城市智慧供热在线监管系统的应用

邢忠海

【摘  要】当前，在城市现代化建设过程中，随着城市现代化建设要求的不断提升，城市供热系统的信息化建设标准越来越高，旨在提高供热系统的运行水平，使供热系统运行过程中的节能减排与对生态环境的保护有所保障。因此，论文对城市智慧供热在线监管系统的设计与应用情况进行介绍，对城市智慧供热系统的建设现状进行论述，旨在通过构建城市智慧供热在线监管系统，提高城市供热系统的运行效率与运行质量，提高城市供热系统的环保水平。

【Abstract】At present， in the process of urban modernization construction， with the continuous improvement of the requirements of urban modernization construction， the informatization construction standards of urban heating system are higher and higher， aiming at improving the operation level of heating system， so that the energy saving and emission reduction and the protection of the ecological environment during the operation of the heating system are guaranteed. Therefore， this paper introduces the design and application of urban intelligent heating online supervision system， discusses the construction status of urban intelligent heating system， aiming to improve the operation efficiency and operation quality of urban heating system， and improve the environmental protection level of urban heating system through the construction of urban intelligent heating online supervision system.

【關键词】城市智慧供热;在线监管系统;应用

【Keywords】urban intelligent heating; online supervision system; application

【中图分类号】TU995                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）09-0093-03

1 引言

在当前社会经济快速进步与发展的过程中，环境污染问题所导致的后果越来越严重，针对大气中一些污染物浓度偏高的原因进行分析后发现，天气条件、冬季供暖和机动车辆排放等是导致污染物浓度偏高的主要因素，所以需要针对这些方面加强管控。智慧供热在线监管系统的应用主要是为了在当前的供热系统运行过程中，通过应用物联网技术以及自动化控制技术，在从热源、换热站、管网到用户的整个供热系统工作过程中实现实时在线监管，对设备的运行状态进行动态监测，并促进整个控制系统实现自动化控制。下文对城市智慧供热在线监管系统的实际应用进行论述，旨在提高当前城市供热系统运行水平以及环保性能。

2 城市智慧供热在线监管系统的应用原则

第一，统筹规划、分级建设。参照电子政务建设有关政策，做好统筹规划，监控平台采用集中建设与独立建设相结合，自上而下统筹使用，防止各自为政，避免重复建设。

第二，统一标准、资源共享。强化数据标准建设，建立和完善数据交换和共享机制，促进跨层级、跨部门、跨业务的数据交换和共享。

第三，以人为本、便民服务。以直观、便捷、图文并茂的形式描绘供热行业信息，做到信息及时公开和便民互动。

第四，数据集中、安全可靠。供热行业信息资源库集中部署分级共享，确保信息资源的数据传输安全和管理安全。

3 城市智慧供热在线监管系统的结构

对于城市智慧供热在线监管系统来讲，主要包括监测点、通信网络、监控中心以及控制点这4个组成部分，在线监管工作是由这4个部分共同作用，从而实现良好的监督及运营调控作用。

3.1 监测点

对于监测点来讲，其是城市智慧供热在线监管系统实现智能化以及在线监管的第一步工作，同时也是最重要的一步工作，因为在智慧供热在线监管系统工作的过程中，需要监测点覆盖供热管道以及各供热站点，然后由监测站点对各工作段的运行数据以及运行状况等进行监测。在实际工作过程中，如果各供热管段或者供热站点出现问题，可以及时由监测点的监测设备进行问题的捕捉，然后上报进行反馈。所以对于城市智慧供热在线监管系统来讲，监测点的主要职责是充当数据收集系统，对整个供热管网的运行状态以及实时数据进行采集。

3.2 通信网络

通信网络的作用是将监测点、监控中心和控制点进行有效连接，通过通信网络可以将监测点所收集到的数据上传，然后由监控中心对数据进行监控和分析，之后再由监控中心下达相应的调度指令，通过通信网络传递给控制点，由控制点执行相应的指令，实现对供热系统的调度。对于整个智慧供热在线监管系统来讲，通信网络的主要作用就是对监测点以及控制点之间的信息进行传递和流通，从而保证在问题出现后能够得到及时的反馈，并采取有效的措施进行解决，提高供热系统的可靠性。

3.3 监控中心

监控中心是通过控制网络层的Internet进行通信，将供热系统中各监测设备的信号实时输送至共享中心平台，使得在线监管系统进行智能控制，规避一些潜在风险点，并要求其快速发出调节指令，实现对供热系统各个分支管路上的管路泵和节流阀的调节。此外，智慧城市物联网系统中的温度感应器可准确识别外界和室内环境温度，直接将信息反馈至监控系统中，由监控中心迅速发出调节指令，实现对共享平台的最优控制，使余热得到充分利用。

3.4 控制点

以汽轮机余热供热自控系统为例，将结合新一代IT技术的自控系统作为基础控制点，把各类智能感应器嵌入和装备到温度表、压力表、流量表、管道泵及节流阀等设备中，确定相关的信息控制节点，将物联网与互联网有机结合在一起，以实现智慧城市供热系统的智能化控制。在多元化控制网络中，上位机设置能力较强和具有比较强大的中心计算机群，可实现对供热系统网络内的人员、机器和设备的实时管理与控制，确保工作人员精准管理供热系统，达到智慧状态，提高余热利用率。

4 城市智慧供热在线监管系统的具体应用

对于城市智慧供热在线监管系统来讲，应用的过程中通过布置监测数据点，从而实现对供热系统运行过程的在线监管和问题预警与解决。因为监测点的布置需要实现全面覆盖，这样才能够更好地对整个供热系统进行运行数据的采集和反馈，所以如果在监测点传输数据当中出现较大数据波动时，监控中心就能够及时地采取相应措施并预警，避免或者降低出现问题的概率以及带来的影响。

4.1 解决水平失调问题

对于整个供热系统来讲，因为立管的循环环路长度是具有较大差异的，所以对于各环路的压力损失是难以进行有效平衡的，对于热用户来讲，自身的实际流量和要求的流量是不能够保持一致的，所以这就导致立管所在的房间温度更高，而远离立管的房间温度会偏低，这种冷热不均匀的现象被称为水平失调。当出现这种现象时，会导致近端用户的室内温度快速升高，而且用热量也比较大，远端的用户室内温度会大大降低，而且用热量也严重不足，既导致了能源浪费，同时又不能够满足人们对室内环境温度的要求。通过构建城市智慧供热在线监管系统，则可以在热用户引入口增加流量自动调节阀，对所需控制流量端进行自动流量调节。因为在对热用户引入口增加流量自动调节阀的过程中，可以实现监测点的数据信息采集，能够在一定时间段内对该供热管路内的实际流量和设定流量范围值进行比对，如果出现较大偏差，那么就会下达相应的指令，对阀门流量大小进行调节使冷热不均匀现象得到缓解，实现最优程度的调节和控制工作。

4.2 管道腐蚀问题监测

首先，对管道内部出现的腐蚀问题进行监测。对于管道内的腐蚀问题来讲，主要是因为水当中的溶解氧含量增加、水温上升和热水当中的盐粒子浓度上升。这些因素的共同作用，使得供热管道的内部腐蚀问题极速加剧，从而使管道的使用寿命大大缩短。所以，在管道内部可以增设全覆盖的监测点，相隔一段时间之后，由监测点进行水质信息的数据采集，并将信息数据结果传输到监控中心，由监控中心进行比对分析后下达相应的操作指令，使控制点依照指令内容对水温进行调节，从而降低管道的腐蚀速度。而且还可以将这些数据信息反馈给工作人员，由工作人员采取其他措施对腐蚀问题进行解决。

其次，对管道外部出现的腐蚀问题进行监测。对于城市集中供热管道来讲，在铺设的过程中可以分为直埋铺设、管沟铺设和架空敷设等形式。对于架空敷设来讲，会占用较多的土地面积而且不美观，而管沟铺设投资大而且工程量也大，所以这2种方式在实际施工过程中都很少应用。在实际作业过程中，直埋铺设的施工作业方法是应用比较多的，施工中占地面积比较小，而且投资也比较少，施工效率高，所以在近年来的供热管道施工过程当中被普遍应用。利用该方法铺设的供热管道外部腐蚀问题，大多数都和管道预埋处的土壤成分以及温度有直接联系。有关数据表明，在一些盐碱或者酸性地区的土壤当中铺设管道，管道的腐蚀速度相比较于正常地区要快很多。同时，如果土壤的温度增加，那么土壤当中的化学离子数量也会增加，从而导致化学反应的发生概率相比较于正常土壤要更高，间接地导致整个供热管道的外部受到腐蚀。

在传统的管道外部腐蚀问题检测作业中，采取的方法是在管道外部增加一层防腐层，防腐层检测可以分为开挖检测和非开挖检测这2种。其中，开挖检测工作会消耗大量的人力、物力以及财力，是一种并不理想的作业方式。而非开挖检测工作，则是在管道外部增设一些监测点，然后在管道外部与大地之间增加直流电，将测量到的地电位和管内电流反馈至监控中心，通过数据计算处理平台对防腐层的绝缘电阻值进行测算，然后根据电阻值的大小来确定防腐层的整体工作状况。

4.3 水锤现象预警

对于供热管道来讲，大多数都是属于密闭管路系统，所以在整个过程当中流体流量的快速变化会产生比较大的压力波，并且还会伴随着震动现象，这种现象就被称为水锤现象。因为这种现象是在短时间之内所发生的，所以水锤现象的破坏性是比较大的。如果在短时間内，管道内的流量流速出现巨大变化，那么会使管道内的压强增加甚至是产生冲击影响，使管道出现破裂或者瘪塌问题。在城市智慧供热在线监管系统运行过程中，能够针对管道流量进行实时监测，并且对水锤现象进行及时有效的监测与预警，并采取有效措施予以解决。

4.4 污染物排放监测

在供热系统运行过程中，需要消耗大量的燃料从而产生热量，保证热用户的用热需求。在燃料燃烧的过程中，会排放大量的废气，这些废气中会含有一定量的有害气体以及有害物质，当排放到大气中之后，可能会与大气中的水蒸气接触并凝结，然后通过降雨以及降雪等与人产生联系。在所排放的废气当中，如果有害以及有毒物质的含量比较少，那么可能对人所产生的影响并不大，或者可以忽略，但是如果超标排放，那么人的生命健康安全就会受到严重威胁。所以在城市智慧供热在线监管系统构建的过程中，还应用在污染物排放过程中做好监控工作。在排放过程中就所排放的气体进行有效的监测以及数据收集，对废气当中的污染物种类以及污染物含量进行测定。通过对测定的数据进行比对分析，将其与正常允许排放的废气指标进行比较，然后判断废气排放是否合规。

5 城市智慧供热在线监管系统的应用效果

5.1 社会效益

当整个在线监管系统投入使用之后，管理人员可以足不出户实现远程在线监管以及问题的处理。因为在整个在线监管系统当中，依托物联网技术以及自动化技术和在线监管设施、设备能够对供热单位进行可视化检测以及管理和实时在线监控，所以所出现的问题都能够得到及时的数据反馈以及事故程度的反馈，通过对数据信息进行分析从而确定相应的解决对策，针对现场中所出现的问题进行及时评估和处理。通过在线监管系统可以面向公众提供更加可靠而且更加高效率的供热服务，能够大幅度提高人们的满意程度，并且更好地展现市政服务单位以及政府的社会形象。

5.2 经济效益

首先，在整个在线监管系统建设的过程中，可以通过上层规划建设以及调整财政支出比例来避免由各部门独自开展信息采集和数据更新工作所导致的遗漏问题，实现统一设计、统一管理、统一投资和统一安排使用，避免在实际工作过程当中出现不同部门之间重复投入的现象。其次，可以降低整个供热监管系统工作过程中的经济投入。因为相较于人工作业来讲，依托在线监管系统可以实现由人工管理向计算机程序化以及自动化管理的转变，通过大数据分析及智能化决策系统，使所制定的各项决策更加科学，针对应急问题的处理工作的效率大幅度提升，实现科学合理的人员安排以及物资调度安排。最后，当整个工作系统出现突发状况时，能够及时响应并解决突发问题，进一步提高城市供热系统的应急管理能力以及问题解决能力，降低由此导致的经济损失，从而提高整个供热系统的经济效益。

5.3 環保效益

对于智慧供热在线监管系统来讲，可以就整个供热过程中的各项数据信息进行实时收集与分析，可以对供热系统所排放的各项污染物以及废气浓度含量等进行有效的数据采集和定量分析。由上文可知，通过对换热站的热耗规律进行分析及研究后发现，该系统能够依据热耗规律实现按需分配功能，从而达到节能减排的目的。在整个供热系统运行过程中可以大幅度节约能源，节能比例能够达到20%左右，而且还能够减少排放的污染物，使空气质量得到大幅度改善，对生态环境的保护作出一定的贡献。

6 结语

在新时期发展背景下，现代化经济建设与环境保护工作是同步进行的，而不再是为了追求经济建设速度以及成果，以牺牲环境和生态为代价。所以在社会各行业建设过程中，都应当积极响应节能减排以及保护生态环境的号召，通过改善现有的生产技术以及监管技术，使节能减排以及生态环境保护工作目标得以真正实现。本文所论述的城市智慧供热在线监管系统就是如此，旨在通过构建在线监管监测系统，对城市供热系统的运行状况实现远程在线监测，对所出现的各项问题进行实时解决与应急响应，保障供热系统实现安全稳定运行，降低供热过程中的污染物排放量。

【参考文献】

【1】耿莹.城市智慧供热在线监管系统的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2017（12）：155-156.

【2】李政光.智能热网调度系统在城市集中供热系统转型升级中的探索应用[C]//中国科协年会，中国科协会，吉林省人民政府，2017.

【3】李洪涛.城市供热智能化监管系统的研究及其应用[J].探索科学，2019（8）：5-6.