城市供热自动化节能减排技术探析

王琳

（济南能源工程集团有限公司，山东 济南 250000）

一、城市供热

（一）城市供热系统

从总体上讲，城市供热作为一个系统，是由以下几方面内容构成的。其中包含了热源、热源网以及热用户这三部分组成的。从结构上看，呈现出网络状，总体十分庞大，并且封闭，具有一定的复杂性。在目前形势下，随着城市供热管网网络化建设发展，城市供热方式逐渐发生转变，具体转变为由单一热源开始向多种热源转变，同时供热网络也在不断增大。另外，热用户以及供热设备也在呈变化增长中。因此，加大管理城市供热系统，是十分重要的问题。

（二）城市供热系统面临的情况

在目前形势下，城市供热网络具有以下两种形势。一种是一次水进行直接供热，另一种是二次水间接供热。从热源角度讲，分为锅炉高温热水，还包括电厂蒸汽这样的形式。在以往城市发展过程中，供热都是以二次水间接供热为主，但也存在部分利用一次水直接供热。对于一次蒸汽直接供热而言，进行一次水供热，结构十分简单，同时投入较低低廉。但受安全性以及使用效率等多种因素影响，存在着较多的问题，最终不得不面临着淘汰的局面。当前大部分城市供热网不会选择利用这样的方式，部分已建一次水供热网，也开始对技术进行改建，转向为他种供热方式。和一次水直接供热相比，二次水间接供热，具有较高的资金成本投入，但却拥有较高的利用效率，同时供热十分稳定，并且安全度十分高，在当前城市供热当中受到了广泛的欢迎。

对于二次间接供热方式而言，具有较高的安全性，并且能够对资源进行合理利用，但在城市供热系统管理上仍然面临着一些问题，进而导致供热系统缺乏完善性。对于专业人士来讲，对换热站是十分了解的。在二次间接供热当中，占据着核心地位，并在城市供热系统当中也发挥着重要性作用。具体而言，是对锅炉当中的一次高温热水转变成二次低温热水，进而传递到用户当中的一个环节。在目前城市发展中，换热站管理存在着一些问题。之所以造成问题的发生，是由以下几点内容造成的。第一，操作人员缺乏专业性技术。第二，对于全自动操控换热站来讲，缺乏人员看守。当换热站发生问题时，不能得到及时性解决，进而错过了维修时间，最终对居民生产造成较大影响。

二、城市供热自动化节能减排技术

（一）楼宇调控技术

这里所提及到的楼宇调控技术采用的是自动调控系统，在城市供热自动化系统运行中，不仅可以确保楼栋管理调控的科学性、合理性，而且还可以达到节省能源的目的。楼宇调控技术主要是由水力平衡阀、电磁调节阀、温度采集面板、集中控制箱等部分组成，在现场设置屏与操作站的作用下，可以对楼栋内部的运行模式给予科学、合理的预设，而且在后期运行阶段还需要对楼栋内温度采集面板所获取的热量信息与预设数据信息进行对比，并根据对比结果来进行适当的调整和优化。此外，在电磁调节阀的作用下，还可以确保预设方案的顺利实现，从而达到节能减排的效果。通过对无线通讯手段给予科学、合理的运用，也可以确保控制器能够实时获取所需要的数据信息，并将其上传至监控中心，以实现远程管理和监测的目的。

（二）用户热计量的应用

热量结算点主要包括热力站、热源与集中供热系统当中的用户，热计量工作主要通过将热量计安装到热量结算点中来起作用。在实际的供热量计算过程中往往以每一户为单位，在计算的过程中采用直接式或者分摊式的计量方式。两者在使用的过程中存在一定的差别，首先，如果在计量过程中采用直接式的计量方式，则开展结算工作时往往以热量结算点统计的热值为主要标准。而如果在进行计量的过程中采用分摊式的计量方式，则在使用的过程中就需要运用到记录仪，要以每户为单位进行记录仪的安装，在安装之后就可以单独进行热量的测量，这样可以有效保证其在整体用热量中所占的比重，在此基础上统计出每一户所需要分摊的热量。现阶段，随着用户热计量方案的不断完善，能够保证供热工作有效开展，同时实现供热目标的贯彻和落实，以此来达到节能减排的目标。

（三）合理控制水力平衡

供热主要宗旨是保障用户可体验到舒适室温，但在此还需保证节能减排与降低能耗。因此实现供热系统中的热量平衡成为了供热的基础保障条件，故而，务必要确保水力平衡，方可保障热力平衡，乃至于达到热量的平衡。然而在供热当中，为了可靠地控制水力平衡，仅仅运用设计计算极难达到预期效果，再优良的设计也无法杜绝水力失调状况。究其原因，一是因施工实况及设备材料跟预期设计相比存有差异，二是热网运行期间实施动态调节均会致使失调发生。为了达到水力平衡依然需要靠设备来实施控制，现阶段主要是靠设备的调节控制形式来解决水力失调状况的。总体来说，如果未对热网实施监控，则会发生失调状况。但是供热是针对多个取暖用户，为了让所有供热点统一性和同时性的得到满足是困难的，冷热不均现象时有发生，即便经过一定时间的调整达到了一个暂时的平衡。但是在热源和室外气温变化时，整个热网又需要一个较长时间的调稳过程，这样用户实际供热量就会与需要的热量偏离很多，用户室温也不能保持相对稳定，在较长时间内存在部分用户室温高和部分用户室温低的失衡问题，换热站的调节始终处于被动状态。所以说，热网的水力平衡需要依靠强大的监控系统来实现，总体上平衡是控制出来的。

（四）水力平衡技术的应用

水力平衡调节主要是根据系统的水力状况对流量的分配进行调节，由于流量输配受沿程阻力影响导致的流量不均衡，我们通常采取水力平衡技术来解决。水力平衡技术往往被运用于某一区域的供热总网当中，使用过程中要完善专用调控设备的安装，在安装这一设备之后能够有效解决供热管网中存在的水力平衡问题。现阶段常用到的调控阀主要是电动调节阀，其主要是通过接收自动化控制系统所产生的信号，来驱动阀门改变阀座和阀芯间的截面积大小，从而达到控制管道介质温度、压力、流量等工艺参数的目的，进而实现自动化调节功能。在进行电动调节阀选择过程中，需要对设计公称压力、公称直径、流量系数、介质允许温度范围等参数给予综合考虑。同时，如果要求保证流量和开启高度呈现出正比例关系时，则需要选择专用调节阀，其中最常见的有蝶阀和球阀，其均能够达到预期的调节效果。

（五）热源与热风的调节

水力与热力的平衡存在差异，一级网的水力平衡实现了以各热力站供热面积的大小来配置一级网的循环水量，此形式仅适于当全部换热器均合理又保证系数全然同等的状况下，方能做到各热力的平衡。而此前提存在不可能性，主要原因有：1.在建设最初就需将扩容这一问题考虑在内，通常换热器的功率是偏大的，以免发生功率不相匹配的状况；2.当换热器运行一段时期之后，大多数会发生结垢等情况，并出现换热系统不相符状况；3.二级网实际运行期间也会发生堵塞或短路状况。故此，在调节时需将热源、热网、换热站以及供热用户设置成统一体系，并运用多变量的复合方式来实施控制，将大大提高其稳定性与效果。不仅会考虑到换热站所存在的调节情况，还可以考虑到整个热网与热源方面总的变动状况，然后经调度中心做到统一的调节，以此完成整网的动态平衡调节，并最大限度保障运行的节能，实现城市供热智能化的可持续发展。

总之，城市供热智能化监管系统是供热监管平台的一种有效探索。在这个系统中，进行智慧监管以及管理，能够保证供热系统远程化管理，确保供热稳定运行，能够降低供热系统问题发生频率。另外，也是我国向发达国家迈进的重要武器，进行深入性研究，具有一定的现实意义。