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摘 要：目前，经济发展迅速，随着社会的发展和基础设施建设的普及，居民小区使用燃煤小锅炉时会产生烟雾造成大气污染，发展集中供热工程，加快供热管网施工建设，建造小区换热站，使用热电厂供热，可实现热电厂资源的合理配置，减少大气污染，实现城镇居民集中供热，供热管网施工过程繁琐，供热管网施工质量直接影响着供热管网的供热效率和供热水平，因此施工单位必须加强供热管网施工质量的全过程动态管理工作，确保供热管网的正常安全运行，满足新时代中国特色社会主义新时期人们的供热需求。
关键词：集中供热系统;运行监控;技术研究
中图分类号： TD353 文献标识码：A DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.07.050
当前，我国集中供热事业飞速发展。2018年的全国集中供热面积相比1990年增长了35倍。近十年来，热电联产机组应用规模持续扩大，目前占比达到37%，其中系统热源类型正由单一结构向多源互补转变，热网运行工况趋于复杂多变，热用户服务标准日益提高。目前，在国内基层热力企业的实际生产运营中，存在智能化水平整体偏低、管理方式较为粗放等问题：一是一部分集中供热系统尚未实现对重要参数的远传远控，缺乏对在线诊断与实时分析的数据支撑，水力失调和冷热不均的情况时有发生;二是由于缺乏对数据采集和数据共享的保障，智能热网实施前后的指标经济性、运营时效性難以评估;三是收费客服系统功能不完善，热用户服务不能满足互联网信息化时代要求;四是在已建立的供热运行管理平台中，热源、热网、热力站与用户之间存在信息壁垒，运行调节策略大多基于局部系统考虑，未能实现源网协同控制。热电联产机组应用规模持续扩大，需要在工业物联网下实施智能控制系统建设。物联网是在互联网基础上的延伸和扩展，利用先进的信息通信技术和互联网平台的优势，推进能源生产智能化，促进多种类型能流网络互联互通和多种能源形态协同转化，建设“清洁低碳、安全高效”的现代化能源体系，是能源行业转型升级的重要方向。在先进的工业物联网信息技术快速发展和能源“消费、供给、技术、体制”理念提上日程的时代背景下，我国的集中供热企业亟需利用“互联网+”技术形成工业物联网系统，采用现代化、数字化、智能化的方式，在系统工程层面提升集中供热系统的生产、运行、管理和服务水平。
一、供热管网施工质量的隐患
一是布局不当，设计人员规划城镇供水管网的过程中，有时设计人员没有对居民建筑情况和基础设施进行全面了解，忽略地下自来水管道、燃气管道、通讯光纤、国防电缆的详细位置和走向，会导致设计出来的施工方案与周围的生活环境有冲突，降低实际供暖的效率。二是施工组织管理存在缺陷，施工单位未制定完善的施工操作规程，出现施工人员违章作业，未按照技术规格书施工、管道焊接存在缺陷等不利情况，引发施工质量问题。三是集中供热规模较大，需要合理控制热水水温、管道流量、热水流速和侧支管与直支管分流比，但实际运行过程中供水网调节系统经常受各种因素制约，新接入的供热管网初期会破坏原来区域的供水平衡，而且新供热企业对小区的情况不熟悉与居民之间有一段磨合期，因此需要使用现场测试和数值模拟相结合，研究供水管网管道结构、三通等供热的影响因素对供热效率的影响，本文以研究管径400mm的汇流三通内流体的速度场和压力场为例，研究同一管道不同分流比的流体汇合在三通内流体的阻力损失，对研究管道系统的设计和流体运输能量损失计算具有重要意义。
二、“互联网+”智能供热平台应用实例
通过对某源网一体的基层热电企业“互联网+”智能供热平台示范建设应用，使其在供热指标能耗降低、经营成本节约、工作效率提高和服务质量提升方面取得了显著成效。在数据感知层面，通过加装热力站内的物联网调节阀、水泵变频器，自动控制系统，完善站内主要运行参数监控测点，增设视频监控设备，利用租用的运营商以太专网，将热力站内采集的所有运行参数统一传输至智能供热平台。调度中心可实现对热力站设备运行状态的监测与远程控制，从而实现热力站的无人值守。在平台业务分析层面，建设了全网水力平衡分析子系统、源网一体化协同调度子系统、能耗统计与分析子系统、经营收费管理子系统、客户服务管理子系统模块。
1.全网水力平衡分析子系统
根据管网的实际拓扑结构，通过热力系统机理分析与历史大数据驱动两种建模方式建立热网模型，实现离线模拟计算与在线运行工况寻优功能。通过模型计算的软测量结果与热网实际运行参数的比较，指导运行调度，优化控制策略。
2.源网一体化协同调度子系统
根据热网历史运行数据、室外气象参数、管网惯性、建筑物特性、末端供热形式、用户室温等多维度因素对热负荷进行预测，实时计算出热力站当前最佳二次网供热水温度，制定出每个热力站的独特调节曲线，实现“一站一策”精准控制。以用户侧室内温度为最终控制目标，沿换热站二次网供水温度、换热站一次网侧电动调节阀开度、热网首站一次网供水温度等参数溯源关联，建立热电联产机组抽汽与一次网供水温度协调变化的联动关系，从而形成源网一体化的热力调控模型。
3.能耗统计与分析子系统
通过建立供热能耗多指标的计算模型，利用供热系统运行的各类数据，进行水、电、热等各类能耗指标的计算，并以图形报表等多种形式，以不同维度加以分析呈现。进一步地，结合水价、电价、热价等价格因素细化供热边际贡献，增加生产所涉及的人工、材料等各类成本信息，建立节能效果与经济收益的影响关系，从经济效益优先的角度，推进供热系统的节能优化及改造。
4.经营收费管理子系统
通过建立一站式供热收费解决方案，辅以银行、微信、支付宝等多元化缴费方式，以及税控接口、电子发票系统等，关联客户服务子系统，实现跨部门、跨系统的联动收费管理，主要包括与稽查管理、生产调度、客服管理的联动协调运作。解决用户资料混乱、账目不清、收费率低、历史信息无法追溯等问题，提升经营收费效率和客户满意度。
三、结语
供热管网施工实现居民集中供热，完善城市基础设施，减少烟尘污染，供热管网施工要重视全过程管理，控制好各个环节，严把质量关，在竣工后做好竣工资料归档保存，促进供热管网安全可靠运行。
参考文献：
[1]华电电力科学研究院有限公司.热电联产供热节能改造典型案例[M].北京：中国电力出版社，2020.
[2]中国城镇供热协会.中国供热蓝皮书2019：城镇智慧供热[M].北京：中国建筑工业出版社，2019.
[3]姜健，王飞，韩向广.基于人工智能实现供热系统“源网站户”联动控制[J].区域供热，2020（5）：125-131.
[4]方修睦，杨大易，周志刚，等.智慧供热的内涵及目标[J].煤气与热力，2019，39（7）：1-7.
[5]柴春蕾.智慧供热系统研究与架构设计[J].物联网技术，2020（5）：109-111.
（武汉市燃气热力规划设计院有限公司 湖北武汉 430019）
关键词：集中供热系统;运行监控;技术研究
中图分类号： TD353 文献标识码：A DOI：10.12296/j.2096-3475.2021.07.050
当前，我国集中供热事业飞速发展。2018年的全国集中供热面积相比1990年增长了35倍。近十年来，热电联产机组应用规模持续扩大，目前占比达到37%，其中系统热源类型正由单一结构向多源互补转变，热网运行工况趋于复杂多变，热用户服务标准日益提高。目前，在国内基层热力企业的实际生产运营中，存在智能化水平整体偏低、管理方式较为粗放等问题：一是一部分集中供热系统尚未实现对重要参数的远传远控，缺乏对在线诊断与实时分析的数据支撑，水力失调和冷热不均的情况时有发生;二是由于缺乏对数据采集和数据共享的保障，智能热网实施前后的指标经济性、运营时效性難以评估;三是收费客服系统功能不完善，热用户服务不能满足互联网信息化时代要求;四是在已建立的供热运行管理平台中，热源、热网、热力站与用户之间存在信息壁垒，运行调节策略大多基于局部系统考虑，未能实现源网协同控制。热电联产机组应用规模持续扩大，需要在工业物联网下实施智能控制系统建设。物联网是在互联网基础上的延伸和扩展，利用先进的信息通信技术和互联网平台的优势，推进能源生产智能化，促进多种类型能流网络互联互通和多种能源形态协同转化，建设“清洁低碳、安全高效”的现代化能源体系，是能源行业转型升级的重要方向。在先进的工业物联网信息技术快速发展和能源“消费、供给、技术、体制”理念提上日程的时代背景下，我国的集中供热企业亟需利用“互联网+”技术形成工业物联网系统，采用现代化、数字化、智能化的方式，在系统工程层面提升集中供热系统的生产、运行、管理和服务水平。
一、供热管网施工质量的隐患
一是布局不当，设计人员规划城镇供水管网的过程中，有时设计人员没有对居民建筑情况和基础设施进行全面了解，忽略地下自来水管道、燃气管道、通讯光纤、国防电缆的详细位置和走向，会导致设计出来的施工方案与周围的生活环境有冲突，降低实际供暖的效率。二是施工组织管理存在缺陷，施工单位未制定完善的施工操作规程，出现施工人员违章作业，未按照技术规格书施工、管道焊接存在缺陷等不利情况，引发施工质量问题。三是集中供热规模较大，需要合理控制热水水温、管道流量、热水流速和侧支管与直支管分流比，但实际运行过程中供水网调节系统经常受各种因素制约，新接入的供热管网初期会破坏原来区域的供水平衡，而且新供热企业对小区的情况不熟悉与居民之间有一段磨合期，因此需要使用现场测试和数值模拟相结合，研究供水管网管道结构、三通等供热的影响因素对供热效率的影响，本文以研究管径400mm的汇流三通内流体的速度场和压力场为例，研究同一管道不同分流比的流体汇合在三通内流体的阻力损失，对研究管道系统的设计和流体运输能量损失计算具有重要意义。
二、“互联网+”智能供热平台应用实例
通过对某源网一体的基层热电企业“互联网+”智能供热平台示范建设应用，使其在供热指标能耗降低、经营成本节约、工作效率提高和服务质量提升方面取得了显著成效。在数据感知层面，通过加装热力站内的物联网调节阀、水泵变频器，自动控制系统，完善站内主要运行参数监控测点，增设视频监控设备，利用租用的运营商以太专网，将热力站内采集的所有运行参数统一传输至智能供热平台。调度中心可实现对热力站设备运行状态的监测与远程控制，从而实现热力站的无人值守。在平台业务分析层面，建设了全网水力平衡分析子系统、源网一体化协同调度子系统、能耗统计与分析子系统、经营收费管理子系统、客户服务管理子系统模块。
1.全网水力平衡分析子系统
根据管网的实际拓扑结构，通过热力系统机理分析与历史大数据驱动两种建模方式建立热网模型，实现离线模拟计算与在线运行工况寻优功能。通过模型计算的软测量结果与热网实际运行参数的比较，指导运行调度，优化控制策略。
2.源网一体化协同调度子系统
根据热网历史运行数据、室外气象参数、管网惯性、建筑物特性、末端供热形式、用户室温等多维度因素对热负荷进行预测，实时计算出热力站当前最佳二次网供热水温度，制定出每个热力站的独特调节曲线，实现“一站一策”精准控制。以用户侧室内温度为最终控制目标，沿换热站二次网供水温度、换热站一次网侧电动调节阀开度、热网首站一次网供水温度等参数溯源关联，建立热电联产机组抽汽与一次网供水温度协调变化的联动关系，从而形成源网一体化的热力调控模型。
3.能耗统计与分析子系统
通过建立供热能耗多指标的计算模型，利用供热系统运行的各类数据，进行水、电、热等各类能耗指标的计算，并以图形报表等多种形式，以不同维度加以分析呈现。进一步地，结合水价、电价、热价等价格因素细化供热边际贡献，增加生产所涉及的人工、材料等各类成本信息，建立节能效果与经济收益的影响关系，从经济效益优先的角度，推进供热系统的节能优化及改造。
4.经营收费管理子系统
通过建立一站式供热收费解决方案，辅以银行、微信、支付宝等多元化缴费方式，以及税控接口、电子发票系统等，关联客户服务子系统，实现跨部门、跨系统的联动收费管理，主要包括与稽查管理、生产调度、客服管理的联动协调运作。解决用户资料混乱、账目不清、收费率低、历史信息无法追溯等问题，提升经营收费效率和客户满意度。
三、结语
供热管网施工实现居民集中供热，完善城市基础设施，减少烟尘污染，供热管网施工要重视全过程管理，控制好各个环节，严把质量关，在竣工后做好竣工资料归档保存，促进供热管网安全可靠运行。
参考文献：
[1]华电电力科学研究院有限公司.热电联产供热节能改造典型案例[M].北京：中国电力出版社，2020.
[2]中国城镇供热协会.中国供热蓝皮书2019：城镇智慧供热[M].北京：中国建筑工业出版社，2019.
[3]姜健，王飞，韩向广.基于人工智能实现供热系统“源网站户”联动控制[J].区域供热，2020（5）：125-131.
[4]方修睦，杨大易，周志刚，等.智慧供热的内涵及目标[J].煤气与热力，2019，39（7）：1-7.
[5]柴春蕾.智慧供热系统研究与架构设计[J].物联网技术，2020（5）：109-111.
（武汉市燃气热力规划设计院有限公司 湖北武汉 430019）