摘要：伴随近年来社会开始提倡节能减排、绿色环保这一主题，大型城市集中供热系统作为一种高效、节能的供热方式逐步取代了小锅炉房供热的供热模式。大型电厂建设以及“煤改气”工程等一系列的发展变化，使大型城市供热系统从热源到管网、从管网到热力站、从热力站到热用户的调度运行管理也发生着较大变化。科技时代带来的监控手段提升、大量新设备投入、大数据及云计算， AI 技术的发展等等，为大型城市集中供热系统的调度管理方式方法提供了更多的依据和手段。大数据年代背景下，如何利用这些条件对热网进行科学运行调节，在实际运行过程中达到供热质量最好，运行成本最低；既满足人们的供热需求，又能达到节能减排，提高热网运行的安全性、可靠性、经济性，同时高效运行，提高社会效益，是必须要面临和解决的新问题。
关键词：多热源联网 能耗管理 工况分析
1 大型城市集中供热系统能耗管理
供热智能化最基础、最离不开的就是数据分析，需要通过计算机、网络、通讯等信息技术，从供热理论出发、采用科学的研究方法，对热网的各个参数进行筛选、归类、分析、汇总，得到科学、精细化的热网调控方式方法。大型城市集中供热系统调度运行管理首先要解决热量平衡的问题，也就是各个热源所提供热量是否满足用户的用热需求。最常见也是热网调度运行最关注的参数为热源和热力站的热量、流量、压力和温度。通过对这些关键参数的监测值，将室外气象条件、热源及热力站供热参数与热用户侧调控效果进行联调联动性的分析，配合气象分析，面积管理、测温管理等信息平台，形成全面、有效的基础管理数据，才能得到最经济、最合理化、最精准的供热调度运行方式方法。
1.1 热指标对热网供热量的影响
热网负荷预测时，常常利用热源的出口监测数据，进行热网整体热量分析。在热网一
次侧，如果热源与热力站同时具备较为全面的监控系统，那么可以通过热源与热力站监控热量值，进行热网热损失的计算分析。以某集中供热系统为例，冬季管网热损失大致在 5%~7% ，夏季管网热损失大致在40% 。在热网预测供热量计算时，需要考虑管网热损失。 通过管网更新改造，改善管道保温性能，减少管道泄露，从而降低管网热损失，降低能源浪费。
热指标作为热量计算中的一个重要因素，在分析热网供热量中十分重要。为提高热网供
热量预测的准确性，可以计算得到热网调度运行的实际运行热指标，然后以历史运行热指标
为参考进行分析。通过单位转换，同样可以采用“单耗”来计算。需要注意的是，在不同的供热区域之间进行热指标或单耗比较时，需要转换到相同室外气温条件下进行比较。
其次，对于有生活热水供应的城市供热系统，无论是在冬季或者是在夏季，生活热水的用量作为不稳定因素，很难用固定的时间、固定的一个数值来精确衡量。如果热力站有生活热水系统监控数据，可以利用历史数值，大致得出热力站生活热水使用规律和热力站一次侧生活热水供热量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆亦或通过夏季热网生活热水用量，转化成热指标的形式，在预测热网不同时间段的供热量时，修正预测供热量。 但是由于生活热水用户的用热量与供热面积没有直接关联性， 因此这种转化为热指标的方式只能作为一种粗略经验值修正。在生活热水用户众多的大型城市集中供热系统，生活热水这部分热量是不容忽视的。
1.2 气象因素对热网供热量的影响
随着全球气候的变化，以及城市发展等因素的增多，不同地域拥有各自的气象特性并在不断的变化中。同时，气象因素会对人体感知，建筑物蓄热等产生较强的影响。供热中常提到：“看天供热”。气象数据作为一项重要的因素，对“供热气象”数据的深入分析，可以提高供热的精准性。随着城市发展，用户生活水平不断提高， 对供热需求和要求也越来越高， 城市中心区的发展在日新月异地发生着变化，建筑节能改造速度越来越快，新的节能建筑标准也越来越高。城市气候因素在不断地发生变化，从而引起供热负荷的变化。对于供热气象参数的准确性要求也越来越高。基于日常生活气象预报，也还要同时考虑太阳辐射、风力等条件对供热调度生产运行产生的影响。例如太阳光辐射强和阴天下雪在人的体感上有着明显区别，因此供热气象参数还应加入城市热岛效应、辐射、风力、风向等外在因素条件，进行综合考虑，从而更准确地制定热源供热量计划。
1.3 热源侧与热力站侧双向能耗管控模式
大型城市集中供热系统热源侧和热力站侧总能耗都是调度运行能耗控制的关键，一是要计算热网各热源供热量，二是要计算热力站总供热量。两者相辅相成。而最终供热效果如何体现在用户侧的实际用热需求上。通过预报气温，实际气温等数据，可以通过计算公式得到热网预计供热量，通过与实际供热量的对比，分析是否满足供热量需求。同理，对热力站也可以进行同样的对比和分析。现在很多应用平台都可以实现监管检测和热网能耗分析，在本文不做赘述。
在大型城市集中供热系统调度工作中，往往关注一次网的平衡，而用户侧的实际用热情况不能直观体现出来。为了更加精准地知道用户情况， 可以对用户的室内气温进行数据采集和分析。室内温度不一定要发放到每个用户的家里进行采集，可以通过热力站的供热范围，远、中、近；高、中、低来选取。 但是用户室内温度的采集数据准确性受到室内测温点位置， 以及测温设备本身散热等干扰因素较多，数据的连续性和完整性受到一定制约；同时各个建筑物的保温情况不同，用热性质和规律不同。因此，对于大型城市集中供热系统来说，较好地将室温、二次网平衡、热力站、一次网平衡、热源、气象数据等联调联动起来，实现理想化的供热系统精准调控，目前还存在一定差距。
大型城市集中供热系统的调度运行应是一个平稳的过程，由于建筑的热惰性以及大型城市热网管路复杂，管线较长，从热源到热力站的热量输送存在延迟性。因此即使是按照预测室外气温得到了理论供热量，同样不能严格地按照理论值进行调控。热网在没有发生降雪或寒流来袭等大范围降温的情况下，管网运行安全性应排在首位，热网的热量调节应是一个趋于平稳的调节过程。这个热量趋势就更需要根据热网历史运行数据和当前热网运行情况进行分析， 通过修正供热量来指导实际供热量。
2 大型城市集中供热系统分析
2.1 保证大型城市集中供热系统调度运行的安全性和稳定性
在实际热网调度运行中，各个热源的供热参数要尽量相同，主要是指供水温度尽量保持一致，不同热源出口的供热温度不宜相差太大。热源供水温度相差较大，以及管道内介质流速过慢出现层流等情况，会导致热力站供水温度忽高忽低，站内调节引起流量的变化会导致水力工况平衡点的频繁波动，从而加快管道设备如波纹管等疲劳程度，增加管网事故的发生概率。同时也会对建立好的水力工况造成较大影响，破坏原有建立的水力平衡，使供热效果降低。
同样，供热参数的频繁变化，使热网水力工况随之不停地变化，一直处于一种寻找自我平衡的状态，引起水力平衡点的频繁移动，压力波动会造成管网及补偿器等附件设施的疲劳度增加。所以在整个供暖季运行中，如未遇到热源或管网事故时，尽量减少解裂阀门的操作次数，以维持稳定的水力工况。当热网发生管网事故时， 优先考虑的是保证热网的水力平衡，其次是要尽快恢复热网的供热，以满足用户的正常用热需要。
2.2 热网供热延时性的研究还需得到更多的关注和深入
在整个供暖季实际运行中，大型城市中供热系统热源多，管网错综复杂且输送距离较长，热用户数量多且用热类型各有特点，在供热初期热网水力工况建立需要一个较长的时间。 与小规模区域供热系统相比，热源变化对热力站、用户的影响存在供热延后性。大型城市供热系统的供热延时性目前还不是人们所关注的重点，但是要做到热网更加安全可靠运行、更加精准化供热，就应该更加深入地研究热网供热的延时性，并将其进行量化。
参考文献：
[1]贺平，孙刚，等 . 供热工程［ M ］ . 中国建筑工业出版社， 2001
论文作者:杜友
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/20
标签：热源论文; 热量论文; 集中供热论文; 热力论文; 管网论文; 城市论文; 系统论文; 《防护工程》2018年第27期论文;