城市供热智能化监管系统的研究及其应用分析

时间：2024-07-28

郭致才

（民勤县给排水管理站，甘肃民勤 733399）

伴随国民经济的快速化发展，城市规模在逐渐扩大，同时城市供热系统也得到了较好的发展。在这样的背景下，人们对供热效果具有较高的要求。以往供热监管体系，仅仅以人力为基准，进行检测，并进行维护调控等。进而对城市供热质量发挥具有一定的影响。在新的形势下，新型供热智能化监管系统，主要是由四部分内容构成的，能够实时监测供热系统中的数据点，真正促进供热质量的提升。

1 城市供热

1.1 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。其中包含了热源以及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[1]。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。

1.2 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。

2 供热智能化监管系统具体结构

对于供热智能化监管系统而言，主要是由四部分内容构成的。其中包含了监测点、控制点以及监控中心和通讯网络这四部分内容。在这写内容作用下，能够有效监督城市供热运行状态。下面将针对这几部分内容进行针对性分析。第一，监测点。对于监测点而言，在智能化监管系统当中，占有一定地位，并发挥着重要性作用。在一定程度上讲，监测点应实现对供热管段的全覆盖。进行布置最为主要的目的在于能够供热出现的问题进行监测。假如发生问题能够及时的进行反馈。第二，通讯网络。对于通讯网络来讲，在监测点以及控制点中发挥了重要性作用，扮演着媒介的角色。具体而言，能够有效反馈监测点的数据信息。第三，监控中心。监控中心的主要作用是对接收数据进行的一种流转，在智能化监管系统当中，占据核心地位。对监测点信息参数，进行针对性过滤以及选择判断，这样才能给予控制点输出特殊指令[1]。在一定程度上讲，监控中心，能够对数据进行有效处理，还能对信息参数等进行计算对比，最终存储部分有用信息数据。第四，控制点。在监测系统当中，控制点是最为关键的环节，主要是在供热管段调控中心部位进行布置的。通讯网络在接收指令命令的背景下，控制点能够作出反应，进而实现对供热系统调节目标。

2.1 智能化管理控制

2.2.1 气候补偿

在智能化管理控制中，气候补偿是一种常见的形式。可以对换热站二次间接供水温度进行有效控制，这样才能对提供的热量进行降低。在这样的方式下，能够降低一定的成本，还能提升用户满足度，最终实现双赢的局面。在具体操作中，对于供热控制来讲，不将热量平衡方式直接利用，而是可以建立相关曲线，例如二次供热温度以及室外温度曲线等等[3]。再利用换热站进行转换，调整实际情况，不仅能减少供热复杂性，还能提升供热效果。

2.2.2 无人值守操控

在智能化管理控制当中，无人值守这种模式，主要是在换热站中，将自控设备进行设置，进而能够对水温进行自动控制，还能补水等等，能够有效的排查故障作业等等，不需要操作人员进行管理。对于这种模式而言，其具备的优势在于能够减少操作劳动强度，还能降低劳动人员利用成本，进而提升劳动强度。另外，进行智能化管理控制以后，能够减少人为因素造成的问题，提高城市供热安全性。

2.2.3 换热站控制

在一般情况下，针对换热站的控制，主要是以以下几方面内容为主，一种是对二次供水温度进行调节，并对蒸汽压力进行有效控制，同时对换热器水位进行有效管理，确保热网定压处于稳定状态。对于换热站来讲，最为主要的作用是，锅炉能够提供一定的热水，并且电厂能够将蒸汽进行转变，进而用户能够直接利用低温水。在城市供热中，针对用户供热取暖，会有总换热站，同时还有可以调峰的换热站，以备用户取暖。

3 供热智能化监管系统的实际应用

对于供热智能化监管系统而言，主要是对监测数据点进行合理布置，进而能够实现对供热过程监管，还能对发生的问题进行预警。对于监测点布置来讲，是全覆盖的，能够实时监测供热系统，还能对其运行过程进行监测[2]。如果监测点数据具有很大的波动，监控中心能够采取相关对策，进行报警，防止问题的发生。

3.1 优化水平失调

在供热系统当中，对于各立管循环环路长度而言，存在着很大的差别，同时立管环路压力损失不能达到平衡，造成各个热用户实际流量以及要求流量之间存在一定的偏差，造成近立管所室内温度较高，而远立管所温度则较高，这种冷热不同的情况叫做水平失调。在这样现象下，会导致近端用户室内拥有着较高的温度，同时热量也较大。而远端用户室内温度则很低，同时热量较为不足。不仅导致能源的浪费，同时也不能满足人体室内温度实际需求。

热用户将流量自动调节阀进行安装过程中，对热网智能化监管系统利用作用下，能够有效调节流量段流量。对于热用户数据信息反馈，在具体时间范围内，如果管段实际流量以及设定流量范围具有一定的差别，监控系统，能够对控制指令进行反馈，反馈给热用户流量自动调节阀中[4]。能够对近远端冷热不均的情况进行有效解决，最终进行全面调节控制。

3.2 监控管道腐蚀

3.2.1 管道内出现腐蚀的情况

导致供热管道出现腐蚀这样的情况，是由以下几点原因造成的。一种是水中溶解氧含量在不断增加。另一种是热水温度的增加。最后一种是热水盐离子浓度不断增加，还有拥有较多的溶解气体等等。在这些因素背景影响下，导致供热管道腐蚀程度加快，进而对管道利用寿命具有严重影响。

在管道当中，将全覆盖监测点进行有效布置，在一定时间范围内，监测点对水质信息进行采集，并传输到监控中心。监控中心对水质数据进行对比分析，进而将操作指令传送给控制点。这样才能对热水水温进行调节，并对管道腐蚀情况具有缓解性作用。另外，应反馈给工作人员，使其能够采取相关防腐对策。

3.2.2 管道外腐蚀

对于城市集中供热管网敷设方式来讲，主要分为以下几种。一种是架空敷设，另一种是由沟敷设，最后一种是直埋敷设。对于架空敷设来讲，存在着一些问题，例如占地以及美观等问题。而管沟敷设也存在着相关问题，例如投资大以及工程量等相关问题。而直埋敷设具有着较多的优点，例如占地小，还具备着投资少等特征，另外，施工简单也是最为主要的优势。因此，得到了有效的利用。文章主要针对管道外腐蚀直埋敷设进行了针对性分析。对于直埋敷设管道外腐蚀，一般是和管道所埋处土壤成分具有紧密的联系，同时还和温度具有直接联系[5]。据不完全统计，盐碱地区以及酸性地区，土壤对管道腐蚀程度要比正常土壤高很多。土壤温度的上升，将造成土壤化学离子的不断增加，同时也会发生较强的化学反应。在一定程度上会导致供热管道外的腐蚀。供热管道外部，应将防腐层加设其中。在防腐层检测中，主要划分为两部分内容，一种是开挖检测，另一种是不开挖检测。前者会耗费一定的人力财力，不是十分理想的方式。在管道外部监测点，并对管道以及大地之间的直流电进行利用，依据测量的管地电位以及管内电流，应反馈到监控中心。并对数据计算平台进行利用，这样才能更好的计算出绝缘电阻值。另外，依据绝缘电阻值，对防腐层情况进行评价。

3.2.3 预警水锤现象

在密闭管路系统当中，受流体流量变化，会产生一定的压力波，进而导致振动情况，这种现象称之为水锤。由于是在一定时间内造成的，因此将会具有较大的破坏性。在这段时间当中，管道流量变化，将造成管道压强和冲击，造成管道出现破裂，还会出现管线瘪塌这样的情况。在供热系统中，主要是以智能化监管系统为主，不仅能够实时监测管道内流量，针对预警水锤情况还能采取相关对策。对于停泵导致的水锤现象来讲，所谓停泵水锤，具体而言，是指发生突然断电，或者是相关原因造成的水泵停止运行[3]。在水泵以及压力管道中，水流速发生变化，进而造成压力升降水力冲击情况。如果出现停泵水锤这样的情况，在水泵压水管路中，拥有较大的起伏，还会出现断流水锤。换言之，管路最高处中，会出现负压，如果压强值低于饱和压力。将会发生汽化，进行形成汽腔，使连续水流出现中断现象。另外，在供热系统运行过程中，管段处流量出现较大变化时，在通讯网络下，数据能够被及时反馈到监控中心。在这个过程中，监控中心会向控制点发出指令，并进行报警处理。当控制点接收到相关指令以后，及时将管道气门开启，这样才能将管道当中的空气及时排出，并减少增压泵转速，进而降低系统流量实际压力[5]。当抢险人员到达现场以后，针对不能进行有效预警处理的水锤现象，将会依据原预案，对解决措施进行深入性研究。

4 供热智能化监管系统应用要点

对于供热智能化监管系统而言，能够实时监测供热管网当中的数据参数，还能对供热过程中的潜在问题进行预判，进而对问题进行及时的反馈，在真正意义上给予供热质量提供保障，降低人力物力等不必要的浪费，确保供热系统处于稳定状态[1]。另外，有效运用智能化系统，能够打破传统供热系统人力，进而确保智能化实现经济节约[2]。作为操作人员，应给予一定的技术培养，确保在供热系统中，能够有效调整换热站以及热源，进而对城市供热系统进行控制。不仅能够减少投资成本，还能提升运行效率。