基于智慧城市的供熱系統(tǒng)余熱利用優(yōu)化研究

摘? 要：本文基于智慧城市發(fā)展背景，探討了智慧供熱發(fā)展現(xiàn)狀，分析了供熱系統(tǒng)與熱力用技術(shù)，研究了智慧城市供熱系統(tǒng)與熱力用優(yōu)化措施，以期實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能降耗效果，推動我國智慧城市不斷朝著更高目標(biāo)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智慧城市;供熱系統(tǒng);預(yù)熱利用

中圖分類號：TU995? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）11-0000-00

0 引言

在我國一些北方地區(qū)冬季環(huán)境溫度相對較低，這對冬季的城市供熱系統(tǒng)工作提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，人們在日常生活中對熱力資源的需求量不斷上漲，因此必須要全面提高城市供熱系統(tǒng)的工作效率。當(dāng)前，隨著我國智慧城市建設(shè)發(fā)展速度的不斷加快，在城市化供熱工作當(dāng)中出現(xiàn)了各種新問題，主要表現(xiàn)在供熱系統(tǒng)的余熱無法進(jìn)行充分運(yùn)用進(jìn)而造成大量的熱量損失。通過相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，汽輪機(jī)排氣當(dāng)中的熱量主要是依靠循環(huán)水直接引入到空冷島進(jìn)行散熱處理，這造成了大量的余熱浪費(fèi)，其中凝汽器的熱量損失量最大，占到了總熱量損失的10%～60%。

1 智慧供熱發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前我國正在大力發(fā)展智慧城市，智慧城市發(fā)展背景下供熱系統(tǒng)也需要做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)變。當(dāng)前階段我國各大城市內(nèi)部的供熱系統(tǒng)，在整個(gè)供熱效果上可以滿足人們的日常需求，但是在供熱系統(tǒng)余熱利用方面，仍然存在一定的欠缺和不足，必須要對供熱系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化。基于智慧供熱發(fā)展理念，全面提高供熱系統(tǒng)余熱利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗工作效果。

2 供熱系統(tǒng)與熱力用技術(shù)分析

本文結(jié)合我國某地區(qū)一處供熱系統(tǒng)的工作情況展開全面分析和研究，對該城市供熱系統(tǒng)內(nèi)部300MW直接空冷發(fā)電機(jī)組，展開低真空循環(huán)水供熱技術(shù)優(yōu)化以及相關(guān)系統(tǒng)改造工作，有效引入智慧城市供熱技術(shù)，全面提高汽輪機(jī)組的排氣余熱使用效果，有效降低以往汽輪機(jī)組在工作過程中產(chǎn)生的大量熱量損失問題，最大限度滿足城市供熱管網(wǎng)的供熱要求，提高人們的日常生活質(zhì)量，節(jié)省不必要的能源消耗量。

在本次供熱系統(tǒng)當(dāng)中直接空冷發(fā)電機(jī)組，其在工作過程中由于適應(yīng)范圍相對較大，可充分滿足低真空供熱工作標(biāo)準(zhǔn)，因此可以在汽輪機(jī)逐步產(chǎn)生動作的狀態(tài)下，進(jìn)行汽輪機(jī)高背壓循環(huán)水直接供熱。汽輪機(jī)組在工作過程中通過采用低真空供熱技術(shù)，主要是進(jìn)一步降低汽輪機(jī)組內(nèi)部凝汽器的真空程度，有效提升汽輪機(jī)在工作過程中的排氣溫度，同時(shí)在工作開始和結(jié)束時(shí)，用戶所需要的熱量以及供熱的實(shí)際溫度相對偏低，通常情況下供水的溫度小于70℃，此時(shí)可以直接使用汽輪機(jī)排出的余熱對熱網(wǎng)循環(huán)水進(jìn)行加熱處理，以此來保證供熱液體溫度可以達(dá)到正常70℃左右，然后將其送往供熱管道內(nèi)部使整個(gè)城市展開工作。

在冬季溫度較低的情況下，由于外界的熱負(fù)荷量會不斷上漲，同時(shí)所需要的實(shí)際供熱溫度會進(jìn)一步提升，如果單純靠汽輪機(jī)自身工作排氣所產(chǎn)生的加熱溫度，無法滿足熱網(wǎng)的實(shí)際工作要求，因此需要通過使用采暖抽氣方法，對整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行二次升溫處理，以此來有效達(dá)到人們?nèi)粘Ｉ钏枰恼９ぷ鳒囟?，充分滿足人們的日常生活要求。在本次供熱系統(tǒng)內(nèi)部凝汽器汽輪機(jī)組在工作過程中真空度最小大約為-0.05MP，實(shí)際的排氣溫度為80℃。在正常工作狀態(tài)下，循環(huán)水體的溫度范圍保持在50～60℃之間，滿足日常供熱工作的正常標(biāo)準(zhǔn)溫度。在供暖過程中，通過使用高倍壓運(yùn)行工作方法，同時(shí)進(jìn)一步增加熱管網(wǎng)內(nèi)部循環(huán)水切換系統(tǒng)的使用，可以提高整個(gè)供水工作的效率和穩(wěn)定性[1]。

3 智慧城市供熱系統(tǒng)與熱力用優(yōu)化研究

智慧城市內(nèi)部供熱系統(tǒng)余熱利用與優(yōu)化，主要是實(shí)現(xiàn)將智慧城市的各項(xiàng)控制技術(shù)和城市內(nèi)部的工作系統(tǒng)之間進(jìn)行有效銜接，以此來最大限度提高供熱系統(tǒng)的熱能使用效率，最大限度降低熱量的損耗，實(shí)現(xiàn)整個(gè)供熱系統(tǒng)的自動化控制?，F(xiàn)階段，我國在智慧城市供熱系統(tǒng)余熱使用工作方面，還需要進(jìn)行更深入的研究分析，在方法和技術(shù)方面仍然沒有完全成熟，基于智慧城市發(fā)展背景，如何有效實(shí)現(xiàn)城市供熱系統(tǒng)余熱的綜合使用，是相關(guān)研究工作人員以及供熱單位所需要考慮的重點(diǎn)問題。

3.1 城市內(nèi)部供熱系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢

在智慧城市的發(fā)展背景下，城市內(nèi)部供熱系統(tǒng)的有效應(yīng)用，可以將智慧城市工作系統(tǒng)的供回水溫度、供水壓力大小、室內(nèi)外溫度大小，以及熱用戶的供水管道所使用的流量計(jì)、壓力計(jì)等自動化傳感器和先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等進(jìn)行有效銜接，合理使用先進(jìn)的云計(jì)算技術(shù)、人工智能控制技術(shù)等，對整個(gè)工作系統(tǒng)展開智能化處理和控制，發(fā)出實(shí)時(shí)性供熱控制指令，對整個(gè)供熱系統(tǒng)控制工作環(huán)節(jié)以及分支管道供熱效果進(jìn)行全面控制，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)工作系統(tǒng)各部分的節(jié)流閥進(jìn)行快速響應(yīng)和監(jiān)測，使得整個(gè)城市供熱系統(tǒng)變得更加智能化，進(jìn)一步提高供熱系統(tǒng)余熱的使用效率，提高城市供熱效果[2]。

3.2 供熱系統(tǒng)改造工作方案

通過對本次城市供熱系統(tǒng)的具體供熱原理進(jìn)行深入分析和研究，將該工作基礎(chǔ)傳統(tǒng)的供熱方式進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化和改造，主要是針對該供熱系統(tǒng)產(chǎn)生的余熱進(jìn)行綜合使用，有效降低熱量的損失量。在具體的改造工作當(dāng)中，通過使用汽輪機(jī)組排氣余熱直接對熱管網(wǎng)當(dāng)中的水進(jìn)行加熱，按照工作完成之后的熱水不通過換熱站，直接將其送往對應(yīng)的供熱區(qū)域以及相應(yīng)的熱用戶當(dāng)中，以此有效控制熱量在傳輸過程中產(chǎn)生的散失問題，全面提高供熱工作的熱效率。在各個(gè)不同的工作區(qū)域以及熱用戶內(nèi)部供熱管道當(dāng)中，需要安裝智能節(jié)流閥以及相應(yīng)的增壓水泵設(shè)施，以便充分保證供熱管網(wǎng)當(dāng)中的水體可以安全快速的送達(dá)到指定的工作區(qū)域。為了保證熱用戶在供熱水的溫度流量以及壓力方面符合用戶的實(shí)際需求，需要對整個(gè)供熱過程進(jìn)行精確掌控，通過使用智慧城市發(fā)展過程中先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將過濾系統(tǒng)的各管道供水泵以及管道線路當(dāng)中的壓力控制，流量監(jiān)控以及溫度檢測等設(shè)備，和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之間直接形成銜接，保證相關(guān)管理人員，可以實(shí)時(shí)性對整個(gè)供熱管網(wǎng)的工作狀態(tài)進(jìn)行全面監(jiān)測和了解，有效實(shí)現(xiàn)更加快速和準(zhǔn)確的了解供熱管網(wǎng)的實(shí)際供熱效果，做到實(shí)時(shí)性和精確性的工作控制，全面提升供熱系統(tǒng)一次換熱工作的整體效率，使得整個(gè)供熱管網(wǎng)的余熱使用更加充分[3]。

3.3 供熱系統(tǒng)智能控制工作

在本次供熱機(jī)組余熱優(yōu)化工作研究過程中，主要是針對智慧城市物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用，將全新一代的IT技術(shù)有效運(yùn)用在汽輪機(jī)余熱供熱以及相關(guān)系統(tǒng)的自動化控制工作中，可以將各種先進(jìn)的智能化控制設(shè)備，以及相關(guān)的感應(yīng)裝置直接嵌入到溫度表、流量表、壓力表以及管道節(jié)流閥等相關(guān)設(shè)備當(dāng)中，將先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和供熱系統(tǒng)之間進(jìn)行有效銜接，充分實(shí)現(xiàn)智慧系統(tǒng)供熱工作的科學(xué)化掌控。在整個(gè)控制管網(wǎng)的系統(tǒng)內(nèi)部，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)控制能力，通過系統(tǒng)管網(wǎng)的綜合控制，可以實(shí)現(xiàn)對整個(gè)供熱系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部機(jī)械設(shè)備以及工作人員等進(jìn)行實(shí)時(shí)性管理和掌控，同時(shí)還可以充分保證整個(gè)供熱系統(tǒng)的管理工作更加全面，以此來達(dá)到更高的智慧控制工作狀態(tài)，全面提高供熱系統(tǒng)的余熱使用效率，同時(shí)也推動智慧城市的快速建設(shè)和發(fā)展[4]。

4 結(jié)語

綜上所述，要想充分實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能降耗工作，必須要充分發(fā)揮出供熱系統(tǒng)余熱的利用效果，有效控制不必要的熱量損失，實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能降耗工作目標(biāo)，從而為推動我國智慧城市快速向前發(fā)展打下良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫文虎.供熱系統(tǒng)的監(jiān)測控制改造技術(shù)及應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2020（10）：28-29.

[2] 任洪波，劉家明，吳瓊，等.城市能源供需體系與空間結(jié)構(gòu)的耦合解析與模式創(chuàng)新[J].暖通空調(diào)，2018（1）：83-90.

[3] 董霜.綜合智慧能源發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].中國工程咨詢，2017（4）：43-45.

[4] 賀繼超，袁野，王耀武，等.基于熱電廠余熱利用的復(fù)合型區(qū)域供冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與效益分析[J].暖通空調(diào)，2016（8）：83-87.

收稿日期：2020-10-09

作者簡介：徐樹勇（1985—），男，山東莒縣人，本科，研究方向：供熱運(yùn)行。