智慧熱網(wǎng)供熱系統(tǒng)改造工程成功案例實(shí)例分析
①熱源級(jí)智慧熱網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用層功能
熱源供水溫度及設(shè)備啟停等遠(yuǎn)程控制或者自主運(yùn)行控制；
采用大數(shù)據(jù)處理方法對(duì)海量設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并進(jìn)行相應(yīng)的故障診斷和偏離最佳工況的診斷；
熱源與熱網(wǎng)調(diào)控策略的連鎖保護(hù)。
②熱力站級(jí)智慧熱網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用層功能
熱力站運(yùn)行策略及設(shè)備啟停遠(yuǎn)程上位機(jī)控制或自動(dòng)反饋運(yùn)行控制；
采用大數(shù)據(jù)處理方法對(duì)各設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并進(jìn)行相應(yīng)的故障診斷和偏離最佳工況的診斷；
熱力站設(shè)備啟停的安全連鎖保護(hù)。
③熱用戶級(jí)智慧熱網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用層功能
通過(guò)安裝在戶內(nèi)的遠(yuǎn)程無(wú)線室內(nèi)溫度采集系統(tǒng)優(yōu)化整個(gè)熱力系統(tǒng)的運(yùn)行；
通過(guò)熱用戶級(jí)智能控制面板設(shè)定室內(nèi)溫度，來(lái)控制分戶智能通斷調(diào)節(jié)閥的開啟，達(dá)到熱用戶按需供熱。
供熱系統(tǒng)改造前概況：
XX熱力公司供熱面積約為720平米，熱源形式為熱電聯(lián)產(chǎn)，下轄熱力站150座，分為5個(gè)片區(qū)。原有監(jiān)控中心上位機(jī)系統(tǒng)僅實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，但由于底層采集設(shè)備損壞，存在數(shù)據(jù)不能采集和數(shù)據(jù)失真現(xiàn)象。數(shù)據(jù)完整性和準(zhǔn)確性較差，無(wú)法為生產(chǎn)調(diào)度人員提供決策性數(shù)據(jù)支撐。
各熱力站實(shí)行就地調(diào)節(jié)，缺乏整網(wǎng)調(diào)控能力，導(dǎo)致整網(wǎng)水力失調(diào)嚴(yán)重。系統(tǒng)在高能耗工況下也無(wú)法保證熱用戶熱舒適性要求。2015—2016年供暖期入網(wǎng)面積增加后，部分熱力站出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)専岈F(xiàn)象，水力失調(diào)問(wèn)題更為突出。運(yùn)行效果不佳導(dǎo)致熱用戶投訴率居高不下。
調(diào)度中心管理人員下發(fā)調(diào)控命令均需要通過(guò)電話或其他電子設(shè)備向各片區(qū)站長(zhǎng)通知或確認(rèn)，有時(shí)下發(fā)一次命令用時(shí)可能長(zhǎng)達(dá)4 h。各站操作人員需要去熱力站內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，運(yùn)行調(diào)節(jié)方式較為落后，調(diào)節(jié)精準(zhǔn)度差。
同時(shí)，各熱力站原有自控系統(tǒng)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，使得各熱力站自控設(shè)備數(shù)量及安裝位置、測(cè)點(diǎn)等差異性較大。供熱信息網(wǎng)了解到由于各熱力站的設(shè)備維護(hù)工作不充分，導(dǎo)致熱力站設(shè)備損壞嚴(yán)重，超期服役，運(yùn)行調(diào)控效果不佳，更不能實(shí)現(xiàn)整網(wǎng)的均衡分配、按需供熱。
供熱系統(tǒng)改造過(guò)程：
以熱力公司供熱系統(tǒng)存在的問(wèn)題為切入點(diǎn)，進(jìn)行iheating智慧熱網(wǎng)節(jié)能系統(tǒng)改造，首期工程對(duì)150座熱力站中的100座熱力站進(jìn)行智慧熱網(wǎng)升級(jí)改造。熱電廠新建一座供熱首站進(jìn)行了熱源容量擴(kuò)充。總體規(guī)劃目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的遠(yuǎn)程集中控制管理、智能化節(jié)能運(yùn)行，立足于整網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控、供熱安全保障、智能分析節(jié)能運(yùn)行的建設(shè)內(nèi)容，并規(guī)劃整合二級(jí)管網(wǎng)側(cè)室內(nèi)溫度采集系統(tǒng)。對(duì)供熱效果進(jìn)行分析并指導(dǎo)供熱調(diào)節(jié)和節(jié)能運(yùn)行。針對(duì)熱力站和熱用戶，具體的改造內(nèi)容如下。
1 熱力站
①室外溫度補(bǔ)償?shù)榷喾N控制策略：調(diào)節(jié)閥控制，二級(jí)管網(wǎng)供水溫度恒定運(yùn)行， 二級(jí)管網(wǎng)供回水平均溫度運(yùn)行，流量恒定運(yùn)行，流量曲線運(yùn)行，室外溫度補(bǔ)償，分時(shí)控溫運(yùn)行。
②壓力控制：二級(jí)管網(wǎng)供回水壓差調(diào)節(jié)控制回路，二級(jí)管網(wǎng)回水定壓控制系統(tǒng)，電磁閥泄壓控制。
③報(bào)警功能：一級(jí)管網(wǎng)回水溫度高限，二級(jí)管網(wǎng)供水壓力高限，二級(jí)管網(wǎng)供水溫度高限，二級(jí)管網(wǎng)回水壓力低限，二級(jí)管網(wǎng)供回水壓差低限，水箱水位高限、低限，循環(huán)泵變頻器故障，補(bǔ)水泵變頻器故障等情況，要求控制器能夠及時(shí)報(bào)警，并將報(bào)警信息遠(yuǎn)傳至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。
④補(bǔ)水箱液位控制：當(dāng)水箱液位低于低限值時(shí)補(bǔ)水電磁閥自動(dòng)開啟；當(dāng)液位到達(dá)高限時(shí)補(bǔ)水電磁閥自動(dòng)關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水箱自動(dòng)上水功能。
⑤電磁閥泄壓：當(dāng)二級(jí)管網(wǎng)壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，電磁閥自動(dòng)通電打開泄壓；當(dāng)壓力達(dá)到低限值時(shí)，電磁閥自動(dòng)斷電關(guān)閉。
⑥聯(lián)鎖控制：二級(jí)管網(wǎng)回水壓力高于定壓值時(shí)，啟動(dòng)變頻循環(huán)泵并做自鎖，進(jìn)行二級(jí)管網(wǎng)供回水壓差調(diào)節(jié)，此時(shí)延時(shí)開啟一級(jí)管網(wǎng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行二級(jí)管網(wǎng)供水溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)等保護(hù)措施。
⑦斷電保護(hù)、來(lái)電啟動(dòng)：控制器具備自我保護(hù)和自我診斷功能。當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí)，將參數(shù)自動(dòng)保存，來(lái)電后可以自動(dòng)安全運(yùn)行。
⑧巡檢功能：為了實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守?zé)崃φ镜墓芾�，有效管理巡站人員的巡站時(shí)間，要求在熱力站節(jié)能控制裝置設(shè)有巡檢簽到功能，巡站人員在控制裝置輸入員工編號(hào)，即可將巡站信息、巡站時(shí)間傳輸?shù)街行谋O(jiān)控平臺(tái)，有效地管理巡站人員。
⑨數(shù)據(jù)儲(chǔ)存：當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)由于外界客觀原因暫時(shí)中斷時(shí)，測(cè)控系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)暫存功能，能夠每隔1min儲(chǔ)存1次測(cè)量數(shù)據(jù)，并儲(chǔ)存至少48 h的數(shù)據(jù)。當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)，能夠自動(dòng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳或通過(guò)儲(chǔ)存介質(zhì)上傳。
2 熱用戶
為了充分反映供熱效果，在多個(gè)小區(qū)內(nèi)選擇典型位置的熱用戶，安裝室內(nèi)溫度遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)裝置，了解熱用戶的實(shí)際室內(nèi)溫度。典型熱用戶選擇在小區(qū)內(nèi)距離熱力站的近端、中端、末端熱用戶，在其房間內(nèi)安裝室內(nèi)溫度采集裝置，將監(jiān)測(cè)的室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)傳輸至熱力公司調(diào)度中心，供調(diào)度人員掌握小區(qū)實(shí)際室內(nèi)溫度情況，進(jìn)行供熱效果的分析，及時(shí)判斷調(diào)整熱力站控制策略，做到按需供熱。
智慧熱網(wǎng)改造運(yùn)行效果分析
熱力站節(jié)能運(yùn)行控制策略
根據(jù)各熱力站歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)擬合回歸，預(yù)測(cè)各熱力站的供水溫度、回水溫度、供熱量等�？紤]各個(gè)熱力站供熱范圍內(nèi)建筑節(jié)能情況不同、供暖方式不同，通過(guò)典型熱用戶室內(nèi)溫度采集反饋，對(duì)預(yù)測(cè)出的各個(gè)參數(shù)項(xiàng)（溫度或者供熱量）進(jìn)行修正，即通過(guò)實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)挖掘該熱力站調(diào)控策略規(guī)律。
分別選取所供熱用戶為不同建筑類型和供暖方式的熱力站進(jìn)行調(diào)控策略的數(shù)據(jù)回歸，具體分為：
A類：老舊建筑散熱器供暖；
B類：二步節(jié)能建筑散熱器供暖；
C類：二步節(jié)能建筑地面輻射供暖；
D類：三步節(jié)能建筑散熱器供暖；
E類：三步節(jié)能建筑地面輻射供暖。
通過(guò)實(shí)地?cái)?shù)據(jù)分析，各控制柜控制的二級(jí)管網(wǎng)供水的實(shí)際溫度與設(shè)定溫度之差在［-1 ℃，1 ℃］范圍的占比為85.96%，控制效果較好。其中，控制誤差＞4 ℃或＜-4 ℃的控制柜共6個(gè)。對(duì)這6個(gè)站的詳細(xì)分析可知，其站內(nèi)存在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥選型不合理或溫度測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)等情況，最終導(dǎo)致調(diào)控效果較差，需要改造完善。
熱力站在實(shí)現(xiàn)自控系統(tǒng)升級(jí)改造后，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，只需對(duì)熱力站進(jìn)行定時(shí)巡檢。通過(guò)iheating智慧熱網(wǎng)平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，監(jiān)控中心調(diào)度管理人員可以依據(jù)各熱力站設(shè)備或測(cè)點(diǎn)的運(yùn)行異常報(bào)警信息，有針對(duì)性地下達(dá)至各熱力站負(fù)責(zé)人及時(shí)處理，降低了管理成本。
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