西安市政设计研究院有限公司 陕西省西安市 710068
摘要：近年来，人们的生活水平有了很大提升，供热的规模也在不断扩大，在这样的背景下对供热质量就提出了更高的要求，作为城市建设发展的重要基础设施，集中供热发挥着非常关键的作用和价值。在当前阶段要加强对热网电气自动化系统的发展力度，对控制策略进行优化，在供热运行过程中有效地减少各项损耗，在经济运行和稳定供热之间实现良性平衡，是每一个供热企业改革发展的主要方向。在文章的阐述中主要是通过对城市集中供热系统的发展现状和调控基本原理进行分析，以此为基础针对热网自动化控制系统的运行和全网平衡软件的监控中心进行详细的分析，旨在提升供热企业的服务水平。
关键词：供热模式；集中供热；区域能源
引言
我国北方地区冬季比较寒冷，且越北端寒冷的时间越长，采暖供热成为北方人民过冬的最好方式。经过几十年的发展，我国北方地区的供热体制已经逐渐完善。但随着时代的发展，很多北方城市的供热设备逐渐老化且滞后，供暖的质量逐渐变差，能源的利用效率也较低，同时供热的方式也不符合当前绿色发展理念的要求。因此，近几年，国家大力推行集中供热方式。但一个热源的集中供热方式，存在着能耗较大的问题，而且，一旦热源出现故障，就会影响到整个供热区域的供热状况，从而影响到居民生活的舒适度。因此，多热源联合集中供热逐渐受到人们的青睐。
1集中供热换热站概述
集中供热系统的换热站是供热网路与热用户的连接场所。它的作用是根据热网工况和不同条件，采用不同的连接方式，将热网输送的热媒加以调节、转换，向热用户系统分配热力以满足用户需求，并根据需要，进行集中计量、检测供热热媒的参数和数量。根据热网输送的热媒不同，可以分为热水换热站和蒸汽换热站。
2我国北方城市集中供热系统形成的原因
1）燃煤热效率高。当采用高度集中的供热系统时，大型的燃煤锅炉热效率要高于小型燃煤锅炉（1吨以下燃煤锅炉的效率为45%～55％，大容量工业燃煤锅炉的燃烧热效率可达到80%左右，电厂燃煤锅炉的热效率甚至可以高达90%），热效率提高能有效提高能源的利用率，从而减少对能源的浪费；2）对大气的污染少。燃煤供热不仅会在热源处产生大气污染，在煤炭运输、处理等环节也存在着对环境的污染。而当采用高度集中的供热模式时，将分散的小锅炉取消而代之以大型的锅炉热源，即把分布广泛的污染源从“面源”变为集中的“点源”，更有利于对污染源的集中控制（除尘﹑脱硫、脱硝等），减少污染物的排放。采用分散小型锅炉房供热时，城市锅炉房相对分散，分布较广，在煤炭及灰渣的运输过程中，不仅其洒落会对环境造成污染，而且运输距离和运输能耗及排放也会大为增加，同时对城市交通造成了压力和不利影响；3）减少煤炭和灰渣的堆放场地。采用大型集中供热系统，集中热源会替代原有的分散锅炉房，煤炭和灰渣的堆放场地也会相应集中和减少，节约其占地面积，为城市营造更好的生态环境；4）便于运维管理。大型集中供热系统将热源高度集中在一起，更方便管理人员对设备的运行调节，并且可减少设备的运维人员，集中控制设备更容易实现机械化和自动化，有利于供热系统的科学化管理，提高供热质量。在这种理念和理论的影响下，我国北方城市供热模式一直向高度集中的方向发展。近二三十年以来，我国各个城市规模急剧增大，城市人口不断高度聚集，新增的供热面积及负荷不断高速增加，新增加的供热区域不断被接入城市集中供热的中心大网。各城市的集中供热系统进行“拆小并大”，集中程度越来越高，供热系统的规模越来越大。至今为止，我国北方城市集中供热基本实现了多热源环网联合供热系统，在供热城市的中心城区形成了“大一统”的城市集中供热系统。
3目前我国城市集中供热方式
3.1供热范围和供热面积的确定
日本地区的区域能源系统研究应用较为领先，在日本108个地区中，80％地区均采用区域能源系统，根据日本统计局资料显示。而我国单个区域能源站供热面积的经验数据在100万m2左右，因此将本文推荐的区域供热面积的最大值为100万m2，在实际应用中，可根据情况做适当（减小和增大）的调整。根据建筑物的设计原则，按建筑容积率2.5并考虑道路因素，进行计算得到区域能源系统的供热半径一般不超过1.5km，因此本文参照区域能源系统理论与实践的成果，建议区域供热的最大半径亦为1.5km。
3.2二次网运行水力平衡调节
换热站水力失调是普遍存在的问题之一，且目前无根本性的解决方案。为了解决“远冷近热”的情况，供热部门只能不断地增大二次侧供水温度和循环流量。这种方法不能从根源上解决水力失调的问题，反而会导致水力失调加重。因此，二次网水力平衡调节是换热站节能运行调节的首要的问题。解决水力失调首先需要找出供暖水力失调的支路，通过调整支路的管径或者使用平衡阀，对水力失调的支路进行调节优化，从而缓解水力失调的问题。
3.3分阶段改变流量的质调节方式运行
采用分阶段改变流量的质调节方式运行，管网初期的投资较低，且电能的费用较低，还能充分利用热电厂的供热量。但相对而言，这样会提高供热管网中供水的温度，对于热电厂热能的综合利用效率具有一定的影响；而且，在调峰期间，供热管网中的水力工况变化较大，还必须采用良好自控措施才能保持良好的水力平衡状态。
3.4自动控制软件
自动控制软件对全网的平衡起着非常关键的作用，控制软件从热网中可以及时获取运行的参数，这些参数包含电动阀门反馈值等。电气自动控制系统软件在对这些数据信息读取之后能够通过调节公式计算二次网循环水的期望温度和电动阀的调节量，之后利用通信线路对各调节阀进行控制，在实际操作的过程中通过这些电动阀门的动作能够对热网的各类运行参数均匀地进行调节，可以有效地起到供热的目的。
3.5在采暖期采用恒定流量的质调节方式运行
在多热源集中供热管网运行期间，当进行调峰期间，应降低主热源出口循环的水量，以保证供热管网中总循环的水量能保持不变，而且，还要保证各热源供回水温度能保持一致，并随室外温度的降低，保证主热源供热量的不变，同时逐渐加大各调峰热源的供热量。为实现这一目标，应按本区域总设计热负荷确定流量，并在各热源设置变速泵；其次，在整个采暖期，各热源都应采用按质调节曲线来供热，这样热网的热损失较小，能提高热电厂这个主热源总热能的利用效率，使得热网调节的量较小；而且，在调峰期间，这样还能保证主热源保持满负荷的运行，从而利于热电厂供热效能的发挥。
结语
综上所述，我国传统的以燃煤为热源的“大一统”集中供热模式存在各种各样的问题。为解决这些问题，业内人士对其进行了很多探索，但运行效果并不理想。目前国家正在大力推广发展清洁能源供热，虽然在这一过程中有人基于我国的能源结构仍然固守着我国应以大型燃煤锅炉房（热电联产）作为主要供热热源的观念，但其弊端也显而易见（虽然能做到近零排放，但会造成季节性的容量调整发生困难）。所以对我国的能源结构进行调整，大力发展清洁能源供热是大势所趋，在我国的一些地区，已经逐步开始实施了供热能源的替代工作。
参考文献：
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