度監控系統應用探究

曹永會

（蘭州新區熱力工程建設管理有限公司，甘肅蘭州 730060）

現今大氣污染問題的逐漸惡化，然而越來越多的城市正在加快城市集中供熱的發展。通常在集中供熱中，缺乏較為精細化、智能化的監控及管理手段。近年來，隨著信息技術的不斷發展，大數據時代逐漸到來，通過利用集中供熱節能調度監控系統的應用技術，將滿足城市集中供熱安全、節能等各個方面的要求。

1 我國集中供熱系統存在的主要問題

隨著環保的打響，小鍋爐被取締，城市集中供熱逐漸成為一種流行趨勢。然而，在目前發展過程中，集中供熱系統通常存在一定的規劃與建設問題，其中的規劃線路變更、實際管道與需求不匹配、管道附近供暖增加或減少等問題時常發生。這些各種問題的發生在一定程度上造成管道排布較為復雜、區域分布較為廣泛同時存在敷設距離相對長，集中供熱系統如圖1所示。

圖1 集中供熱系統

1.1 各環節相關性差

城市供熱管網系統當前主要是由各類不同的熱源點、蜘蛛網狀的供熱管網以及不同的供熱用戶共同運行而成的。這些部分之間存在一定的聯系，同時是不可分離的。在整個系統當中的各部分管網、設備之間的各個環節都需要一定的的信息交互，否則會存在信息傳遞的不及時，當前可以通過供熱系統進行傳遞優化，從而能夠不斷提高信息傳遞的準確性。

1.2 供熱協調控制難點

在供暖系統當中的各個環節通常不是孤立存在的，而是相互聯系的。通過集中供熱管網各環節之間的聯動，從而能夠更好地實現供熱系統之間的動態平衡。通常由于傳統的供熱系統中缺乏監測點等關鍵信息，使得傳統供熱只能根據熱負荷需求來調整供熱。管網的不確定性難以實現，且難以與管網的不確定性相耦合。

1.3 作業中存在一定的安全隱患

通常由于集中供熱管網相對復雜，敷設距離相對較長，通常會存在有架空敷設，也存在埋地敷設，會導致管網的安全運行困難。當前的對管道安全運行的監控常常需要定期檢查，否則將無法實現實時監測，進而無法積極主動預防。

1.4 硬件設施落后

許多主要設施，如冷卻減壓裝置、排水閥等，都存在一定的老化，而且較多地方存在一定的腐蝕，硬件設施落后，從而無法對管網系統數據進行實時的在線監控。由于硬件設備的落后常常需要一定的人力資源進行信息記錄，否則沒有辦法對信息進行準確的歸檔和記錄。

2 集中供熱節能調度監控系統的組成及特點

2.1 集中供熱節能調度監控系統組成

在相應的硬件的各個方面，相應的節能調度監控系統主要由流量、壓力、位移等各種信息采集裝置以及監控攝像機、智能調節閥、各類不同的無線通信設備等不同設備共同組成節能調度監控系統，才能為系統的不斷協調優化提供各種不同的可能。同時在相應的軟件的各個方面，節能調度監控系統主要包括地理信息系統、巡檢系統、安全管理、用戶管理、設備管理、負荷預測協調系統、互聯網云系統、電能損耗監測等各種監控系統以及相應的子系統。通過使用這些各種各樣的子系統的信息能夠使得互聯網與整個集中熱網進行實時監控，不斷為整個熱網的運行提供一定的數據支持。

2.2 節能調度監控系統技術特點

城市供熱節能調度系統的建當前主要以各類不同的信息系統與相應的物理系統的進行深度集成。它的主要特點是具有一定的自我感知能力，能夠不斷地為人們在供熱系統運行過程中的思維和決策提供支持，實現各子系統的信息共享和讀取，對供熱系統的各個方面都有全面深入的了解。根據管網的熱容量、用熱用戶的供熱需求、晝夜變化的用電量、環境溫度的變化等因素，在計算機上能夠模擬用戶的用熱需求，控制熱源的供熱量。采用此系統能夠為安全監控，并對用戶管理、設備管理提供一定的幫助。當前節能調度監控系統技術主要包含以下幾個部分。

能夠將各類熱源、熱網和不同的用戶之間有效結合起來，并能夠進行統一監控以及調度控制，監控系統是進行一定的“宏觀調控”，能夠對各類不同層次的能耗進行較為詳細的分析從而達到降低各類能源消耗成本的目的。通過使用云計算技術和大數據，可以實現對供熱系統之間的負荷預算、能源消耗以及相關熱源的產生進行一定的模擬，同時還可以不斷進行實時監控。對加熱爐、智能調節閥裝置、冷卻減壓裝置等的調度控制，進行一定的智能調節，從而達到熱力系統之間的供需平衡。

使用節能調度監控系統可以不斷進行實時監測和自動報警。當出現特殊情況時，使用信息終端能夠不斷的讀取相應的報警信息，通過對信息的分析，提供發生異常問題時的解決方法，并根據安全可靠的要求切換或淘汰部分設備，保證供熱系統的連續穩定運行。

智能供熱網絡的管理者可以通過手機等接入集中供熱系統，讀取工作記錄、用戶能耗等。當發生問題時可以向有關部門發送異常運行記錄。無人值守巡檢機器人、智能監控攝像機、遙控閥門等部件的不斷發展，漸漸打破傳統供熱管網的存在不足，加快實現供熱方式由粗到精的轉變，提高供熱系統的管理和控制水平。

3 節能調度監控系統應用開發（見圖2）

圖2 城市集中供熱節能調度監控系統

3.1 供熱管網

在地下管道的關鍵方面，如排水管道、管道兩端、人口聚集處等各類重點部位進行有效的監控，不斷的采集溫度、管道振動等各類數據，同時可以設置智能監控攝像機，防止蒸汽泄漏和危害行為人身安全，排水管道異常等問題將實時報警。

利用GIS與檢測系統，不斷的對人員進行路徑規劃檢測，及時將集中供熱中發生的異常信息及時有效的錄入系統，形成相應的檢修計劃和故障統計，同時借助于故障診斷分析技術，可以不斷的為供熱管網的穩定運行護航。

3.2 熱源

在各供熱機組以及供熱管網出口處逐漸的安裝各類不同的計量設備，從而達到準確獲取供熱管網各個位置的熱源的信息動態。對熱源的采集可以采用的技術路線是基于模型的預測大數據分析對熱源進行分析。通常以中樞神經模型為相應預測模型，定期協調集中供熱系統，協調控制，解決強耦合、大滯后的控制問題。優化后的數據設置了供熱出口和熱源單元，不斷的分析供熱系統各環節的能量損失率，積極有效的優化了熱源供熱市場供需關系。

3.3 熱用戶

在現有的集中供熱管道當中，其中的末端計量裝置通常用于測量供熱用戶、接入管道的熱水流量和供熱溫度等各類不同的狀態參數，通常熱網信息處理中心能夠將收集到的各類信息與目標值比較，確定當前加熱是否真正的需要調整。當用戶終端出現異常時，系統能夠積極的分析故障原因并可以進行一定的自動報警。

在用戶管理方面，可以通過相應的監控系統，在系統中搭建移動支付平臺，可以實現靈活定價方式。同時能夠整合各類供熱用戶以及相應的供熱公司的資源，提高使用效率。在熱用戶中可以通過不斷的建立一定的控制器，可以實時在線調整控制閥的開閉度，供熱流量用戶可以調節欠費或低信用，降低資金風險。

4 結論

綜上所述，在科學技術不斷發展下，集中供熱系統也需要不斷的改進，從而能夠滿足高質量發展的要求。采用相應的的節能調度監控系統，可以有效的解決傳統供熱過程當中的能耗高等問題，能夠進行有效的節能控制。本文簡單的分析了當前我國在集中供熱過程中存在的各項問題，同時分析集中供熱過程中節能調度監控系統的各種特點以及應用等方面，希望能為集中供熱系統的建設提供一定的幫助。