基于城市供热系统智能化控制分析

基于城市供热系统智能化控制分析

摘要：随着国民经济持续快速增长和人民生活水平不断提高，城市规模不断扩大，城市采暖负荷也随之快速增长；另一方面，出于环境保护和国家“节能减排”

的要求，各个城市均已陆续关停能耗大、污染重的燃煤小锅炉。近年来越来越多

的城市集中供热工程相继开工，以满足居民的用热需求，随之而来的，城市供热

管网也需要向着数字化、智能化的方向发展。为此，我国要提高供热站系统智能

化实现供热节能，提高人们生活质量。虽然我国在一些技术上受到一定限制，全

面实现能源转型的任务艰巨、责任重大，但相信在我们共同努力下，一定可以做到，实现国家的繁荣富强。

关键词：城市供热系统；智能化；措施

引言

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。因此，必须不断探索城市集中供热技术，在实现热源质量

提升的同时，提高能源利用率、减少环境污染，为人们的生活环境提供保障。

1城市供热系统的组成及特点

城市供热系统的主要组成部分可分为供热源、供热管网、用热户等。从整体

上看，城市供热系统是一个规模庞大、循环封闭、结构复杂的系统，涉及千家万户，关系到城镇化建设，影响着城市管理效能及节能、环保等工作开展。城市供

热系统正在由单一热源向多种热源转变，供热设备、节点和用户越来越多。因此，城市供热系统的管理控制也存在效率不高等问题。随着城乡一体化进程的不断加

快和大气污染防治力度的不断加大，提高城市供热系统的热源利用效率成为必须

解决的问题，在这种形势下，加强城市供热系统的智能化控制成为必然要求。

2城市供热系统智能化控制现状

2.1调节供热管网，优化热能分配

供热管网是城市供热过程中必不可少的一部分。由于管网距离不等、热能输

配范围不科学、结构设计不合理，很多热能被无效的消耗掉，加大了供热企业的

能源消耗量。基于此，供热企业通过安装智能化入口调节装置、调整辐射范围，

保障水力平衡。从工作原理上分析，智能化控制旨在提高热量的供求均衡分布，

减少供热不均，来降低热量的不当浪费，以此来达到提高热能利用效率的目标。

供热公司安装智能控制系统以后，在一定的周期内，保持热源和各换热点之间热

量的相对平衡状态，这是城市供热系统智能化装置的应用基础。在实际供热过程中，热源和各换热站之间的供热往往并不平衡。基于这种不足，一些供热公司又

通过安装自动化调节装置，运用无人值守模式，来进一步加强热源和各换热站之

间的供热平衡，以保持供热系统的正常运行，达到提高能源利用效率的目标。

2.2调节供热时数，自动升降温度

很多客户反映，供热温度过高，超出用户的用热需求。根据这一现象，供热

企业在供热系统中加装智能调节装置，主要是对供暖时数进行灵活调节。当室外

温度达到一定温度时自动停止供暖，当室外温度低于一定温度时自动恢复供暖。

这种利用智能化装置进行自动间歇调节供暖的方式，有效降低了工作能耗。同时，在智能化控制供暖时间上，还有一种阶段式调整供暖温度的方式，将供暖温度划

分为几个等次，按照白天、夜间、低温天气等划定供热温度。在温度高的时间段，如白天，需采用较低的恒定供热温度。在温度温度较低的时间段，如夜间，则采

取较低的恒定供热温度。这种方式可以兼顾用户满意度和供热企业能耗降低，达

到双赢的效果。

3城市供热系统智能控制的对策

3.1供热站智能化系统设计环节

第一，在城市供热站智能化系统设计时，要考虑到城市建设的今后发展规划，并结合热电厂发展的具体情况进行合理设计。第二，做好供热系统的备用设计，

当供热系统出现故障或者检修时，由其他配网和备用系统进行供热，保证供热系

统的正常运行。第三，完善智能化热网监控系统设计，实现换热站中二次网供回

水温度平均值控制、电动阀手动给定阀开度控制、换热站二次网循环泵控制、换

热站二次网补水泵控制，实现整个热网系统中热源、换热站和热用户整体有序的

运转。第四，供热管网的保温问题一直是难以攻克的大难题，也是许多学者至今

为止研究的课题，在供热管网运输过程中流失一部分热力是在所难免。为此我们

要做好供热管网保温可从敷设方法、运输途径等方面进行设计不断优化，同时也

可以使用一些供热管网的节能设备，如变频循环泵、变频补水泵、计算机监控系统、气候补偿器、换热站一次测电动调节阀、换热站入口平衡装置、热用户入口

平衡装置，将供热管网的流失降到最低。

3.2供热管网的智能化控制

第一要采用变频调速技术，整个供暖期分为前、中、后三个阶段，其中要属

中间阶段热负荷最大，用户所需的管网流量也是相对较多，而前阶段和后阶段随

着气候变化，用户所需管网流量并不是很高，所以这就需要应用变频技术，变频

水泵能适时根据用户热负荷的变化，自动调节网路中的流量，将管网中的流量重

新分配来满足用户所需要的流量，减少阀门损失，降低能耗，实现节能效果。第

二是采用微机控制技术，使操作人员对热网进行适时的检测和调节，在换热站前

端安装电动调节阀，对其压差进行有效调整和控制。第三是直埋敷设应用技术，

采用直埋保温管道，其导热系数与其他传统保温材料相比，保温效果可以高4-8倍，改材料属于聚氨酯硬脂泡沫吸水率低至10%,这些优势是其他材料所无法比拟的，从而减少了供热管道的整体热损失，提高了供热网管的运输效率。

3.3优化供热站智能化系统建设环节

为了保证供热站智能化系统，实现供热节能效果，就必须对供热系统的建设

环节进行创新。第一，要做好供热系统的检查和维护工作，定期对热源设备进行

巡查和检测，避免因设备问题引发突发事件。第二，在设备、材料选择时，严格

按照相关标准进行，严禁使用不合格产品，对产品的抗腐蚀性、防水性、抗压性

等方面要出示测试报告，确保其质量的安全。第三，加强供热管理工作，提高管

理人员的智能化管理意识，强化节能意识，同时也要定期组织培训相关智能化操

作技术要领。第四，供热用户可根据自身需求自动检测和控制热量，实现供热用

户的独立调控。

3.4加强供热系统的检测

加强供热系统的检测是提高城市供热系统中供热质量的重要措施，加强供热