摘要:近年来,我国经济水平不断攀升,其中工业经济为其做出了不容忽视的重要贡献,而我国的工业发展离不开能源的支持,能源是推进工业发展与社会进步的强效动力,随着科技的不断进步,我国越来越多的工业生产与研发都对能源资源有着多方面的需求,因此,当前我国能源消耗的速度迅速加快,由于部分资源的不可再生性与在实际工业运用中对于生态环境的破坏问题,相关人员针对其进行了关于能源管理与控制的研究,基于此背景下,本介绍了智能能源网的内涵,分析了我国工业园区内现存的能源管理现状和发展趋势,并研究了智能能源网在工业园区内的工程应用,以供参考。
关键词:工业园区型;智能能源网;管控技术应用;
21世纪以来,我国工业迅猛发展,一个一个的工业园区在发展浪潮中逐渐崭露头角,随着时间推移,其经历了不断的发展慢慢的成为了国民经济发展中不可或缺的组成部分,然而工业发展却需要消耗大量能源资源,当前我国面临着能源紧缺与环境污染问题,其也逐渐成为工业发展的巨大阻碍,因此,能源的高效利用与工业园区内的节能减排问题的解决已刻不容缓,所以工业园区内搭建应用智能能源网的管控系统具有重要的实际意义[1]。
一、智能能源网概述
(一)智能能源网的概念
智能能源网顾名思义指的是针对水、电、气、热力等各品类资源的传统能源网络,运用现代新兴科技手段进行采集、监控、分析传统能源网络中的数据,并为其设置相应的保护装置,实现对于整个能源网络的管控与协调,将能源在能源网中的传输与运行做更进一步的优化,在此基础上,考虑到能源资源的多样性问题,还需要将各种类型的能源资源统一实现智能化调控,以此来实现能源跨品类之间的生产、流通与消费,举例来说,智能电网的优化就可以很好地诠释这一概念。
(二)智能能源网的组成架构
智能能源网与传统能源网络架构相比存在较大差异,其在传统能源网络进行能源传输的硬件组成基础上,额外设置了传感器、数据采集器等多种配件,并且在其互相配合的工作中实现对于各品类能源智能化管理和在网络内进行能源生产、运输、消费等目标的一种网络拓扑结构。
二、工业园区现存能源管理现状及发展趋势
当前,随着科技水平的不断提升,我国工业园区现有的能源管理方式也与时俱进经历了多种变革,主要可以归纳为以下几个方面:其一,笼统粗放式管理。这一种管理方式是早期工业园区内最常见的能源管理方式,由于彼时缺乏对于工业生产中所消耗能源的检测与整理的观念与相关的能源管理系统的体系,由此导致只能对于能源消耗有一个大致的了解,基本来说体现为月能源消耗数据与年能源消耗数据;其二,基本的能源管理。这一阶段,已经有部分工业园区开始重视能源消耗的详细数据,并明确安排了相关工作人员进行抄表且对采集到的数据进行汇总统计,但仍然缺乏整体数据的分析整理;其三,高效能源管理。这一能源管理方式是各大工业园发展中所追求的能源管理目标,其有着系统的管理机制,对于能源消耗的数据进行统一全面的分析与整理,并生成清晰明确的关键能源消耗指标,结合数据实现能源消耗量与成本的分摊,并依据其进行需求侧管理,以能源管理系统为媒介发现浪费减少浪费。现如今,我国多个工业园区的能源管理工作都处于二三阶段之间,且其大部分在向第三阶段优化的过程中发展尚未完善,因此,需要不断的对智能能源网的实际应用进行研究与探析[2]。
三、工业园区型智能能源网的工程应用
(一)老港工业园分布式能源站的工程应用
老港工业区可以采用天然气分布能源技术来进行传统燃煤锅炉的清洁能源代替,天然气通过发电进而产生高温烟气,高温烟气在锅炉后端产生高热蒸汽,蒸汽再通过传输分配至各个企业门站,以此实现能源正常供应,企业正常运行,且大大避免了因燃煤的方式而对生态环境产生污染的问题。老港工业区具备了构建智能能源网的多种条件需求,因此适合应用智能能源网。首先要优化其硬件构成,配备5台2MW燃汽轮机发电机组和5台烟气余热锅炉,另外还需要一套20t/h和两套 4t/h的辅助天然气锅炉,运行方式设置为并网上网,在此基础上,根据能源需求方式的差异进行对于整个能源管理监控系统进行划分,各区域之间的通讯稳定性要根据工业以太网和冗余形式来实现,要注意的是,对于其处理器也需要采用冗余方式,以实现系统数据和运行的安全性问题。
.png)
智能能源网硬件构成图示
(二)老港工业园智能能源网的实际应用
第一、能源侧智能管控。对于能源侧设备可以采用直接启停或调解设备产气的方式进行管控,设备的启动与停止可以根据蒸汽压力来进行调节,分别参考低压汽缸与高压汽缸中的压力与某个特定值之间的差异来进行蒸汽供应的增加与减少,从而实现对设备的启动与关停,要注意的是,当蒸汽管网没有明显波动时,就需要调节设备的产气,具体操作为增加或减少燃机的运行功率或进气温度,从而改变蒸汽产量,但其主要针对高压汽缸压力[3]。
第二、能源运输侧智能管控。能源侧设备控制效用存在局限性问题,因此还需要对运输侧进行管控,增强蒸汽热网的稳定性,高压侧、低压侧和蓄能器是园区热网的主要组成部分,而能源站内的蒸汽管网控制方法则是对于各个测点的蒸汽压力进行调节,具体操作如下:
正常运行:V1开--V2开--V3关,P0=P1=P2=P3------热平衡
P1升高:V1开大--P0降--P2升--V2开大--V3关--P3降------热平衡
P1降低:V1关小--P0升--P2降--V2关小--V3开大--P3降或不变------热平衡
P2升高:P1升--V1开大--P0降--V2开大--V3关--P3升------热平衡
P2降低:P1降--V1关小--P0升--V2关小--V3开大或关闭--P3降------热平衡
.png)
压力波动视图
第三、能源消费侧智能管控。上述能源运输侧的管控会受到用户分布距离较分散问题的限制,因此远程管理不能得到实现,然而用户在不同时段对于蒸汽的需求量是存在很大差异的,所以可以根据用户使用的蒸汽量来进行统一计量,从消费侧进行智能管控,以此保障用户的蒸汽流量稳定。
结语:综上所述,针对老港工业园搭建的智能能源网可以有效的实现跨品类能源的生产运输及消费,从而更细致的对各类能源资源进行实时的管控,以此保证能源的高效稳定的利用,促进节能减排理念的落实,全面推进工业发展。
参考文献:
[1]王昊. 工业园区型智能能源网的管控技术应用[J]. 工程技术研究,2018(05)
[2]仇孝国 叶秉森 陈文丹. 工业园区型智能能源网的管控技术应用分析[J]. 《科学与信息化》,2018(11)
[3] 于龙, 念四海, 袁建凡, 等. 大型园区绿色复合型能源网的研究与应用[J]. 能源与节能,2016(10)