城市供热自动化节能减排技术研究应用

孟丽丽

（太原市热力集团有限责任公司，太原030009）

1 引言

随着城市化进程的不断加快，城市集中供热需求越来越大，耗费的能量和资源也越来越多。在城市集中供热过程中，供暖与生活热水是最主要的供热内容之一，直接关系着人们的日常生活。城市集中供暖以供热管网为基础进行能源资源的供应，具有一定的复杂性和连续性，传统的锅炉房供热方式供热效率低，安全性能不高，容易造成严重的环境污染。

2 供热自动化节能减排技术概述

2.1 分层管控技术

分层管控技术主要是针对供热管道管理的三级管理体系，包括一级管理站、二级管理站以及三级管理站。

一级管理站指的是整体供热管道的调控中心，通过调控中心可以及时进行各个监控分站各项数据的采集以及监控，并且科学地进行异常数据和控制命令之间的传输控制。

二级管理站指的是各个三级管理站以及调控中心之间的传递中心，主要是采集不同区域的供热需求，具备通信功能、数据采集功能、数据转发功能以及管理功能4种功能。其中，数据采集功能是对整体控制区域供热数据以及管道运转数据的信息的收集，当发现数据与正常数据不一致时，会将相关数据信息反馈给调控中心进行处置。数据转发功能指的是利用一级管理站和三级管理站的中介站进行相关供热具体情况信息的传达，这样可以将管理站的具体命令传递给三级管理站。基于数据采集基础而发展的管理功能主要是通过管道数据采集的相关信息，使整个供热管道处于合理的监控范围内，及时发现异常情况并进行解决，保证供热管网运行的可靠性和安全性。通讯功能是供热自动化系统的关键功能，除了发送上级信息以及数据传递与转发，还可以通过系统与一级管理中心进行可靠的沟通，并有效调控管道的相关问题，确定供热范围以及供热的水平，也方便后续工作人员对供热管道的问题进行维护。

三级管理属于中继站的热量管理，当监控分站转发的操作指令被中继站的下位机所接受之后，可以能够保证系统安全稳定运行，并完成各项热量调控的工作[1]。

2.2 热量三级管理结构

在热量三级管理结构中，管理网络的最高层为调控中心，网络采用双网接入的方法，可以同时利用生产网和管理网对调控中心各种数据信息进行在线的查询，下达各个操作指令的服务器装设有2个网卡，一个用于数据库的连接，另一个进行指令的发布，避免对其他的查询功能以及访问功能造成干扰。作为下一级的网络监控分站，彼此之间是平等的，彼此的运行和访问不会受到其他分站的影响，继电站的PLC系统属于第三网络站，通过监控分站以及无线网卡实现互联功能[2]。

3 城市供热自动化节能减排技术的应用

3.1 气候补偿

城市供热自动化系统的气候补偿器通常会安装在换热站或锅炉房，能够动态调节热源回水温度，结合室外温度以及供热系统的客观需求实现按需求供热，减少能源资源的浪费。气候补偿器可以结合用户设定的具体时间内的室内温度需求，按照设定的局限进行供水温度的自动调解，从而完成供水温度气候补偿工作，并结合室内温度传感器进行身份补偿，限定最低回水温度。与此同时，室内温度传感器也可以对室内温度的变化进行自动监控，从而有效调节水温，实现室温补偿的目的，减少热源的消耗，预计热源的损失。

3.2 水力平衡技术的应用

水力平衡技术是一种传统的供热自动化节能减排技术，虽然已经被多数地区淘汰，但是我国仍然有部分区域使用水力平衡技术进行供热系统的维持。水力平衡技术通常情况下会应用于一个区域供热总网络过程中，在供热管网用户以及截断井之间安装专用的调控设备，从而解决供热管网水力平衡的问题。目前，常见的调控法包括自力式流量、自力式压差等，自力式流量系统是实际应用的流量系统，能够在考虑实际需求的基础之上通过流量的提前预设，维持流量的稳定，保证管网中的流量调控迅速达到新的标准，避免热源切换过程中流量的再次调配而出现水力失调的问题。该技术能够有效调节不同楼层间水压不平衡的问题，保证供水的稳定性和安全性，使2个水平供回水节点的压差保持一定的状态。自力式调节阀会在所处位置负荷有所波动而导致流量改变的情况下发生自身的功用，保证水节点的压差不会发生改变，同时，也会避免环路中其他散热器流量的变化。

3.3 楼宇分时调控技术

楼宇分时调控技术是适应时代发展的一种新型供暖供热技术，能够为用户提供精细化和自动化的服务。楼宇分时调控技术主要是根据时间段进行系统的调控，主要应用于使用时间具有明显分段和使用时间相对集中的楼宇的整体调控活动。通过在楼宇中安装专用的自动调节系统，可以实现楼宇整体管理调控，降低能源资源的消耗。完整的分时调控系统主要包括电子控制阀门、温度变送器、监控中心以及集中控制箱等相关部分组成，通过在每个楼栋中安装具备特定接口的热表以及电磁调节阀，可以实现楼宇分时分段的调控。首先，需要预设楼栋内的运行模式，通过现场视频和操作站，可以对参数进行调节，并在实际调控方案运行的过程中收集楼栋内控制器的相关信息，与预设的运行数据进行对比，应用电子调节阀进行合理的调控时期，能够达到预期的需求，借助无线通信手段还可以将获得的数据向监控中心及时的上传，实现管理和监测的远程调控，从而完成中继站到热网的自动化监控。

3.4 热计量技术

在城市供热自动化系统中应用的热计量技术主要包括用户热分摊法、热计量方法、热室内供暖系统等。热计量方法的应用指的是将集中供热系统中的热力站、热源楼栋以及用热单户作为各个供热方，结合用热方的热量结算点，并安装相应的超声波热量表进行热计量。对住宅和用户等相关单位进行直接计量，或者对每户的供热量进行分摊的计量，并用热表进行结算，从而可以对分摊方式计量的住宅户进行合理的测量，实现分户热计量，提高热量计量的科学性和稳定性，实现按需供热，从而极大地减少热源的消耗，实现节能减排的功能。

4 结语

综上所述，城市供热自动化节能减排技术的有效应用能够大量减少城市热源供应过程中的能源损耗，有利于构建能源资源节约型社会，促进社会的可持续发展。本文主要针对城市供热自动化节能减排技术的相关概念进行探究，指出供热自动化节能减排技术具体的应用方式和应用对策，希望能够为城市的持续稳定发展提供一定的参考。