王福民　田洪霞　倪瑞慶　崔明輝　王軍

摘 要：居民小區(qū)經(jīng)過多年的建設(shè)和改造，供熱管網(wǎng)最初的流量分配發(fā)生了很大變化，易出現(xiàn)住戶室溫冷暖不均的問題。該文通過探討利用系統(tǒng)管理、自動調(diào)控、合理調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方式實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行，達(dá)到節(jié)約能源消耗，提高供熱質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：小區(qū)供熱 數(shù)據(jù)開發(fā) 模型

中圖分類號：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0177-02

1 物業(yè)小區(qū)供熱系統(tǒng)分析及目標(biāo)確定

1.1 物業(yè)小區(qū)供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

馨苑小區(qū)座落在河北省霸州市南孟鎮(zhèn)西四公里處，是華北油田華隆綜合服務(wù)處管理的一個綜合性生活小區(qū)，采暖面積共240308 m2。一直采用集中熱水供暖方式，小區(qū)鍋爐房基本上處于小區(qū)中間地帶，熱水通過兩條干線、十條支線及若干條分支線送到用戶。采暖燃料主要使用天然氣。

在我們對供暖系統(tǒng)改造前，小區(qū)在供熱方面上主要面臨以下問題。

（1）供暖熱源問題：小區(qū)在采暖期的大部分時(shí)間為地?zé)岷筒膳仩t聯(lián)合供熱狀態(tài)。2012年以前，小區(qū)供暖主要采用的是分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)供暖方式，但當(dāng)時(shí)由于缺乏必要的調(diào)控手段，只能依靠職工憑經(jīng)驗(yàn)對鍋爐進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，隨意性較大，無法及時(shí)、準(zhǔn)確地控制鍋爐出口溫度，從而不能很好地依據(jù)天氣的變化情況來合理調(diào)整供熱量，造成能源的浪費(fèi)，成本相對來說過高。

（2）供熱管網(wǎng)的流量分配不合理問題：馨苑小區(qū)經(jīng)過多年的建設(shè)和改造，尤其是近幾年新居民樓的建造、小區(qū)內(nèi)舊平房的拆除、部分區(qū)域管線的更換，導(dǎo)致供熱管網(wǎng)最初的流量分配發(fā)生了很大變化，從系統(tǒng)整體來看，流量分配已經(jīng)嚴(yán)重失調(diào)，出現(xiàn)了冷暖不均的問題。同時(shí)，由于流量失調(diào)，管網(wǎng)部分區(qū)域管壓偏大，極易造成日趨老化的供熱管線出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象。

（3）對地?zé)岬暮侠砝萌狈Χ恐笇?dǎo)。未能合理地利用地?zé)豳Y源。

1.2 物業(yè)小區(qū)供熱系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行目標(biāo)的確定

通過對小區(qū)供熱系統(tǒng)狀況分析，我們認(rèn)為可以通過系統(tǒng)管理、自動調(diào)控、合理調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方式來節(jié)約能源消耗，提高供熱質(zhì)量。為此，我們明確供熱系統(tǒng)改造總目標(biāo)：（1）小區(qū)用戶室溫穩(wěn)定在16～20 ℃之間，用戶對供暖服務(wù)滿意率保持在95%以上。（2）節(jié)約供熱成本40萬元（以2001-2002年度供熱成本為基數(shù)）。（3）供熱系統(tǒng)與環(huán)境溫度監(jiān)測系統(tǒng)相結(jié)合，保證系統(tǒng)水溫與當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度下所需的出口水溫一致，誤差不大于1 ℃。

2 具體實(shí)施措施

我們主要采取了以下的措施來提高物業(yè)小區(qū)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的自動管理、優(yōu)化運(yùn)行。

2.1 供熱熱源的合理選擇及自動調(diào)控

（1）供熱熱源的合理選擇。馨苑小區(qū)鍋爐房原有的供熱熱源為1臺7 MW鍋爐、四臺2.8 MW鍋爐與地?zé)豳Y源實(shí)行聯(lián)合供暖。我們經(jīng)過多方論證，于2012年安裝兩臺型號為WNS7-1.0/115/70-Y（Q）的全自動燃?xì)鉄崴仩t，仍舊采用鍋爐與地?zé)豳Y源實(shí)行聯(lián)合供熱的方式。新型號鍋爐的采用更便于實(shí)現(xiàn)我們對鍋爐運(yùn)行的自動控制。在結(jié)合本地區(qū)的氣溫變化趨勢后，我們對采暖期地?zé)岬墓┠軤顩r和鍋爐的用氣情況進(jìn)行了預(yù)測。并作出用能、用氣分布圖以供運(yùn)行參考。

（2）供熱熱源的自動調(diào)控。針對地?zé)峋哂信帕颗c壓力穩(wěn)定的特點(diǎn)，我們在采水方面使用變頻調(diào)速技術(shù)，可以方便地通過調(diào)節(jié)地?zé)崴帕康姆绞絹碚{(diào)控輸出熱能。

對于鍋爐燃燒的調(diào)控，我們則通過建立以數(shù)據(jù)模型為核心的自控系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動化管理。

①自控系統(tǒng)功能簡述。

系統(tǒng)工作原理：

使供熱系統(tǒng)隨時(shí)處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，減少系統(tǒng)運(yùn)行的人為干擾，基本實(shí)現(xiàn)全過程的自動控制。此系統(tǒng)為DCS系統(tǒng)，見下表：

②自控系統(tǒng)的多種功能

我們通過建立數(shù)據(jù)模型采用的自控系統(tǒng)具有以下功能

1）檢測功能；2）控制功能；3）顯示功能；4）數(shù)據(jù)處理功能；5）報(bào)警功能；6）數(shù)據(jù)畫面?zhèn)魉凸δ堋?/p>

③自控系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用情況

我們于2012年采暖期開始將此自控系統(tǒng)應(yīng)用于供暖。從而變原先員工手動調(diào)節(jié)供熱溫度為系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)

為使用戶的散熱設(shè)備的放熱量與用戶熱負(fù)荷的變化相適應(yīng)，以防止供熱時(shí)用戶發(fā)生室溫過高或過低現(xiàn)象，我們通過應(yīng)用自控系統(tǒng)對鍋爐的燃燒實(shí)現(xiàn)自動管理。

其中，數(shù)據(jù)模型中的燃燒負(fù)荷計(jì)算如下。

在供熱系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，自控系統(tǒng)通過采集系統(tǒng)溫度和室外溫度進(jìn)行比例差值運(yùn)算，計(jì)算出待調(diào)鍋爐的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)值，并通過PLC輸出模塊控制比例調(diào)節(jié)儀無極調(diào)節(jié)執(zhí)行器SQM-10/11來調(diào)節(jié)控制燃燒器的出力，使燃燒器功率隨室外溫度發(fā)生改變而改變，以達(dá)到最佳供熱。

司爐工在操作站可實(shí)現(xiàn)手/自動無擾切換，通過計(jì)算機(jī)控制啟爐、停爐。另外，自控系統(tǒng)還能對鍋爐出口壓力、出口溫度、燃?xì)鈮毫Φ戎饕獏?shù)進(jìn)行高低限和熄火報(bào)警，實(shí)現(xiàn)自動連鎖保護(hù)。

經(jīng)過采暖期的試運(yùn)行，這一數(shù)據(jù)模型基本適合馨苑小區(qū)采暖系統(tǒng)。

在采暖試運(yùn)行期，我們還加強(qiáng)了對管網(wǎng)中部分典型用戶的有效監(jiān)測，并對這些監(jiān)測資料進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析，根據(jù)分析結(jié)果找出運(yùn)行方式中存在的問題，及時(shí)對管網(wǎng)和系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使小區(qū)供熱狀況得到了明顯改善。

2.2 供熱管網(wǎng)的適時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行

（1）調(diào)節(jié)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少水力損失。我們對小區(qū)的供熱用戶及管網(wǎng)進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，摸清各類建筑物的采暖面積、設(shè)計(jì)參數(shù)及供熱管網(wǎng)的流程。并對各條干線、支線、分支線進(jìn)行了水力、熱力計(jì)算，結(jié)合在采暖期間用超聲波流量計(jì)對各節(jié)點(diǎn)每個支線流量進(jìn)行的測量，進(jìn)行數(shù)據(jù)對比后，我們對供熱系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)不合理的方面進(jìn)行了整改：供熱管網(wǎng)部分區(qū)域水力損失過大，已不能滿足運(yùn)行要求。按照實(shí)際情況，在管網(wǎng)適當(dāng)位置上加設(shè)加壓泵站，提高本區(qū)用戶的動水壓力曲線，彌補(bǔ)管路水力損失；改變管網(wǎng)某些區(qū)域的管路接口，從而使用供熱得到滿足。

依照此表來實(shí)現(xiàn)對整個供熱系統(tǒng)的調(diào)整，并將此表作為對供熱管網(wǎng)和系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的重要依據(jù)。在部分區(qū)域管網(wǎng)我們還加裝了自力式流量控制器，利用新技術(shù)產(chǎn)品來保證流量調(diào)節(jié)的有效性以及提高管網(wǎng)各部分流量的穩(wěn)定性，此項(xiàng)工作還起到了緩解供熱管網(wǎng)系統(tǒng)部分區(qū)域管壓偏大的作用。

3 自控系統(tǒng)運(yùn)行效果

經(jīng)過兩個采暖期的實(shí)際運(yùn)行，馨苑小區(qū)以數(shù)據(jù)模型為核心的供熱系統(tǒng)實(shí)行自動管理、優(yōu)化運(yùn)行，取得了以下成果：

使供熱范圍內(nèi)不同區(qū)域間的供熱溫度得到平衡，冷暖不均現(xiàn)象得到了改善，整個采暖期用戶室內(nèi)溫度基本上在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，供熱用戶滿意率始終保持在95%以上。

緩解了供熱系統(tǒng)中部分區(qū)域管壓偏大的現(xiàn)象，降低了日趨老化的供暖管線易出現(xiàn)穿孔的潛在危險(xiǎn)性，延長了供熱管道的實(shí)際使用年限，由此相應(yīng)的減少了供暖管網(wǎng)的維護(hù)費(fèi)用，節(jié)能效果明顯，當(dāng)年采暖期：供熱用氣量由應(yīng)用前的360立方/天減少到310立方/天（用氣178方+地?zé)嵴鬯銡饬?32方），加上在此期間新增供熱面積所耗熱量，年可節(jié)約燃料50萬方以上；鍋爐用水由實(shí)施前的45000方/采暖期減到24000方/采暖期，節(jié)水21000方；節(jié)約鍋爐藥品約3噸，節(jié)約用電39600度。合計(jì)減少成本40萬元以上。

由于鍋爐操作自控系統(tǒng)的采用，大大降低了司爐工人的勞動強(qiáng)度，并且由于自控系統(tǒng)中具有的嚴(yán)格報(bào)警功能，極大地提高了鍋爐運(yùn)行過程中的安全系數(shù)。

為整個供熱系統(tǒng)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)、管理而制定的一系列規(guī)章制度的日趨完善，鍋爐燃燒自控系統(tǒng)技術(shù)的逐步成熟以及與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合程度的不斷提高，這些對于我處在其他轄區(qū)鍋爐房進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)推廣具有很好的借鑒指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊可耕，趙鳳香.加強(qiáng)供暖運(yùn)行調(diào)節(jié)管理節(jié)約能源[J].區(qū)域供熱，2007（3）：23-27.

[2] 賀連娟，蔡穎.供熱工程[M].治金工業(yè)出版社，2008：286.

[3] 錢申賢.燃油燃?xì)忮仩t技術(shù)管理手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社，2006.endprint

摘 要：居民小區(qū)經(jīng)過多年的建設(shè)和改造，供熱管網(wǎng)最初的流量分配發(fā)生了很大變化，易出現(xiàn)住戶室溫冷暖不均的問題。該文通過探討利用系統(tǒng)管理、自動調(diào)控、合理調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方式實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行，達(dá)到節(jié)約能源消耗，提高供熱質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：小區(qū)供熱 數(shù)據(jù)開發(fā) 模型

中圖分類號：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0177-02

1 物業(yè)小區(qū)供熱系統(tǒng)分析及目標(biāo)確定

1.1 物業(yè)小區(qū)供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

馨苑小區(qū)座落在河北省霸州市南孟鎮(zhèn)西四公里處，是華北油田華隆綜合服務(wù)處管理的一個綜合性生活小區(qū)，采暖面積共240308 m2。一直采用集中熱水供暖方式，小區(qū)鍋爐房基本上處于小區(qū)中間地帶，熱水通過兩條干線、十條支線及若干條分支線送到用戶。采暖燃料主要使用天然氣。

在我們對供暖系統(tǒng)改造前，小區(qū)在供熱方面上主要面臨以下問題。

（1）供暖熱源問題：小區(qū)在采暖期的大部分時(shí)間為地?zé)岷筒膳仩t聯(lián)合供熱狀態(tài)。2012年以前，小區(qū)供暖主要采用的是分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)供暖方式，但當(dāng)時(shí)由于缺乏必要的調(diào)控手段，只能依靠職工憑經(jīng)驗(yàn)對鍋爐進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，隨意性較大，無法及時(shí)、準(zhǔn)確地控制鍋爐出口溫度，從而不能很好地依據(jù)天氣的變化情況來合理調(diào)整供熱量，造成能源的浪費(fèi)，成本相對來說過高。

（2）供熱管網(wǎng)的流量分配不合理問題：馨苑小區(qū)經(jīng)過多年的建設(shè)和改造，尤其是近幾年新居民樓的建造、小區(qū)內(nèi)舊平房的拆除、部分區(qū)域管線的更換，導(dǎo)致供熱管網(wǎng)最初的流量分配發(fā)生了很大變化，從系統(tǒng)整體來看，流量分配已經(jīng)嚴(yán)重失調(diào)，出現(xiàn)了冷暖不均的問題。同時(shí)，由于流量失調(diào)，管網(wǎng)部分區(qū)域管壓偏大，極易造成日趨老化的供熱管線出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象。

（3）對地?zé)岬暮侠砝萌狈Χ恐笇?dǎo)。未能合理地利用地?zé)豳Y源。

1.2 物業(yè)小區(qū)供熱系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行目標(biāo)的確定

通過對小區(qū)供熱系統(tǒng)狀況分析，我們認(rèn)為可以通過系統(tǒng)管理、自動調(diào)控、合理調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方式來節(jié)約能源消耗，提高供熱質(zhì)量。為此，我們明確供熱系統(tǒng)改造總目標(biāo)：（1）小區(qū)用戶室溫穩(wěn)定在16～20 ℃之間，用戶對供暖服務(wù)滿意率保持在95%以上。（2）節(jié)約供熱成本40萬元（以2001-2002年度供熱成本為基數(shù)）。（3）供熱系統(tǒng)與環(huán)境溫度監(jiān)測系統(tǒng)相結(jié)合，保證系統(tǒng)水溫與當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度下所需的出口水溫一致，誤差不大于1 ℃。

2 具體實(shí)施措施

我們主要采取了以下的措施來提高物業(yè)小區(qū)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的自動管理、優(yōu)化運(yùn)行。

2.1 供熱熱源的合理選擇及自動調(diào)控

（1）供熱熱源的合理選擇。馨苑小區(qū)鍋爐房原有的供熱熱源為1臺7 MW鍋爐、四臺2.8 MW鍋爐與地?zé)豳Y源實(shí)行聯(lián)合供暖。我們經(jīng)過多方論證，于2012年安裝兩臺型號為WNS7-1.0/115/70-Y（Q）的全自動燃?xì)鉄崴仩t，仍舊采用鍋爐與地?zé)豳Y源實(shí)行聯(lián)合供熱的方式。新型號鍋爐的采用更便于實(shí)現(xiàn)我們對鍋爐運(yùn)行的自動控制。在結(jié)合本地區(qū)的氣溫變化趨勢后，我們對采暖期地?zé)岬墓┠軤顩r和鍋爐的用氣情況進(jìn)行了預(yù)測。并作出用能、用氣分布圖以供運(yùn)行參考。

（2）供熱熱源的自動調(diào)控。針對地?zé)峋哂信帕颗c壓力穩(wěn)定的特點(diǎn)，我們在采水方面使用變頻調(diào)速技術(shù)，可以方便地通過調(diào)節(jié)地?zé)崴帕康姆绞絹碚{(diào)控輸出熱能。

對于鍋爐燃燒的調(diào)控，我們則通過建立以數(shù)據(jù)模型為核心的自控系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動化管理。

①自控系統(tǒng)功能簡述。

系統(tǒng)工作原理：

使供熱系統(tǒng)隨時(shí)處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，減少系統(tǒng)運(yùn)行的人為干擾，基本實(shí)現(xiàn)全過程的自動控制。此系統(tǒng)為DCS系統(tǒng)，見下表：

②自控系統(tǒng)的多種功能

我們通過建立數(shù)據(jù)模型采用的自控系統(tǒng)具有以下功能

1）檢測功能；2）控制功能；3）顯示功能；4）數(shù)據(jù)處理功能；5）報(bào)警功能；6）數(shù)據(jù)畫面?zhèn)魉凸δ堋?/p>

③自控系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用情況

我們于2012年采暖期開始將此自控系統(tǒng)應(yīng)用于供暖。從而變原先員工手動調(diào)節(jié)供熱溫度為系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)

為使用戶的散熱設(shè)備的放熱量與用戶熱負(fù)荷的變化相適應(yīng)，以防止供熱時(shí)用戶發(fā)生室溫過高或過低現(xiàn)象，我們通過應(yīng)用自控系統(tǒng)對鍋爐的燃燒實(shí)現(xiàn)自動管理。

其中，數(shù)據(jù)模型中的燃燒負(fù)荷計(jì)算如下。

在供熱系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，自控系統(tǒng)通過采集系統(tǒng)溫度和室外溫度進(jìn)行比例差值運(yùn)算，計(jì)算出待調(diào)鍋爐的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)值，并通過PLC輸出模塊控制比例調(diào)節(jié)儀無極調(diào)節(jié)執(zhí)行器SQM-10/11來調(diào)節(jié)控制燃燒器的出力，使燃燒器功率隨室外溫度發(fā)生改變而改變，以達(dá)到最佳供熱。

司爐工在操作站可實(shí)現(xiàn)手/自動無擾切換，通過計(jì)算機(jī)控制啟爐、停爐。另外，自控系統(tǒng)還能對鍋爐出口壓力、出口溫度、燃?xì)鈮毫Φ戎饕獏?shù)進(jìn)行高低限和熄火報(bào)警，實(shí)現(xiàn)自動連鎖保護(hù)。

經(jīng)過采暖期的試運(yùn)行，這一數(shù)據(jù)模型基本適合馨苑小區(qū)采暖系統(tǒng)。

在采暖試運(yùn)行期，我們還加強(qiáng)了對管網(wǎng)中部分典型用戶的有效監(jiān)測，并對這些監(jiān)測資料進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析，根據(jù)分析結(jié)果找出運(yùn)行方式中存在的問題，及時(shí)對管網(wǎng)和系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使小區(qū)供熱狀況得到了明顯改善。

2.2 供熱管網(wǎng)的適時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行

（1）調(diào)節(jié)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少水力損失。我們對小區(qū)的供熱用戶及管網(wǎng)進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，摸清各類建筑物的采暖面積、設(shè)計(jì)參數(shù)及供熱管網(wǎng)的流程。并對各條干線、支線、分支線進(jìn)行了水力、熱力計(jì)算，結(jié)合在采暖期間用超聲波流量計(jì)對各節(jié)點(diǎn)每個支線流量進(jìn)行的測量，進(jìn)行數(shù)據(jù)對比后，我們對供熱系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)不合理的方面進(jìn)行了整改：供熱管網(wǎng)部分區(qū)域水力損失過大，已不能滿足運(yùn)行要求。按照實(shí)際情況，在管網(wǎng)適當(dāng)位置上加設(shè)加壓泵站，提高本區(qū)用戶的動水壓力曲線，彌補(bǔ)管路水力損失；改變管網(wǎng)某些區(qū)域的管路接口，從而使用供熱得到滿足。

依照此表來實(shí)現(xiàn)對整個供熱系統(tǒng)的調(diào)整，并將此表作為對供熱管網(wǎng)和系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的重要依據(jù)。在部分區(qū)域管網(wǎng)我們還加裝了自力式流量控制器，利用新技術(shù)產(chǎn)品來保證流量調(diào)節(jié)的有效性以及提高管網(wǎng)各部分流量的穩(wěn)定性，此項(xiàng)工作還起到了緩解供熱管網(wǎng)系統(tǒng)部分區(qū)域管壓偏大的作用。

3 自控系統(tǒng)運(yùn)行效果

經(jīng)過兩個采暖期的實(shí)際運(yùn)行，馨苑小區(qū)以數(shù)據(jù)模型為核心的供熱系統(tǒng)實(shí)行自動管理、優(yōu)化運(yùn)行，取得了以下成果：

使供熱范圍內(nèi)不同區(qū)域間的供熱溫度得到平衡，冷暖不均現(xiàn)象得到了改善，整個采暖期用戶室內(nèi)溫度基本上在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，供熱用戶滿意率始終保持在95%以上。

緩解了供熱系統(tǒng)中部分區(qū)域管壓偏大的現(xiàn)象，降低了日趨老化的供暖管線易出現(xiàn)穿孔的潛在危險(xiǎn)性，延長了供熱管道的實(shí)際使用年限，由此相應(yīng)的減少了供暖管網(wǎng)的維護(hù)費(fèi)用，節(jié)能效果明顯，當(dāng)年采暖期：供熱用氣量由應(yīng)用前的360立方/天減少到310立方/天（用氣178方+地?zé)嵴鬯銡饬?32方），加上在此期間新增供熱面積所耗熱量，年可節(jié)約燃料50萬方以上；鍋爐用水由實(shí)施前的45000方/采暖期減到24000方/采暖期，節(jié)水21000方；節(jié)約鍋爐藥品約3噸，節(jié)約用電39600度。合計(jì)減少成本40萬元以上。

由于鍋爐操作自控系統(tǒng)的采用，大大降低了司爐工人的勞動強(qiáng)度，并且由于自控系統(tǒng)中具有的嚴(yán)格報(bào)警功能，極大地提高了鍋爐運(yùn)行過程中的安全系數(shù)。

為整個供熱系統(tǒng)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)、管理而制定的一系列規(guī)章制度的日趨完善，鍋爐燃燒自控系統(tǒng)技術(shù)的逐步成熟以及與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合程度的不斷提高，這些對于我處在其他轄區(qū)鍋爐房進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)推廣具有很好的借鑒指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊可耕，趙鳳香.加強(qiáng)供暖運(yùn)行調(diào)節(jié)管理節(jié)約能源[J].區(qū)域供熱，2007（3）：23-27.

[2] 賀連娟，蔡穎.供熱工程[M].治金工業(yè)出版社，2008：286.

[3] 錢申賢.燃油燃?xì)忮仩t技術(shù)管理手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社，2006.endprint

摘 要：居民小區(qū)經(jīng)過多年的建設(shè)和改造，供熱管網(wǎng)最初的流量分配發(fā)生了很大變化，易出現(xiàn)住戶室溫冷暖不均的問題。該文通過探討利用系統(tǒng)管理、自動調(diào)控、合理調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方式實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行，達(dá)到節(jié)約能源消耗，提高供熱質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：小區(qū)供熱 數(shù)據(jù)開發(fā) 模型

中圖分類號：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（c）-0177-02

1 物業(yè)小區(qū)供熱系統(tǒng)分析及目標(biāo)確定

1.1 物業(yè)小區(qū)供熱系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

馨苑小區(qū)座落在河北省霸州市南孟鎮(zhèn)西四公里處，是華北油田華隆綜合服務(wù)處管理的一個綜合性生活小區(qū)，采暖面積共240308 m2。一直采用集中熱水供暖方式，小區(qū)鍋爐房基本上處于小區(qū)中間地帶，熱水通過兩條干線、十條支線及若干條分支線送到用戶。采暖燃料主要使用天然氣。

在我們對供暖系統(tǒng)改造前，小區(qū)在供熱方面上主要面臨以下問題。

（1）供暖熱源問題：小區(qū)在采暖期的大部分時(shí)間為地?zé)岷筒膳仩t聯(lián)合供熱狀態(tài)。2012年以前，小區(qū)供暖主要采用的是分階段改變流量的質(zhì)調(diào)節(jié)供暖方式，但當(dāng)時(shí)由于缺乏必要的調(diào)控手段，只能依靠職工憑經(jīng)驗(yàn)對鍋爐進(jìn)行手動調(diào)節(jié)，隨意性較大，無法及時(shí)、準(zhǔn)確地控制鍋爐出口溫度，從而不能很好地依據(jù)天氣的變化情況來合理調(diào)整供熱量，造成能源的浪費(fèi)，成本相對來說過高。

（2）供熱管網(wǎng)的流量分配不合理問題：馨苑小區(qū)經(jīng)過多年的建設(shè)和改造，尤其是近幾年新居民樓的建造、小區(qū)內(nèi)舊平房的拆除、部分區(qū)域管線的更換，導(dǎo)致供熱管網(wǎng)最初的流量分配發(fā)生了很大變化，從系統(tǒng)整體來看，流量分配已經(jīng)嚴(yán)重失調(diào)，出現(xiàn)了冷暖不均的問題。同時(shí)，由于流量失調(diào)，管網(wǎng)部分區(qū)域管壓偏大，極易造成日趨老化的供熱管線出現(xiàn)穿孔現(xiàn)象。

（3）對地?zé)岬暮侠砝萌狈Χ恐笇?dǎo)。未能合理地利用地?zé)豳Y源。

1.2 物業(yè)小區(qū)供熱系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行目標(biāo)的確定

通過對小區(qū)供熱系統(tǒng)狀況分析，我們認(rèn)為可以通過系統(tǒng)管理、自動調(diào)控、合理調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的方式來節(jié)約能源消耗，提高供熱質(zhì)量。為此，我們明確供熱系統(tǒng)改造總目標(biāo)：（1）小區(qū)用戶室溫穩(wěn)定在16～20 ℃之間，用戶對供暖服務(wù)滿意率保持在95%以上。（2）節(jié)約供熱成本40萬元（以2001-2002年度供熱成本為基數(shù)）。（3）供熱系統(tǒng)與環(huán)境溫度監(jiān)測系統(tǒng)相結(jié)合，保證系統(tǒng)水溫與當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度下所需的出口水溫一致，誤差不大于1 ℃。

2 具體實(shí)施措施

我們主要采取了以下的措施來提高物業(yè)小區(qū)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)的自動管理、優(yōu)化運(yùn)行。

2.1 供熱熱源的合理選擇及自動調(diào)控

（1）供熱熱源的合理選擇。馨苑小區(qū)鍋爐房原有的供熱熱源為1臺7 MW鍋爐、四臺2.8 MW鍋爐與地?zé)豳Y源實(shí)行聯(lián)合供暖。我們經(jīng)過多方論證，于2012年安裝兩臺型號為WNS7-1.0/115/70-Y（Q）的全自動燃?xì)鉄崴仩t，仍舊采用鍋爐與地?zé)豳Y源實(shí)行聯(lián)合供熱的方式。新型號鍋爐的采用更便于實(shí)現(xiàn)我們對鍋爐運(yùn)行的自動控制。在結(jié)合本地區(qū)的氣溫變化趨勢后，我們對采暖期地?zé)岬墓┠軤顩r和鍋爐的用氣情況進(jìn)行了預(yù)測。并作出用能、用氣分布圖以供運(yùn)行參考。

（2）供熱熱源的自動調(diào)控。針對地?zé)峋哂信帕颗c壓力穩(wěn)定的特點(diǎn)，我們在采水方面使用變頻調(diào)速技術(shù)，可以方便地通過調(diào)節(jié)地?zé)崴帕康姆绞絹碚{(diào)控輸出熱能。

對于鍋爐燃燒的調(diào)控，我們則通過建立以數(shù)據(jù)模型為核心的自控系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)自動化管理。

①自控系統(tǒng)功能簡述。

系統(tǒng)工作原理：

使供熱系統(tǒng)隨時(shí)處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，減少系統(tǒng)運(yùn)行的人為干擾，基本實(shí)現(xiàn)全過程的自動控制。此系統(tǒng)為DCS系統(tǒng)，見下表：

②自控系統(tǒng)的多種功能

我們通過建立數(shù)據(jù)模型采用的自控系統(tǒng)具有以下功能

1）檢測功能；2）控制功能；3）顯示功能；4）數(shù)據(jù)處理功能；5）報(bào)警功能；6）數(shù)據(jù)畫面?zhèn)魉凸δ堋?/p>

③自控系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用情況

我們于2012年采暖期開始將此自控系統(tǒng)應(yīng)用于供暖。從而變原先員工手動調(diào)節(jié)供熱溫度為系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)

為使用戶的散熱設(shè)備的放熱量與用戶熱負(fù)荷的變化相適應(yīng)，以防止供熱時(shí)用戶發(fā)生室溫過高或過低現(xiàn)象，我們通過應(yīng)用自控系統(tǒng)對鍋爐的燃燒實(shí)現(xiàn)自動管理。

其中，數(shù)據(jù)模型中的燃燒負(fù)荷計(jì)算如下。

在供熱系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，自控系統(tǒng)通過采集系統(tǒng)溫度和室外溫度進(jìn)行比例差值運(yùn)算，計(jì)算出待調(diào)鍋爐的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)值，并通過PLC輸出模塊控制比例調(diào)節(jié)儀無極調(diào)節(jié)執(zhí)行器SQM-10/11來調(diào)節(jié)控制燃燒器的出力，使燃燒器功率隨室外溫度發(fā)生改變而改變，以達(dá)到最佳供熱。

司爐工在操作站可實(shí)現(xiàn)手/自動無擾切換，通過計(jì)算機(jī)控制啟爐、停爐。另外，自控系統(tǒng)還能對鍋爐出口壓力、出口溫度、燃?xì)鈮毫Φ戎饕獏?shù)進(jìn)行高低限和熄火報(bào)警，實(shí)現(xiàn)自動連鎖保護(hù)。

經(jīng)過采暖期的試運(yùn)行，這一數(shù)據(jù)模型基本適合馨苑小區(qū)采暖系統(tǒng)。

在采暖試運(yùn)行期，我們還加強(qiáng)了對管網(wǎng)中部分典型用戶的有效監(jiān)測，并對這些監(jiān)測資料進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析，根據(jù)分析結(jié)果找出運(yùn)行方式中存在的問題，及時(shí)對管網(wǎng)和系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使小區(qū)供熱狀況得到了明顯改善。

2.2 供熱管網(wǎng)的適時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行

（1）調(diào)節(jié)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少水力損失。我們對小區(qū)的供熱用戶及管網(wǎng)進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查，摸清各類建筑物的采暖面積、設(shè)計(jì)參數(shù)及供熱管網(wǎng)的流程。并對各條干線、支線、分支線進(jìn)行了水力、熱力計(jì)算，結(jié)合在采暖期間用超聲波流量計(jì)對各節(jié)點(diǎn)每個支線流量進(jìn)行的測量，進(jìn)行數(shù)據(jù)對比后，我們對供熱系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)不合理的方面進(jìn)行了整改：供熱管網(wǎng)部分區(qū)域水力損失過大，已不能滿足運(yùn)行要求。按照實(shí)際情況，在管網(wǎng)適當(dāng)位置上加設(shè)加壓泵站，提高本區(qū)用戶的動水壓力曲線，彌補(bǔ)管路水力損失；改變管網(wǎng)某些區(qū)域的管路接口，從而使用供熱得到滿足。

依照此表來實(shí)現(xiàn)對整個供熱系統(tǒng)的調(diào)整，并將此表作為對供熱管網(wǎng)和系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的重要依據(jù)。在部分區(qū)域管網(wǎng)我們還加裝了自力式流量控制器，利用新技術(shù)產(chǎn)品來保證流量調(diào)節(jié)的有效性以及提高管網(wǎng)各部分流量的穩(wěn)定性，此項(xiàng)工作還起到了緩解供熱管網(wǎng)系統(tǒng)部分區(qū)域管壓偏大的作用。

3 自控系統(tǒng)運(yùn)行效果

經(jīng)過兩個采暖期的實(shí)際運(yùn)行，馨苑小區(qū)以數(shù)據(jù)模型為核心的供熱系統(tǒng)實(shí)行自動管理、優(yōu)化運(yùn)行，取得了以下成果：

使供熱范圍內(nèi)不同區(qū)域間的供熱溫度得到平衡，冷暖不均現(xiàn)象得到了改善，整個采暖期用戶室內(nèi)溫度基本上在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，供熱用戶滿意率始終保持在95%以上。

緩解了供熱系統(tǒng)中部分區(qū)域管壓偏大的現(xiàn)象，降低了日趨老化的供暖管線易出現(xiàn)穿孔的潛在危險(xiǎn)性，延長了供熱管道的實(shí)際使用年限，由此相應(yīng)的減少了供暖管網(wǎng)的維護(hù)費(fèi)用，節(jié)能效果明顯，當(dāng)年采暖期：供熱用氣量由應(yīng)用前的360立方/天減少到310立方/天（用氣178方+地?zé)嵴鬯銡饬?32方），加上在此期間新增供熱面積所耗熱量，年可節(jié)約燃料50萬方以上；鍋爐用水由實(shí)施前的45000方/采暖期減到24000方/采暖期，節(jié)水21000方；節(jié)約鍋爐藥品約3噸，節(jié)約用電39600度。合計(jì)減少成本40萬元以上。

由于鍋爐操作自控系統(tǒng)的采用，大大降低了司爐工人的勞動強(qiáng)度，并且由于自控系統(tǒng)中具有的嚴(yán)格報(bào)警功能，極大地提高了鍋爐運(yùn)行過程中的安全系數(shù)。

為整個供熱系統(tǒng)的運(yùn)行、調(diào)節(jié)、管理而制定的一系列規(guī)章制度的日趨完善，鍋爐燃燒自控系統(tǒng)技術(shù)的逐步成熟以及與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合程度的不斷提高，這些對于我處在其他轄區(qū)鍋爐房進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)推廣具有很好的借鑒指導(dǎo)意義。

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