城市供热智能化监管系统的研究及其应用分析

发表时间:2021/6/10   来源:《中国建设信息化》2021年3期   作者:马锐
[导读] 现如今,随着我国经济的快速发展,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
        马锐
        天津市津能工程管理有限公司 天津市300384
        摘要:现如今,随着我国经济的快速发展,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。
        关键词:城市供热;智能化监管系统;应用
        引言
        城市供热系统是利用集中热源,通过供热管网等设施向热能用户供应生产或生活用热能的供热方式。它不仅是现代化城市的一个重要标志,同时也代表着一个城市的发展方向和文明程度。但随着城市供热面积的不断增多,传统的供热监管体系已难以适应时代的需求。本文主要介绍了城市供热智能化监管系统的结构及其应用优势。
        1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的结构
        供热智能化监管系统主要由监测点、通讯网络、监控中心及控制点四部分组成,这四部分共同作用从而达到对城市供热运行状态的实时监督。其循环简图如1所示:
                  
                  图1城市供热系统监控示意图
        下面分别对这几部分进行说明。(1)监测点:监测点是实现供热智能化监管的第一步也是最重要的一步。监测点应覆盖整个供热管段,布置的目的在于监测该区域段在供热运行中可能出现的问题。如果出现问题可以得到及时的反馈。(2)通讯网络:通讯网络是连接监测点、监控中心及控制点的媒介。主要用来反馈从监测点接收的数据信息,同时将监控中心需要在此数据点做出的指令传输到控制点。(3)监控中心:监控中心负责对所有接收数据的流转,是整个智能化监管系统的核心。其主要通过对监测点传来的各类信息参数进行分析过滤和判断选择,随后向控制点输出指令。监控中心不仅能实现对数据的实时处理,同时计算和对比各类信息参数,将有用的数据进行存储留档。(4)控制点:控制点是整个监测系统反馈的重要关键部分,布置在整个供热管段调控的中心位置。

通过通讯网络接收由监控中心分析筛选传来的指令命令并作出反应,以达到对整个供热系统的调节目的。
        3供热智能化监管系统的实际应用
        3.1热计量
        为了对供热系统进行量化管理,热计量设备必不可少。在热源处、楼栋入口处、及每户设置热计量仪表。该供热小区暂未实行热计量收费,仍然按照传统的面积收费,因此,只在热源处(锅炉房及各换热站)和部分楼栋入口处设置热计量仪表,以配合对热量的监测,。进行热计量收费后,供热系统会进行全面热计量。全面热计量的优点显而易见,但也存在着如下一些缺点:C1)全面热计量需要安装大量的热量表,投入成本高。C2)热表是个相对精密的仪器,需要定期进行维护和标定,工作量大。(3)热表数据的读取工作量大,而采用无线远传热量表,其成本会进一步提高。(4)热表质量层出不穷,加上某些安装方式不正确,热表故障频发,影响热计量。
        3.2预警水锤现象
        在密闭管路系统(包括泵)内,由于流体流量急剧变化而引起较大的压力波并造成振动的现象称为水锤。由于是短时间内引起的,水锤具有极大的破坏性,在这段时间内管道内流量的巨大变化将引起对管道的巨大压强及冲击,导致管道的破裂或管线瘪塌现象。在供热系统运行中采用智能化监管系统,可做到对管道内流量的实时监测,及时预警水锤现象并采取措施。这里仅就停泵造成的极具破坏性的水锤现象做出论述。所谓停泵水锤是指突然断电或其他原因造成水泵突然停止运行时,在水泵和压力管道中的水由于流速的突然变化而引起压力升降的水力冲击现象。当发生停泵水锤时,在水泵压水管路起伏较大处,还会发生断流水锤,即在管路最高点处产生负压,当压强值小于相应温度下的饱和压力时,在该处发生汽化而形成汽腔,使连续水流中断(水柱分离)。当供热系统运行过程中某管段处流量发生大幅变化时,此处数据通过通讯网络立刻反馈到监控中心,监控中心立即向控制点发出指令同时进行报警处理。控制点接收指令后,开启管道气门,排出管道内的空气,降低增压泵的转速来降低系统流量和压力。同时,等待抢险人员到达现场,对于未能及时预警处理的水锤现象带来的危害,根据原预案商讨解决对策。
        3.3社会效益分析
        提高供热系统的设备效率,加强运行管理,减少能源消耗,减少污染物排放,其目的就是为人类提供舒适的居住与生活环境。供热企业、节能公司、热用户与行政主管部门四者在其中充当着不同的角色。供热企业与节能公司充当着提供供热服务的角色,其主动或被动地进行着供热活动,以从中获得相应的经济效益。热用户作为热的消费者,通过向供热厂购买热的使用权或者购买热来满足居住的热舒适。相关行政主管部分充当这个过程的监督管理者,规范、推进供热活动,保障老百姓的权益。供热系统量化管理最终目的就是节能高效地供热活动,而这一活动取得的社会效益,就是使得供热企业、节能公司、热用户与行政主管部门各方都满意。
        结语
        城市供热智能化监管系统的研究是对我国供热监管平台的新探索,该系统通过智慧监督和管理达到了对整个供热系统的可视化及远程管理,保障了供热的正常稳定供给,极大程度上预防了供热系统中出现的问题。同时,也是我国大踏步赶上发达国家的有力武器,值得进一步研究和推进。
        参考文献
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