孟瑜 赵彤 王亚杰 于兰 李胜男 刘璐

摘  要：我国智能化的脚步不断加快，各行各业逐渐开始走智能化的发展道路，城市集中供热系统也在逐渐的智能化，本文就针对城市集中供热的智能化构建进行几点思考。首先对当前我国在城市集中供热的现状和问题进行简单的阐述，然后针对为什么构建智能热网进行简单的解答，对供热系统所涉及的技术进行简单的分析，最后对智能热网的设计、运行与调节进行详细的论述并进行最后总结，希望对相关从业者提供简单参考。

关键词：集中供热  智能化  智能热网  思考

中图分类号：TP302          文獻标识码：A                   文章编号：1674-098X（2021）03（a）-0021-03

Thinking on the Intellectualization of Urban Central Heating and the Construction of Intelligent Heat Network

MENG Yu  ZHAO Tong  WANG Yajie  YU Lan  LI Shengnan  LIU Lu

（Changchun Institute of Technology， Changchun， Jilin Province， 130000 China）

Abstract： With the rapid development of intelligence in China， all walks of life gradually begin to take the road of intelligent development， and the urban central heating system is also gradually becoming intelligent. This paper makes some reflections on the intelligent construction of urban central heating. First of all， the current situation and problems of urban central heating in China are briefly described， and then the simple answers are given to why the intelligent heating network is built， and the technologies involved in the heating system are simply analyzed. Finally， the design， operation and regulation of the intelligent heating network are discussed in detail and summarized， hoping to provide a simple reference for relevant practitioners.

Key Words： Central heating; Intelligent; Intelligent heat grid; Thinking

随着我国的城镇化进程不断加快以及国家对生态环境保护力度的不断加大，传统的城市供热系统已经无法满足目前我国的发展需要。智能热网的构建不仅能够满足城镇化不断加大过程中人民对美好生活的需要，还能有效降低由于供热对生态环境造成的污染。建立一套智能化的城市集中供热系统已经势如破竹，急需建立和完善。

1  城市集中供热的现状与问题

1.1 城市集中供热的现状

相对于一些发达国家来说我国的城市集中供热较晚，集中供热大致开始于20世纪90年代，其主要采取单一能源，以烧煤发电的方式进行集中大面积的供热，相比于西方的多能源供热来说，存在一定的不足之处。目前随着我国经济的不断提升，科技的不断发展，生态环境保护意识的不断加强，城市集中供热的方式也逐渐从单一煤炭资源供热，转为以煤炭供热为主，新能源供热为辅的多能源供热方式[1]。尽管还存在很多的不足之处，但也在不断的发展和进步，尽量减少集中供热带来的各种问题和弊端。

目前我国在集中供热方面的技术有了很大的提升，基本实现了自动化供热，在很大程度上减少了劳动力的使用以及能源的消耗，形成了我国自己的供热行业标准。虽然我国的供热行业已经基本实现自动化，但是在很多数据处理，设备操作方面还离不开人工的管理和运行，尤其是一些小城市的供热系统，其自动化水平更低，不能算真正的自动化系统，更不要说智能化系统。智能化系统是我国未来城市集中供热发展的方向，虽然现在还存在技术水平不够、认知不足等问题，但在我国对节能、生态保护等方面的重视程度来说，一定会加大智能化供热系统的建设，找到适合我国实际情况的智能化供热系统[2]。

1.2 城市集中供热存在的问题

目前我国集中供热问题主要是系统故障率高、供热能力不足、供热质量不高、供热技术不到位等，其主要表现为供热的效果在不同区域存在很大的差距，存在进出区域过热和远处区域过冷;供热系统经常发生故障，导致供热无法进行正常运行;供热故障无法自动报警，需要消耗大量人员进行不定时检修;供热无法满足市民的基本需求，供大于需;收费标准不合理，不完善，麻烦[3];供热系统技术不到位，导致能源消耗大，能源流失快等。另外城市集中供热系统还存在不同地区发展进步不同，甚至部分地区还未实现供热的现象。实现各个城市供热系统标准和发展进度的统一以及全面供热也是城市集中供热的问题，也是实现智能化供热所要面临的困难与挑战。

2  坚持构建智能热网的原因和未来发展方向

2.1 坚持构建智能热网的原因

煤炭属于不可再生能源，随着煤炭资源的不断减少，未来使用煤炭资源所要耗费的成本将会不断地增加。开发新能源进行集中供热不仅可以降低集中供热的成本，用于技术的研发，还会减少煤炭资源的消耗速度[4]。另外使用煤炭资源进行供热，还会造成空气的污染和生态的破坏，使用新兴清洁能源能够有效减少由于供热产生的生态环境污染的问题。除此之外，还有一个很大的原因，就是我国城镇化水平不断提高，人民对美好生活的水平也在不断提高，因此现有的供暖能力已经无法满足人民对于美好生活的需要。我国急切需要进行构建智能热网，提升目前的供暖系统和相关技术和设备，解决目前城市集中供热存在的问题，以满足人们对供暖的需求。

2.2 智能热网未来的发展方向

智能热网的未来发展方向一定是依靠强大的互联网，将供热站、供热通道以及用户进行紧密连接，实现紧密的互联和互通，实现和智能电网类似的发展模式。目前智能热网虽然处于初级阶段，但未来一定是以提升供热系统的智能化和自动化，依靠大数据以及云计算等强大的先进技术，实现数据收集分析以及管理智能化，使城市集中供热系统更加的简洁与科学，减少能源在传输过程中消耗严重以及供热不均等问题[5]。

3  浅析供热系统的相关技术

3.1 环保技术

供热系统的环保技术主要是对燃烧产生的烟气进行处理的相关技术，烟气的处理主要包括除尘、脱硫、脱硝等。烟气的除尘主要使用静电除尘和布袋式除尘等两种除尘技术，通过使用静电除尘设备和布袋式除尘设备，将烟气中的尘土进行收集，以免烟气中的尘土进入大气，造成污染。目前这两种技术都存在不同的问题，但布袋式除尘技术相对更好，静电除尘技术存在除尘环境适应性差，不稳定的问题，布袋式除尘技术不仅解决了静电除尘所面临的问题，还具有体积小、使用时间长以及除尘效果质量高等优点。烟气的脱硫主要采用喷雾干燥、烟气循环以及湿式石膏-石灰石等技术进行烟气脱硫，在实际的使用过程中，湿式石膏-石灰石烟气脱硫技术使用的频率和范围会更加的高[6]。这是由于该烟气脱硫技术比较成熟，脱硫率高以及能源消耗相对较少等优点。烟气的脱销主要采用的是SCR、SNCR技术，或者两种技术共同使用。在实际的烟气脱硝过程中，我国主要采用SNCR或者两种技术共同使用，其原因在于SCR技术在使用过程中会对其他系统造成干扰，而使用另外一种技术或者两种技术共同使用能够有效减少此类问题的发生。

3.2 节能技术

供热系统的节能技术主要是在不降低能源产生和使用的情况下，通过减少能源的消耗，能源的充分利用等实现能源的节能所运用的技术。其主要包括分布式变频、管网优化、浑水供热、气动泵等节能技术。分布式变频节能技术主要原理是将各个供热站进行相互连接，不仅可以实现各个供热能源站之间的能源转移，将能源将充足向不足的能源站进行调动，减少能源的浪费，还能更大程度的稳定供热管道内的气压，增强供热管道的稳定性。管网优化技术是指将管道长期磨损和使用过程的部分更换成新型的能够较少阻力的器件，减少能源在输送过程中的消耗。浑水供热节能技术主要是将一级管道多余的压强转移到二级管中，作为二级管道供热的动力，能够有效降低能源的不必要浪费。另外还会和压水泵、节能变频等技术进行使用。循环水泵是供热系统最大的耗能设备，气动泵主要作用于循环水泵，代替目前经常使用的电动泵，利用多种形式实现持续供热，确保有效降低循环水泵中能源的消耗，实现整个供热系统能源消耗的降低。

4  智能热网的设计、运行与调节

4.1 智能热网的设计

我国的城市集中供热系统主要采用直接供热和间接供热两种供热方式，直接供热是经过一次官网直接将热源供给市民，而二次供熱在热源和市民之间增加的热换站，热源需要经过两次管网供给市民。由于我国国情的特殊性，使用二级官网供热的比例较大，但是经过二级官网进行供热相比于一级官网来说，其能源消耗率会偏高。另外二级官网由于供热面积大，会出现供热不均，无法及时调控等问题。智能热网在最初设计时就要考虑到供热不均的问题，并沿用我国使用比例较大的二级官网，但要在二级管网的基础上进行改进，在门洞设置水力平衡调节装置，实现大面积的供热而不出现供热不均的问题。另外智能热网在设计的时候还应具备热能源分配调节、供热系统自动化管理和控制、管网泄露检测报警、供热情况实时监控、每户用量统计与预测等功能，实现真正意义上的智能化供热系统。

4.2 智能热网的调度和运行

首先要在智能热网电力公司成立智能热网电力调度室，在调度室设置一个实时监控供热系统的平台，及时的发现和处理在供热过程中遇到的问题，保证智能热网平稳的运行。另外将各个检测系统归纳到一个管理平台，加强各部门之间的合作，实行统一的监管和管理。另外还应加入大数据以及云计算等技术，加大在系统监管中数据收集与处理的数据，提高问题解决的反应速度和效率。以此实现热换站的智能化无人监管、热源的智能化控制和实时调度、供热数据动态的显示和管理、整个系统能源的消耗率实时查看、热网故障实时报警等调度功能。其具体包括较少人员的干预问题以及问题无法及时处理的问题;热换站人员配备成本高，维护困难的问题;实时进行全面分析，找到不利于供热的问题所在;及时修改故障，解决故障无法检修，增加安全系数;实时连接领导和客服系统，及时下达命令和回答市民问题等。

4.3 智能热网的调节

目前我国的热网调节方式主要是间接调节、质调节、量调节以及分阶段调节这四种方式。其中质调节具体是指根据室外温度的变化情况合理的调节水温，使水温达到合适的温度，提高供热的质量;量调节具体是指调节水流的大小，但是前提是室外温度较为稳定，不发生大的变化。分阶段调节是指根据一天室外温度变化的几个阶段进行阶段调节水的温度和水流速度。分阶段调节虽然更能满足市民对于供热的需要，提升对供热系统的体验，但是会增加供热的工作量，增加成本投入。间接调节类似于阶段调节，只是间接调节依据的使市民的工作时间，一侧来进行调节。但是即便是分阶段调节和间接调节还是存在热能难以精确控制，导致供热不均的现象发生。另外还具有无法实时调节和能源消耗大等问题。智能热网的调节要从根本上解决现有调节问题，而现有调节问题实质上就是由于对信息的掌握不足，以及无法精确计算所需要的热能。智能热网的调节首先要全面掌握每个室外温度最低热量，而掌握该项信息不仅要求了解整个热网各个区域的能源消耗，甚至于每一栋建筑物的能源消耗。另外为了降低热网的滞后性，还需要紧密联系供热与耗热之间的联系，不仅可以满足市民的需要，提升供热的体验，还能有效降低污染物的排放并降低能源的消耗，实现减少生态环境污染和资源消耗。

5  结语

城市集中供热是我国一项非常重要的民生工程，供热系统逐渐智能化和自动化不仅仅是供热系统的进步，也对我国的科技和经济发展起到了促进作用。智能热网的构建不仅实现了供热系统的智能化，还减少了煤炭不可再生资源的消耗，减少了资源的消耗和浪费。因此构建智能化供热系统是未来城市集中供热发展的趋势，智能热网的构建也必须以科学合理、能源节约、环境保护为根本，加大技术创新，努力实现真正意义上的智能化城市集中供热系统。

参考文献

[1] 李铁明.城市热网智能调度系统的设计与应用[J].节能，2019，38（9）：81-82.

[2] 邱海平.浅谈智能化运行管理在集中供热系统中的应用[J].建筑工程技术与设计，2017（11）：4450-4450，5161.

[3] 高琨.集中供热系统能耗分析及节能方案的应用[J].建筑工程技术与设计，2016（15）：3403-3403.

[4] 宁金香.供热系统的节能技术与应用[J].中国化工贸易，2018，10（31）：145.

[5] 任杰.供热管网热力平衡优化控制[D].内蒙古：内蒙古科技大学，2020.

[6] 张健.供热燃气热源效率及供热管网水力计算的研究[D].济南：山东建筑大学，2020.