張闖 陳洪月

1.山東省環(huán)能設(shè)計(jì)院股份有限公司 山東濟(jì)南 266000；2.山東德建建筑科技股份有限公司 山東德州 253000

1 城市供暖工作存在的問(wèn)題分析

1.1 城市供熱系統(tǒng)節(jié)能問(wèn)題

現(xiàn)階段，城市供熱系統(tǒng)在使用過(guò)程中存在的主要問(wèn)題在于供熱系統(tǒng)中的鍋爐運(yùn)行熱效率偏低，據(jù)調(diào)查顯示，我國(guó)民用建筑鍋爐的熱運(yùn)行效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐熱運(yùn)行效率偏低往往會(huì)導(dǎo)致資源的浪費(fèi)，不能保證集中供暖系統(tǒng)運(yùn)行的效率和質(zhì)量。據(jù)分析可知，影響集中供暖系統(tǒng)中鍋爐運(yùn)行熱效率的主要因素為燃料自身的質(zhì)量較差，我國(guó)集中供暖系統(tǒng)中使用的原料普遍為質(zhì)量較差的原煤，這些燃料本身存在較大的雜質(zhì)，在燃燒的過(guò)程中存在燃燒性能較差的問(wèn)題，不能很好的滿足集中供暖鍋爐燃燒的需要[1]。

1.2 冷熱不均，浪費(fèi)能源

現(xiàn)階段我國(guó)大部分城市在進(jìn)行集中供暖的過(guò)程中往往采用單向順流的方式，即熱源由一個(gè)固定的方向通向所有的住戶家中，單向順流的方式很容易導(dǎo)致在供暖的過(guò)程中存在冷熱不均的問(wèn)題。主要因?yàn)槊總€(gè)用戶距離熱源的遠(yuǎn)近不同，或者家中供暖設(shè)備老化，加上同一棟樓的個(gè)別住戶私自增減暖氣片、將暖氣片供暖改為地暖或者將房屋空置，也會(huì)影響部分住戶家的供熱效果，進(jìn)而造成能源的浪費(fèi)。

隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快及南方地區(qū)供熱需求日益強(qiáng)烈，供熱行業(yè)未來(lái)一段時(shí)期還將繼續(xù)快速發(fā)展。預(yù)計(jì)到2030年，全國(guó)供熱面積將達(dá)到200億平方米。隨著國(guó)家對(duì)能源消耗和污染物排放的約束性要求、用戶對(duì)供熱質(zhì)量和安全保障的迫切性需求、企業(yè)對(duì)運(yùn)營(yíng)效率和經(jīng)濟(jì)效益的持續(xù)性追求不斷加強(qiáng)，以信息技術(shù)為引領(lǐng)的“新基建”，必將驅(qū)動(dòng)著供熱行業(yè)朝著安全、舒適、綠色、低碳、智能的方向發(fā)展。

2 城市供暖的優(yōu)化措施

2.1 地?zé)崮艿膽?yīng)用

傳統(tǒng)淺層地源熱泵技術(shù)以淺層巖土體、地下水或地表水作為低位熱源，通過(guò)付出少量的電能代價(jià)將無(wú)法直接利用的低品位熱能轉(zhuǎn)化為高品位熱能，從而為建筑提供所需的冷、熱負(fù)荷。根據(jù)地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)形式及所利用的低位熱源不同，將淺層地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)及地表水地源熱泵系統(tǒng)，地下熱水是水熱型地?zé)豳Y源的主要賦存形式，常按流體介質(zhì)溫度可分為3類(lèi)。水熱型供熱技術(shù)抽取中深層地下水并直接用于建筑供熱，主要使用低溫型水熱資源[2]。

20世紀(jì)末，國(guó)外學(xué)者已開(kāi)始針對(duì)水熱型地?zé)崮苜Y源開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展開(kāi)展研究。水熱型地?zé)豳Y源綜合梯級(jí)利用率先在冰島東北部地區(qū)開(kāi)展，綜合地?zé)岵膳?、工業(yè)利用、水產(chǎn)養(yǎng)殖等方式挖掘水熱型地?zé)豳Y源潛在價(jià)值[15]。我國(guó)水熱型地?zé)豳Y源的應(yīng)用歷史悠久，但截至20世紀(jì)末，全國(guó)范圍內(nèi)水熱型地?zé)崮芄崦娣e僅為190萬(wàn)m2。中深層地埋管供熱技術(shù)，也稱(chēng)中深層地源熱泵技術(shù)、中深層無(wú)干擾地?zé)峁峒夹g(shù)，是指布置深至地下2-3km的中深層地埋管換熱器，通過(guò)換熱器套管內(nèi)部流動(dòng)介質(zhì)的閉式循環(huán)抽取深部巖土內(nèi)賦存的熱量，并進(jìn)一步通過(guò)熱泵提升能量品位為建筑供熱的新型地?zé)峁峒夹g(shù)。

2.2 信息化技術(shù)的應(yīng)用

我國(guó)很多信息技術(shù)企業(yè)實(shí)力已屬于世界先進(jìn)水平，信息技術(shù)成果也在很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。供熱行業(yè)智能化、數(shù)字化、信息化發(fā)展的需求同樣迫切，供熱企業(yè)應(yīng)積極同先進(jìn)的信息技術(shù)企業(yè)開(kāi)展戰(zhàn)略合作，加強(qiáng)信息技術(shù)在供熱行業(yè)的融合應(yīng)用，推動(dòng)供熱行業(yè)運(yùn)營(yíng)服務(wù)質(zhì)量的全面提升，參與新型智慧城市建設(shè)，提升用戶體驗(yàn)。

調(diào)度系統(tǒng)是整個(gè)智能熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的中樞，融過(guò)程控制、現(xiàn)場(chǎng)操作、資源管理及服務(wù)為一體。SCADA系統(tǒng)在數(shù)據(jù)方面可通過(guò)遠(yuǎn)程通訊對(duì)各換熱站的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集上傳，將數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成直觀、生動(dòng)、可視化的圖形界面或報(bào)表，方便調(diào)度人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析，及時(shí)對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)異常的各換熱站進(jìn)行調(diào)控，保障居民穩(wěn)定用熱。同時(shí)通過(guò)工業(yè)庫(kù)存儲(chǔ)各類(lèi)數(shù)據(jù)，為各項(xiàng)事件分析溯源提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?？刂品矫婵筛鶕?jù)實(shí)際運(yùn)行狀況及相應(yīng)的控制策略，通過(guò)換熱站內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)控制（PLC）達(dá)到一定程度的自動(dòng)控制，自動(dòng)調(diào)整管網(wǎng)水力平衡情況，提高運(yùn)行生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)換熱站無(wú)人值守，安全節(jié)能運(yùn)行。

系統(tǒng)與第三方軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，如視頻監(jiān)控系統(tǒng)、能耗系統(tǒng)、GIS等。系統(tǒng)還具備權(quán)限管理、日志管理、數(shù)據(jù)備份及恢復(fù)等功能，在滿足先進(jìn)性、開(kāi)放性、穩(wěn)定性、安全性要求的同時(shí)還保留一定程度擴(kuò)展性，支持新上網(wǎng)換熱站的后期接入，擴(kuò)展簡(jiǎn)單便捷，無(wú)需更改設(shè)計(jì)架構(gòu)，滿足統(tǒng)一設(shè)計(jì)，分期實(shí)施的要求[3]。

2.3 供熱管網(wǎng)分層管控技術(shù)的應(yīng)用

供熱管網(wǎng)分層管控技術(shù)能夠在使用的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)于熱量管理體系的分層，現(xiàn)階段往往將熱量管理體系分為三層。其中第一層管理也就是熱力站管理，在進(jìn)行調(diào)控的過(guò)程中由管理人員進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的收集和監(jiān)控，同時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的異常數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)的傳輸。此外，通過(guò)運(yùn)用調(diào)控中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)針對(duì)數(shù)據(jù)的收集和處理，從而根據(jù)實(shí)際需求來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)命令的發(fā)布，以此來(lái)保證按照熱量需求進(jìn)行分配，這樣就大大提高了供熱的效率和資源運(yùn)用的有效性。第二層管理的核心主要為監(jiān)控分站，使用監(jiān)控分站來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)下屬區(qū)域中各個(gè)熱力站的實(shí)際運(yùn)行狀況的監(jiān)督和管理。最后一層是中控室，主要運(yùn)用流程在于：首先由下位機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制指令的接收，控制指令主要通過(guò)監(jiān)控分站的轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)下位機(jī)，這種運(yùn)行方式能有效提高下位機(jī)的運(yùn)行安全性，在使用的過(guò)程中滿足熱量調(diào)控的目標(biāo)。在下位機(jī)中主要運(yùn)用到的調(diào)控方式為PLC控制器，這一控制器的主要功能在于進(jìn)行信號(hào)測(cè)量、完成控制操作和進(jìn)行預(yù)警[4]。

3 結(jié)語(yǔ)

供暖工作對(duì)我國(guó)大部分處于冬季的人們來(lái)說(shuō)有著十分重要的意義，隨著人們對(duì)供暖需求的提升，工作人員必須不斷改善服務(wù)質(zhì)量，滿足人們的需求，的提升人們的生活質(zhì)量。