城市供热自动化节能减排技术研究应用

2020-01-06刘彪

科学技术创新 2020年17期

刘彪

（辽宁调兵山112700）

1 概述

随着城市化发展，为了有效的保证城市供热工作有效开展，要重视研究自动化节能减排技术，通过技术的不断创新与发展，自动化节能减排技术应用水平不断提高，能够更好地为城市供热提供技术保证。因此，本文对相关技术进行了概述，并提出了具体的应用措施，希望分析能够助力城市供热工作有效开展。

2 供热自动化节能减排技术概述

2.1 分层管控技术

该类技术是通过三个级别的管理站对供热管线实施管理。一级管理站是从总体层面把握各个管道的运行状态，并实时监测管线运行的相关数据，如果发现数据出现异常情况，还可综合提供相应的控制与调节指令。二级管理站主要作为每个三级管理站与一级管理站之间的信息互通桥梁，自身具有数据采集、传输、转发与管理等多项功能，全面掌握各区域的供热需求量。数据采集内容主要指供热量及管道运行状态的相关数据信息，如果发现实际数据信息与标准指标产生差异时，需及时将异常情况反映给调控层，方便其采取适当的纠正措施。数据转发指在一级与三级管理站之间建立信息传递渠道，将一级管理站发出的控制指令传输给三级站，实现两者之间的信息互通。管理功能主要体现在基于已收集的数据信息合理监控各管线的供热情况，一旦在管理过程中发现问题，可及时利用技术加以解决，提高管线供热的稳定性与安全性。通讯功能是供热系统的核心职能，除了上述对信息进行收集传输外，还可实现系统与调配中心的信息通讯，从而确定合理的供热量及传输范围，也能够为管线维护工作提供前期便利。三级管理站属于中继站层面的热能管控，其可将监控分站发出的指令传输给下位基站，从而维护系统的稳定性，并实时将供热量调节至适当的水平。

2.2 热量三级管理结构

综合的调控中心处于所有管理结构的最高层级，该部分使用双网方式，分别查询获取生产和管理两方面的网络数据信息，并在下达操作指令的服务设备中分别安装不同职能的网卡，一个连接数据库，一个用于发布指令信息，从而对其它的查询、信息传输及访问等操作减少干扰。下层网络监控的每个基站都是相互独立运行的，相互访问等操作不会干扰其它的分站运行状态，基站之间属于平行关系。继电站中的PLC 系统从性质上讲属于第三网络，其通过对各分站的监控数据分析和无线网卡实现信息的传递。

3 城市供热自动化节能减排技术的应用

3.1 气候补偿

气候补偿设备一般安装于换热站等综合调节的位置，能够随时根据气候温度及客户的供热需求调节相应的水温，从而提高能源的利用率。补偿器可以满足用户的阶段性特殊供热要求，自动将水温调节至预设的水平，从而实现补偿效果。同时还可结合室内的实际温度通过传感设备进行身份补偿，使温度保持在预设的范围之内。此外，温度传感设备还可根据室内温度的变化情况采取临时性的调节措施，使水温达到需求标准，实现对室温的合理补偿。这种操作一方面可降低对能源的使用浪费，另一方面也能够准确预估能源的损失量，实现供热系统的科学化与自动化运行。

3.2 水力平衡技术的应用

虽然该类技术在多地区的应用率已经明显降低，但其作为传统的自动化节能减排技术，在维持水力平衡方面也发挥着重要的作用。该类技术一般会用于区域内的总控制网络中，在供热用户端与截断井之间设置专业的调控设施，从而实现对网络管线的水力平衡性控制。一般自力式流量与压差两种调节方式较为常用，其中流量系统指的是实际流量，可基于实际的流量需求对流量进行事前预估，从而实现预估流量与实际需求量相对匹配。这样流量在管线传输过程中便会减少由于重新调配而产生的水力失衡现象，降低由于流量不稳定而导致的传热安全隐患。此外，此技术还能够对不同高度的供热水压实施调节操作，有效维持热水传输的均衡与稳定，使两个层面的回水点压差维持在可控范围。调节阀可在由于负荷变化导致流量变化的情形下发挥功能作用，将水节点的压差一直维持在原来的数值水平，同时控制供热环线其他散热设备的流量水平一直维持在相对稳定的状态。

3.3 楼宇分时调控技术

该项技术的产生时期较晚，属于新兴的供热技术种类。此技术能够提升服务的精细化程度，主要用于对供热时间具有特殊要求的楼宇。如果用户对供热时间的需求具有明显的时段特征，或者主要集中在某一时段内，该技术可实现对上述楼宇的供热调节。具体可通过楼宇内的自动调节系统，对楼宇的供热时段及供热量进行科学的自动调节，以此降低能源使用的浪费。一套完整的调节系统由控制阀、温度变送设备、监测中心及控制设备等部分构成，具体操作可通过每个楼宇安装的热表和调节阀完成不同楼宇的分时段供热。实施时，技术人员需事先对楼宇的供热模式进行设定，再通过视频及操作设备随时调节供热的参数指标。当实际供热时，应随时监测供热的效果是否达到用户需求，并将相关的数据信息与预先设定的标准参数进行对照，将供热的实际数值调整到标准范围，从而满足用户的需求。此外，还可发挥无线通讯网络的优势作用，克服空间限制条件将数据发送给监控中心，从而辅助实现远程监控和调节，实现对中继站及热网全网络的监控。

3.4 热计量技术

该项技术主要包括热分摊、热计量等专业方法。应用此技术时，是将热力站、热原楼宇及用户端分别作为供热方，根据用户的热量结算数据，通过相应的超声波热量测试设备进行准确的计量。具体计量方式可为直接计量与分摊计量。直接计量的数据信息便指某个用户的独立使用热量的情况，分摊计量则需要借助专业的热表进行分摊计算，从而使每个参与分摊的用户获取准确的分摊数量。这种计算方式较为科学，可按照用户的实际供热需求提供相应的热量，从而减少供热过程中的能源消耗，凸显供热的环保特性。

3.5 单位时间内的水流量的调节

3.5.1 定压差调节模式

该类模式主要用于调节供热管道中的压力差值，借助变频循环设备对管口的压力差进行调节，使之保持在设定的范围内。运用此模式对供热系统实施操作，调节压差是十分便利的，同时还可对自动控制模式的热力供应产生重要的影响，从而大幅提高了资源的使用效率，体现出供热系统的科技化实施水平。

3.5.2 分阶段调节

在实际实施供热的过程中，负责供热的机构应灵活按照气候温度来设定适当的供热量，并将整个供热过程划分为三个阶段：即初期、中期及酷寒三个时期。根据不同时期的热量需求，借助循环水泵及流量调节设备来完成对用户端的供热。分段调节供热的特点十分明显，其一实际供热量可与用户的需求紧密结合，使二者的匹配度较高，其二是能够适当降低部分地区的水、电资源的使用压力，从而合理分配与使用资源，实现自然资源的合理利用。此外，在较为集中的供热时段，用户可能会产生需求的拥堵，而分段供热可针对此现象进行有效的调节和改善，如通过专业的设备在供热时间及供热量等方面进行合理调节，既能满足用户的热量需求，又可以缓解拥堵现象，降低热量传输高峰带来的流量压力，最大限度提高供热过程的安全性。