基于智能化理论的城市集中供热系统研究与应用

任马强

（太原市热力集团有限责任公司，山西 太原 030000）

随着城市规模的加大，供暖范围的不断增加，如何合理的调节集中供热系统，对其进行科学的控制，以便于使得供热系统得到合理的性能提升。随着科学的发展技术，供热系统的提升技术也在发生着巨大的变化与革新。在实践工程操作过程中，有不少热供单位曾通过对供热温度提升、对管路中的循环水量增大压力的方式来保证用户出现的供热来保证供热，虽然可以有效的解决冷热不均、水力失调的问题，但是在不同程度上也出现了流量与温差的不协调性的现象。单一的上述方式还会使得供热系统在局部发生不同程度的压力值不协调，这就会使得供暖的情况变得更加复杂。

1 供热系统介绍

国内热网系统主要有直供系统和间供系统这两种形式，许多城市普遍采用间供系统的模式。此种热网系统一般需要经过生产、输配和消费三个环节，其中生产环节主要是有统一的热源输入至主管道，而输配环节主要为利用城市热网将热源进行各个区域的输送，保证用户的能量的保障，消费环境为最终供热用户的使用终点。现在热网在输送热量的过程中，往往会出现一级和二级网水热不协调的问题，而智能热网就是要优化通二级网水力系统来平衡调控此类问题。

2 智能热网系统建设

智能热网主要有八套系统组成，分别为热源DCS 系统、换热站自控和远程监控系统、二级网水力平衡调控系统、分户计量系统、管道测漏系统、热网GIS 系统、热网在线模拟仿真系统和视频监控系统。其中热源DCS 系统主要指的是利用自动化生产管理的理论对热源进行控制；换热站自控和远程监控系统主要是对换热站进行自动化控制管理；二级网水力平衡调控系统主要指的是对门栋流量进行科学合理的调配；分户计量系统是对消费者的消费情况进行监控；管道测漏系统主要是对一级管故障提供实时的监测；热网GIS 系统主要是掌握热网周围环境的实时监控；热网在线模拟仿真系统主要是对热网运营过程中的出现的突发事件进行预警；视频监控系统是利用监控设备对重点区域进行图像的监控。上述八套系统是单独存在，但是系统之间可以将数据进行相互的传输，保证了热网系统的长期正常运行。

3 智能热网的系统分析

3.1 热源DCS 系统

燃煤锅炉房是集中供热的热源的主要来源。其设备的稳定运行是热源供热的保障，也是整个热源控制核心和难点，因此需要在实际的生产中，对热供锅炉及其相关设备进行安全大检查，对可能出现的运转难点进行科学的控制，制定快速反应方案，在最初的系统设定中需要及时增强系统的可靠性，完善现场信息的及时控制。

3.2 换热站自控和远程监控系统

换热站自控和远程监控需要实现标准化作业，以便于降低系统的复杂程度。这就需要对换热站设定标准化的工艺流程，安装于标准化流程对应的控制软件，标准化的控制体系可以保证标准化的控制程序和控制策略。

3.3 二级网水力平衡调控系统

一般情况下，城市的一级网水利较为平稳，而二级网由于网管网距离长，结构复杂必然会出现一些局部区域的水力失衡，二级网水利的不稳定会造成不用区域的供热人群热量消耗的不稳定性，往往会带来实际热量的不真实性，导致了热量传输的浪费。

而采用控制器和电动调节阀的自动调节方式可以很好的解决上述问题，此项技术是对楼栋末端回水温度及时监控与修补，同时利用网络技术可以使安装区域的控制器与监控中心热网监控系统时时刻刻的数据传输，为热网监控系统提供安装区域的第一手资料，使得监控中心系统及时下发对回水管道温度调节阀的指令，保证二级网水力的稳定。

3.4 分户计量系统

国内常用的分户计量系统多为在在每个用户安装计量表，然后在采暖季结束后根据户表读数进行采暖费结算。这种方式解决不了用户拖欠费用的问题，也无法通过了解用户的用热系统进行供热运行优化，建议采用IC 卡预付费热计量管理系统，实现用户先缴费后用热，同时可以提高工作效率和计算准确性，为供热计量收费和供热节能的实施奠定了基础。

3.5 管道测漏系统

管道测漏系统主要是对管网由于常年地下的腐蚀，管网出现破裂现象的一种监控系统。此系统的最大优势就是可以快速的发现网管破裂点，精准的对管网实施全天候的监控。这就得力于此套系统采用了当今最为先进的光学测量温度装置，此套装置主要由测温主机、信号采集、分析信号、信号输出等元件组成，最大限度的监控复杂的地下管网情况，做到第一时间发现问题，将问题出现的区域最小模块化和最大区域化，并且将破裂区域的地质环境第一时间反馈给中央控制站，使得中央控制站掌握一手资料信息。

3.6 热网GIS 系统

热网GIS 系统，主要讲管网中相关图像采集源与技术资料等存储于公司的系统中，这样就可以保证资料的追溯性[1]，实现了资料的闭环管理，为今后其他管路的建设提供参考与借鉴作用，同时便于后期公司可以及时调取原有资料。上述系统还可以为其他热供公司提供相互学习借鉴的机会与平台。

3.7 热网在线模拟仿真系统

热网在线仿真系统，主要基于PC 系统实现用户在线体验的一种系统。此系统可以对管路进行在线的时刻热力模拟，及时地提供最佳的模拟方案，为后期的运营过程中出现的故障提供强有力的技术支持服务。

3.8 视频监控系统

视频监控系统，主要是对管网站周围设备提供监控，保障了设备的运转的安全性与稳定性。保证对突发事件提供准确的图像。整个系统的监控保证了对断突发事件全程的快速掌握与判断。

4 结语

本文对城市集中供暖采用智能化管理模式，大大提高了供暖效率，具有一定的参考价值。