试论实施热网监控技术促进供热运行节能减排

【摘 要】节能减排是缓解能源资源约束落实科学发展观，实现可持续发展的必然选择。实施热网监控技术，将信息技术渗透到供热运行管理中，提高管理效率和系统运行效率，有效进行节能减排。

【关键词】热网监控技术；供热运行；节能减排

1.在供热运行中实施热网监控技术的必要性

节能减排是缓解能源资源约束落实科学发展观，实现可持续发展的必然选择。2000年，燃煤工业锅炉平均运行效率65%左右，比国际先进水平低15-20个百分点；中小电动机平均效率87%，水泵平均设计效率75%，均比国际先进水平低5个百分点，系统运行效率低近20个百分点。目前我国单位建筑面积采暖能耗相当于气候条件相近发达国家的2-3倍。由此可见供热行业的节能工作任重道远，在结构节能、技术节能、管理节能中存在巨大的潜力。十一五期间的十项重点节能工程有两项工程是针对供热行业的节能工程：将现有分散式供热燃煤小锅炉改造为集中供热，到2015年城市集中供热普及率由2002年的27%提高到40%，新增供暖热电机组4000万千瓦；十二五期间住宅建筑面积和公共建筑严格执行节能50%的标准。这两项重点节能工程为供热行业的结构节能明确了方向。

信息技术是当今世界和社会发展的重要推动力，信息技术的广泛应用、高度渗透，孕育着新的重大突破，信息技术和业务以及实施热网监控技术在供热运行模式的创新，将使生产方式发生变化，将带动供热行业技术节能、管理节能，提高企业和社会信息化水平。

2.热网监控技术在集中供热系统节能中的应用

众所周知，集中供热系统由三个部分组成：（1）热源；（2）供热管网；（3）热用户。我国的供热形式有直供式、换热式、混供式等三种主要形式。直供系统对热源的依赖较大，且不适合在较大规模的集中供热管网运行中使用，但一次投资最小。换热式系统运行稳定性好，运行调节量小，缺点是一次性投资较大，存在换热损失，对热能利用率低。混水供热系统由于二次网和一次网相连接，任何一侧的操作都会对全网的水力工况和热力工况造成影响，使调节难度加大，但这种供热方式由于可降低因换热式供热系统使用换热器而引起的热损和使一次网供水温度降低，从而提高整个供热系统的效率；降低热损耗，而且初始投资较少。不论哪种方式的运行，在集中供热中都离不开信息技术的支持，信息技术渗透到运行管理中，将提高管理效率和系统运行效率。集中供热的运行一般都建立热网运行监控系统，用信息技术实现对热源、换热站（泵站）、用户的监测控制。而系统的神经中枢是监控中心，在监控中心通过信息技术完成对热源、各换热站（泵站）和用户的信息传送和指令下达，完成运行系统的统一指挥和调度。

2.1信息技术在热源监控系统的应用

供热系统热量的生产和热网系统所需的热量经常不相匹配，并随室外气温的变化产生变化，这样就造成热源生产的波动，浪费了能源。利用信息技术可解决这种浪费并优化系统的运行，降低能源的消耗节约资源。应用信息技术和电子技术开发的锅炉控制系统软件可根据室外温度和整个热网所需热量的对应关系，自动完成锅炉系统中各种机械和电气设备的运行工作，使得锅炉输出的热量既不因过剩而浪费，又能满足整个热网所需热量，实现了热源和热网的联动运行，有效的使热量的生产和消费有机的结合在一起，既不浪费能源又提高了系统的运行效率。

2.2热网监控技术在供热管网中的应用

传统热网运行各换热站（泵站）是靠人工进行操作和管理的，在大型热网中要有几十座到几百座换热站（泵站）运行调节需要大量的人力、物力，而且受调节手段、热源的波动、热网路径较长、热惰性大，调节人员的技术水平和责任心等影响，很难形成统一同步的调节，致使热网的水力失调严重。应用信息技术和电子技术研发的热网无线测控系统可较好的解决以上问题，并可实现对供热管网的温度、压力、流量、开关量进行测量，控制及远传，可长时间不间断的进行流量、热量的积累和计算。在供热初期和末期根据室外温度来通过控制一网调节阀的开度从而调节二网的供水温度以达到节约能源的目的；寒冷期对换热站按面积分配热量控制，提高对用户的供热质量。随着信息技术的发展和3G技术的成熟，无人值守换热站（泵站）的应用将越来越广泛，为解决整网水力失调及实现热量平衡发挥了诊断或决定性作用。

2.3热网监控技术在处理热力失调上的应用

热力失调是集中供热节能运行的首要障碍，主要表现在近端楼栋用户室温偏高而远端楼栋用户室温偏低，室温偏高用户开窗放热现象屡见不鲜，造成热量损失增加供热成本，室温偏低用户投诉不断造成热费收缴困难，从而影响企业的效益和形象。

未安装热网智能调节终端前，热网的运行是靠循环泵将热量输入各建筑，形成很多环路，循环动力的分配呈现如图所示的两极分化趋势，造成近端用户室内温度过高，远端用户室内温度偏低的不利循环。

应用信息技术研制的热网智能调节终端RD-05和RD-09，可根据近端过热用户和远端不达标温度用户的情况进行智能调节，能有效解决这一既浪费能源，又不利用户的普遍情况，即节约了资源又解决了长期困扰企业节能运行的瓶颈。

2.3.1采用近端控阀，远端控泵法

由于换热站的近端楼栋供回水压差大，流量大，造成热量过剩。为此，近端楼栋的热力入口处安装热网智能调节终端RD-05和电动恒流阀。热网智能调节终端RD-05根据本楼栋里用户的最高温度或最低温度为调节量，控制电动恒流阀的开度，以使室内温度接近预设的温度值（低温户17℃以上～高温户21℃以下），以达到控制楼宇供热量的目的。

由于远端楼栋的供回水压差小，流量减小，造成热量不足。为此，我们在远端楼栋热力入口处安装动态平衡罐，RD-09智能调节终端和增压泵。动态平衡罐起到断压隔离的作用，当本楼栋增压泵启动时不影响其它楼栋的水力平衡。RD-09热网智能调节终端具有变频功能，根据本楼栋里用户的最高温度或最低温度为调节量，智能控制水泵输出功率，以使室内温度接近预设的温度值（低温户17℃以上～高温户21℃以下），达到控制楼宇供热量的目的。

2.3.2采用分布变频法

在条件允许的情况下，可采用分布变频法，即所有的楼栋都使用热网智能调节终端RD-09，根据本楼栋里用户的最高温度或最低温度为调节量，智能控制水泵输出功率，以使室内温度接近预设的温度值（低温户18℃以上～高温户21℃以下），达到控制楼宇供热量的目的。

2.4热网监控技术在户用温度调控与热计量中的应用

国务院《节能减排综合工作方案》明确要求“要深化供热体制改革，实行供热计量收费”即有建筑热计量改造，在十一五期间，大城市要完成25%以上，中等城市要完成15%以上，小城市要完成10%以上。政府机构办公楼等公用建筑，2008年以前全部完成热计量改造，实行热计量收费。要计量就需要抄表，人工抄表既耗时工作量又大并存在人为因素，浪费人力物力，且因建筑结构因素，一栋楼内的楼中间用户温度过高而楼两边的用户室温偏低。应用信息技术及热网监控技术研发的通断温度面积法调控与户用热计量分配系统，能有效解决这两大难题。

综上所述，热网监控技术已渗透到供热运行的各个方面，用信息化带动供热行业的运行工作和管理工作有利于行业的发展，有效实现节能减排。

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