浅谈城市供热自动化节能减排技术的应用

孙美华 张金来

摘 要：现阶段，资源节约型社会的构建逐渐成为世界发展的重要方向，而这同样是我国现代化建设过程中需要坚持的国策。在这种情况下，构建城市自动化供热体系的过程中，必须要与城市本身的特点相互结合，对先进技术予以合理运用，保证节能减排目標可以更好地实现。这样一来，能够确保我国现代化建设的稳定进行。文章针对当前常见的自动供热系统节能减排技术展开了相关性的分析，以供参考。

关键词：城市供热；自动化节能减排技术；应用

1 城市集中供热系统节能问题

1.1 集中供热系统中的锅炉运行热效率偏低

根据我国《民用建筑节能设计标准》相关要求，民用建筑锅炉的热运行效率标准为68%以上，国际上对于此项目的热运行效率标准为80%。而在我国的城市集中供热系统中，锅炉的热运行效率平均仅有63%，可以看出不但远低于国际标准，距离国家标准也还有很大差距。锅炉运行效率低主要是由于我国锅炉燃料多采用的是质量较差的原煤，原煤中包含大量的杂质、水分，燃烧性能差、不能满足锅炉燃烧的条件，不能支撑锅炉的满负荷工作。

1.2 供热管网输送效率低

供热管网的输送效率计算方式为：计划由管网输送的熱量总和减去在输送过程中损失掉的热量总和，其结果除以真正获得的热量总和后得到的数值为该供热管网的热输送效率。我国关于集中供热系统供热管网输送效率的标准为不低于90%，而在我国实际的供热系统中，输送效率仅为65%。我国现在建成使用的供热管网存在严重的保温热损失、水力失调、热泄漏等问题。

1.3 冷热不均，浪费能源

我国城市集中供热系统基本采用的都是单向顺流的方式，即热量从热源开始沿一个方向贯通所有居民家庭。这种方式造成了严重的供热冷热不均。一部分家庭距离热源近，室内温度非常高，冬季还需要开窗降温，极大的浪费了能源。另一部分家庭由于距离热源远，热量传输过来时温度已经不够，室内温度过低还需要再开空调、电暖器等设备取暖，造成了二次资源的消耗。城市集中供热系统为了能使每个家庭的温度都达标，只能加大力度供暖，一方面浪费热力资源，另一方面造成部分家庭温度过高。

2 城市供热自动化节能减排技术

2.1 气候补偿技术的应用

对于气候补偿器而言，其主要的设计理念就是和与天气相关的工艺过程，为其进行自动化补偿相应的调节量，以保证实现节能的目标，或者是增强产品自身的质量。在锅炉房或者是热力中继站安装气候补偿器以后，用户能够根据实际需求提前设置不同时间所对应的温度，一旦室外的温度有所变动而导致供暖系统的回水温度发生变化，那么气候补偿器则会根据之前预设的温度曲线来自动化地调节供水的温度，进而满足供热管网供水温度的气候补偿需求。在此基础上，室内温度传感器也能够随着室内温度的变化而调节水温，最终实现室温补偿的目标。

2.2 用户热计量的应用

中继站、热源与集中供热系统当中的用户被当作热量结算点，将热量计安装其中并展开热计量工作。在住宅中，将每户作为单位，针对各户供热量展开直接是亦或是分摊式的计量。如果采用直接计量方式，则应当通过热量结算点的热值展开结算工作。如果采用的是分摊式的计量方式，则需要将记录仪安装在每户中，进而单独地测量其用热量，以保证能够准确地了解其在整体用热量中的所占比重，并获得不同用户所需要分摊的热量。用户热计量技术的有效推广应用，能够贯彻并落实按需供热的目标，进而从根本上达到节能减排的目标。

2.3 水力平衡技术的应用

水力平衡技术曾被广泛应用，虽然已经被淘汰，但是却仍有部分区域供热系统中应用该技术。

所谓的水力平衡技术，一般情况下被应用于某区域供热总网当中，将专用调控设备安装在供热管网进户和截断井当中，进而有效地解决供热管网水力平衡的问题。现阶段，自力式差压、自力式流量以及自力式流量是最常见的调控阀，实际应用的流量系统通常会采用管网定流量系统。自力式流量调控阀能够充分考虑实际的使用需求提前预设通过的流量，同时在保证维持于预设量的基础上，保证管网当中的流量调控能够一次性地达到标准，以免在热源切换的过程中再次调配流量，进而化解水力失调的问题。

通常情况下，垂直水力平衡技术被应用在单一楼房热网当中，其回水管中会设置自力式压差调节阀门，如果其他的垂直管道特性发生变化，那么调节阀能够保证立管当中的两个供回水关键点压差值中保持恒定的状态。与此同时，将型号相同的另一调节阀安装在水平管当中，如果其他楼层的水平管道特性出现变化，那么该调节阀同样会发挥自身的作用，保证两个水平供回水节点的压差保持恒定的状态。对于环路当中的散热器，其所处位置负荷有所波动而致使流量改变的情况下，自力式调节阀会发挥自身效用，以保证两水平供回水节点的差压不发生改变。这样一来，环路当中的其他散热器流量也就不会出现变化。

2.4 供热管网分层管控技术的应用

热量三级管理体系是供热管网最常见的分层管控方式：第一层，一级管理，即供热调控中心管理。调控中心管理工作人员能够对下属各监控数据信息进行采集与监控，同时及时传输异常数据和控制命令。除此之外，调控中心计算机系统能够及时地处理收集数据信息，并充分考虑下属各区域对于热量的数据需求来发布相对应的命令，确保热量的按需分配。第二层，监控分站为核心。其主要的目的就是监管下属区域内部各中继站的实际运行状况。第三层，中继站热量管理。中继站中的下位机在接收监控奋战所转发的操作质量以后，能够保证其运行的安全性，进而满足不同热量调控工作的目标。在下位机当中，PLC控制器是最常见的调控方式，而其具体的功能有三部分，具体表现在：①信号测量。下位机能够针对指令来准确地测量出一二次供热管网当中的供热参数。②控制操作。通过单回路控制方式的运用，下位机能够科学合理地调控热量与一次管网当中的回水定压以及循环泵抽口压力等多方面数据信息。③预警功能。在检测出管网数据的异常或者是水泵电机电流超出限制范围，变频器发生故障等问题，下位机就能够及时地发出报警信号。

2.5 楼宇分时调控技术的应用

2.5.1 楼宇分时调控系统概述

此系统主要运用的就是分时段调控系统，在用热时间集中且使用时间具有明显的时间分段楼栋当中能够充分发挥其调控的作用。将自动调节系统进行安装使用以后，能够保证楼栋管理调控合理化的基础上，有效地节省能源的实际消耗。分时调控系统的完整性具体表现在电磁控制阀门、监控中心、温度变送器与集中控制箱这四个组成部分。

2.5.2 具体的调控方案

可以将电磁调节阀与RS485接口热表安装在各楼栋当中。其中，在操作站与现场设置屏的作用下，能够合理预设楼栋内部的运行模式，并在后期运行的过程中，科学合理地对比楼栋内部现场控制器所收集的热量信息以及预设运行的数据信息。在电磁调节阀的作用下予以适当地调控，以保证更好地满足预设的要求。在此基础上，对无线通讯手段进行合理地运用，使得控制器能够获取实时的数据信息，并且向监控中心上传，进而达到监测和管理的远程操控目的。这样一来，中继站至用户间的热网数据就能够达到自动化监控的目的。

3 结束语

基于城市建设速度不断加快，城市集中供热呈现出理想的发展趋势。其中，城市集中供热管网的分布区域相对广泛且供热用户数量诸多，管线也十分复杂。由于能源紧缺的问题逐渐突显出来，所以在稳定运行且供热均衡的情况下，也同样需要充分利用现代自动化控制技术实现供热管网运行管理水平的全面提升，进而构建节能型城市供热系统。

参考文献：

[1] 李银玲.中国城市集中供热能耗分析及节能减排控制策略研究[D].华北电力大学，2016.

[2] 史瑞芳.关于供热系统节能方法的探讨[J].黑龙江科技信息，2016（2）：63.

[3] 陈知富.中小城市集中供热的现状问题及规划发展探讨[J].区域供热，2016（2）：86～91.

[4] 卜云婷.集中供热二次网节能控制方法研究[D].长春工业大学，2016.