智慧热网集成技术及应用

石英男

（长春市热力（集团）有限责任公司 吉林 长春 130000）

1 引言

智慧热网是通过将互联网信息技术与供热管网进行整合，依托互联网来实现对供热管网运行各环节的信息共享，促成供热系统的全阶段信息化管理。依据系统模拟评估来针对不同级别的热力管网开展统一化的智能调节，并针对热网改建给予详实、可靠的依据支持，达到能源高效化利用，实现供需平衡。同时智慧热网集成技术与应用也是当今乃至今后一段时期热力行业的主流发展方向。

2 当前我国供热管网运行存在的主要问题

由于受到装备、技术、系统等多方面的滞后性影响，致使目前我国的供热管网系统在实际运行过程中存在着诸多的问题矛盾，其主要体现在以下几个方面当中：

（1）装备与技术落后。热力供应设备与管网系统运行时间久远，未能够及时进行更换，管网锈蚀情况严重，无法实现精准计量与控制，必须要通过相关的技术人员亲自到实际环境去处理，供热信息统计失效，数据收集与分析也未得到有效落实。

（2）系统缺乏良好匹配性。通过管网、热力能源以及换热站点及终端用户所共同构成的热力供应系统，有着高度的复杂性，从初期的设计、安装，到常态化的运行与管理工作当中，其各部分未能够建立起密切的联系性，彼此之间较为独立，这也导致系统在实际运行过程中往往会出现与预期设计存在明显差异的情况。

（3）供热系统适应性不佳。以往的热力供应系统其实际运行模式往往无法满足于节能型建筑，以及非节能型建筑的特殊性热能应用需求，从整体结构上来看无论是节能还是降耗都难以达到预期目标。

（4）自动化调节水平不高。热力管网系统是一项互为影响的动态变化性系统，以往的热力供应方式很难达到自主调节效果，即便一些系统本身具备有自主化调节功能，其整体系统也将会面临东堵西漏的情况发生，致使水力、热力丧失了正常的调节作用，整体系统本身难以达到理想化的节能效果。，

3 智慧热网集成技术的系统构成与特色

为解决上文所提出的几点供热管网问题，目前我国部分地区已经着手开始实施“互联网+供热”智慧化热网集成系统，现将这一系统的构成与技术特色分析如下。

3.1 系统构成

首先，智慧热网集成技术软件系统的构成具体包括有热网系统地理信息、云计算系统、气象信息、安全管理、室内温度控制、热能计量收费系统、远程抄表系统、能源耗损统计系统等多个子系统。其中每一个子系统所掌握的数据信息均可实现高度共享，以便为整体系统供热效率的提升提供基础保障。其次，智慧热网集成技术硬件系统的构成主要有压力、温度、热量、流量等参数传感器及计量单元。应用智能阀可达到较高的流量系数，且阀门通道流通阻力相对较小，阀芯和阀体接触面小，能够有效应对因水质问题而导致的结垢情况，确保供热管网始终保持良好畅通性。

3.2 技术特色

（1）基于大系统理论之上，促成热源、热网与用户间的统一调节，达到多级能耗分析与成本优化。

（2）采用云计算处理技术对热网运行工作状况开展模拟优化处理，借助于智能化控制设备、一体化阀门控制装置，并对管网系统循环泵运行状态做到智能化调节，最终达到全网系统的动态热力均衡。

（3）针对供热系统运行异常状况实现自动警报及故障处置，实现系统的稳定、经济运行。

（4）创建热能供应计量管理与控制一体化系统，不断研发新型供热计量技术。

（5）将热网实时运行工作状况信息、用户能源耗损信息等利用网络信息系统及时发送至相关供热主管部门，以方便用户及管理人员可利用移动终端设备及时查看有关信息，确保热能供应的经济、安全、智慧化运行。

4 智慧热网集成技术应用

应用云计算平台来实现对热能负荷的精准预测，计算热平衡水平，模拟正常工作状况下热网系统的水力情况，并同时开展热网远程智能化运行调控，具体应用部分包括：

（1）热源。在每一处热源机组与管网出口位置装设压力、温度、流量及能耗计量设备，精准计取能耗现状，针对机组运行效率、供热出口参数及热源运行情况进行优化处理，分析各部分能源耗损情况及运行效率，改进热源运行及供热出口位置的参数信息。

（2）换热站。针对各供热站点均装设热能计量表，热控盘及智能化调节阀门。智能监控中心云计算处理后所产生出的目标值利用控制器来对换热站智能调节阀达到自主化控制运行，促使预设目标与实际运行参数可保持均衡性；换热站运行参数与设备在出现故障问题后系统也可自动发出警报，调度人员可实现远程操作[4]。

（3）虚拟站。在低真空循环水直供系统的母管一次阀门位置，其运行参数信息至关重要，监控级别与换热站相同，因此称其为虚拟站。远程监测虚拟站的供水及回水温度、压力，并于预设目标水平展开比较、探究。

（4）户控。居民住户家中的热能计量设备参数可被直接发送至智能监控中心，这些数据内容主要包括供、回水温度及用户家中室内温度，而后中心可依据热能表传输数据好预设目标展开比较分析，以便为热网运行参数的智能化调节带来更加详实的依据支持。

5 结语

总而言之，随着当前我国社会经济的快速发展，人们的生活质量要求也在不断提高，这也对供热管网提出更高的标准要求。要解决以往供热系统所存在着的能耗高、热力损失大等缺陷问题，就必须转变传统粗放型供热模式，开展节能改造处理，以期达到智慧化的运行效果，并最终实现供需平衡。在本次研究中重点探讨了智慧热网集成技术及其实际应用情况，旨在为实现精细化的供热模式做出一定贡献。

[1]杨彩娟，李峰，王建平,等.常减压装置换热网络优化应用[J].中外能源，2016，21(2).

[2]王进，李欣然，杨洪明,等.与电力系统协同区域型分布式冷热电联供能源系统集成方案[J].电力系统自动化，2014，(16).

[3]顾泽鹏，康重庆，陈新宇,等.考虑热网约束的电热能源集成系统运行优化及其风电消纳效益分析[J].中国电机工程学报，2015，(14).

[4]路昌海.基于GIS建模的热网仿真应用研究[J].区域供热，2015，(5).