集中供熱系統運行監控與技術研究

付樂樂

摘? ?要：目前，經濟發展迅速，隨著社會的發展和基礎設施建設的普及，居民小區使用燃煤小鍋爐時會產生煙霧造成大氣污染，發展集中供熱工程，加快供熱管網施工建設，建造小區換熱站，使用熱電廠供熱，可實現熱電廠資源的合理配置，減少大氣污染，實現城鎮居民集中供熱，供熱管網施工過程繁瑣，供熱管網施工質量直接影響著供熱管網的供熱效率和供熱水平，因此施工單位必須加強供熱管網施工質量的全過程動態管理工作，確保供熱管網的正常安全運行，滿足新時代中國特色社會主義新時期人們的供熱需求。

關鍵詞：集中供熱系統;運行監控;技術研究

中圖分類號： TD353? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.07.050

當前，我國集中供熱事業飛速發展。2018年的全國集中供熱面積相比1990年增長了35倍。近十年來，熱電聯產機組應用規模持續擴大，目前占比達到37%，其中系統熱源類型正由單一結構向多源互補轉變，熱網運行工況趨于復雜多變，熱用戶服務標準日益提高。目前，在國內基層熱力企業的實際生產運營中，存在智能化水平整體偏低、管理方式較為粗放等問題：一是一部分集中供熱系統尚未實現對重要參數的遠傳遠控，缺乏對在線診斷與實時分析的數據支撐，水力失調和冷熱不均的情況時有發生;二是由于缺乏對數據采集和數據共享的保障，智能熱網實施前后的指標經濟性、運營時效性難以評估;三是收費客服系統功能不完善，熱用戶服務不能滿足互聯網信息化時代要求;四是在已建立的供熱運行管理平臺中，熱源、熱網、熱力站與用戶之間存在信息壁壘，運行調節策略大多基于局部系統考慮，未能實現源網協同控制。熱電聯產機組應用規模持續擴大，需要在工業物聯網下實施智能控制系統建設。物聯網是在互聯網基礎上的延伸和擴展，利用先進的信息通信技術和互聯網平臺的優勢，推進能源生產智能化，促進多種類型能流網絡互聯互通和多種能源形態協同轉化，建設“清潔低碳、安全高效”的現代化能源體系，是能源行業轉型升級的重要方向。在先進的工業物聯網信息技術快速發展和能源“消費、供給、技術、體制”理念提上日程的時代背景下，我國的集中供熱企業亟需利用“互聯網+”技術形成工業物聯網系統，采用現代化、數字化、智能化的方式，在系統工程層面提升集中供熱系統的生產、運行、管理和服務水平。

一、供熱管網施工質量的隱患

一是布局不當，設計人員規劃城鎮供水管網的過程中，有時設計人員沒有對居民建筑情況和基礎設施進行全面了解，忽略地下自來水管道、燃氣管道、通訊光纖、國防電纜的詳細位置和走向，會導致設計出來的施工方案與周圍的生活環境有沖突，降低實際供暖的效率。二是施工組織管理存在缺陷，施工單位未制定完善的施工操作規程，出現施工人員違章作業，未按照技術規格書施工、管道焊接存在缺陷等不利情況，引發施工質量問題。三是集中供熱規模較大，需要合理控制熱水水溫、管道流量、熱水流速和側支管與直支管分流比，但實際運行過程中供水網調節系統經常受各種因素制約，新接入的供熱管網初期會破壞原來區域的供水平衡，而且新供熱企業對小區的情況不熟悉與居民之間有一段磨合期，因此需要使用現場測試和數值模擬相結合，研究供水管網管道結構、三通等供熱的影響因素對供熱效率的影響，本文以研究管徑400mm的匯流三通內流體的速度場和壓力場為例，研究同一管道不同分流比的流體匯合在三通內流體的阻力損失，對研究管道系統的設計和流體運輸能量損失計算具有重要意義。

二、“互聯網+”智能供熱平臺應用實例

通過對某源網一體的基層熱電企業“互聯網+”智能供熱平臺示范建設應用，使其在供熱指標能耗降低、經營成本節約、工作效率提高和服務質量提升方面取得了顯著成效。在數據感知層面，通過加裝熱力站內的物聯網調節閥、水泵變頻器，自動控制系統，完善站內主要運行參數監控測點，增設視頻監控設備，利用租用的運營商以太專網，將熱力站內采集的所有運行參數統一傳輸至智能供熱平臺。調度中心可實現對熱力站設備運行狀態的監測與遠程控制，從而實現熱力站的無人值守。在平臺業務分析層面，建設了全網水力平衡分析子系統、源網一體化協同調度子系統、能耗統計與分析子系統、經營收費管理子系統、客戶服務管理子系統模塊。

1.全網水力平衡分析子系統

根據管網的實際拓撲結構，通過熱力系統機理分析與歷史大數據驅動兩種建模方式建立熱網模型，實現離線模擬計算與在線運行工況尋優功能。通過模型計算的軟測量結果與熱網實際運行參數的比較，指導運行調度，優化控制策略。

2.源網一體化協同調度子系統

根據熱網歷史運行數據、室外氣象參數、管網慣性、建筑物特性、末端供熱形式、用戶室溫等多維度因素對熱負荷進行預測，實時計算出熱力站當前最佳二次網供熱水溫度，制定出每個熱力站的獨特調節曲線，實現“一站一策”精準控制。以用戶側室內溫度為最終控制目標，沿換熱站二次網供水溫度、換熱站一次網側電動調節閥開度、熱網首站一次網供水溫度等參數溯源關聯，建立熱電聯產機組抽汽與一次網供水溫度協調變化的聯動關系，從而形成源網一體化的熱力調控模型。

3.能耗統計與分析子系統

通過建立供熱能耗多指標的計算模型，利用供熱系統運行的各類數據，進行水、電、熱等各類能耗指標的計算，并以圖形報表等多種形式，以不同維度加以分析呈現。進一步地，結合水價、電價、熱價等價格因素細化供熱邊際貢獻，增加生產所涉及的人工、材料等各類成本信息，建立節能效果與經濟收益的影響關系，從經濟效益優先的角度，推進供熱系統的節能優化及改造。

4.經營收費管理子系統

通過建立一站式供熱收費解決方案，輔以銀行、微信、支付寶等多元化繳費方式，以及稅控接口、電子發票系統等，關聯客戶服務子系統，實現跨部門、跨系統的聯動收費管理，主要包括與稽查管理、生產調度、客服管理的聯動協調運作。解決用戶資料混亂、賬目不清、收費率低、歷史信息無法追溯等問題，提升經營收費效率和客戶滿意度。

三、結語

供熱管網施工實現居民集中供熱，完善城市基礎設施，減少煙塵污染，供熱管網施工要重視全過程管理，控制好各個環節，嚴把質量關，在竣工后做好竣工資料歸檔保存，促進供熱管網安全可靠運行。

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