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节能热网智能网络管理平台构建探讨


摘要:本文围绕节能型智能热网建设以及网络综合管理平台构建应用,对于节能热网建设原则、智能热网平台构建和其综合网络管理应用,对其区域热源节能型布局利用、数字智能热网生产运营中心构建,以及社会性综合网络应用拓展管理,依据区域性供热全过程管控和社会性综合管理联动提出一些思考,希望有益于社会性供热管理与应用。
 

主题词:节能;热网;信息化;探讨

 

在全球性能源资源紧张与能源消费增长矛盾加大以及国家城镇化建设加快推进形势下,随着人们生活水平的不断提升和经济社会的可持续发展,社会供热需求和其它城市公用事业需求不断增长,城市热网工程和其它市政工程得到迅速拓展与应用,热力企业怎样在迅速发展的城市管理中应对和挑战城市安全稳定供热,尤其在错综复杂的热网工程和市政工程网络体系中管好用好节能型热网,是企业当前面临的重要发展课题和管理课题。


在日益增长的城市热网建设运营管理中,由于供热热源限制、热网设备系统建设周期长、时间跨度长,作业层面多、基础数据多,地域覆盖广、地理位置广,用户需求多变、应急突发多变,关联社区综合管理、关联社会应急管理,方方面面给热网安全稳定运行带来新的挑战。仅单一依靠传统热网建设管理模式,难以应对急剧增长的供用热服务需求。新的形势下对热网的规划建设、运营管理提出了更高的要求,必须在热网建设运营管理中不断改进提升,加快区域集中供热智能化管理网络平台建设与应用,在建设运营节能型热网中有效依托热网地理信息系统支撑智能热网建设和综合管理拓展,在其实际建设运营中不断融入城市综合管理网络中,更好地提升区域性节能型智能热网的建设运营能力和服务保障效果。


为此,本文根据当前热网建设与应用实际,对构建和应用节能型智能热网综合管理网络系统提出一些思考,希望有益于供热综合管理与应用。

 

1节能热网建设原则

由于区域性供热网络大多单一依靠火力发电企业,在经济增长区域受到电热能源供应制约,能源结构单一的简单利用和日益紧张的煤炭资源限制,区域性电热负荷引发竞争,导致供热热源单一依靠火力发电厂的严重制约性。同时,发电企业非供热时段效益降低,供热时段还要挤占高品质发电热源供热,导致电负荷效益受到较大的影响。在用电负荷、用热负荷紧张矛盾中,电用户和热用户安全稳定供给难以同时满足。尤其是居民集中区域用热和工业用户集中用热相对较集中,供热热网受到多方制约和突发意外事件的制约,单独依靠发电企业抽汽供热将受到严重的安全挑战,给发电企业带来经营效益和环保发展的生存挑战,其供热能效利用和经济效益受到制约。


通常情况下建设供热热网应当采取两种以上的热源方式,且最大限度地推广余热供热。这样能够有效发挥区域能源资源综合利用能力,从根本上落实能源综合利用和节能降耗目标。能够缓解单一热源热网故障期间的供用矛盾,较好地平衡热源企业和供热企业以及用户间供需关系,保障区域安全稳定供热模式的建立和应用。在一般热用户较为集中的区域热网建设,应当充分考虑区域热源供给形式,综合布局区域热网建设和供给网络,保障区域能源综合利用和稳定供热需求。对于较大供热负荷和集中供热区域,不宜采用单一热源供热的方式,尽量更多地充分考虑区域综合热源的有效利用,建设安全经济保障可靠的多热源供热热网。


对于燃煤火力发电企业以及燃气发电企业并存的区域,在有效供热效益半径内,最好同时采用其供热热源。这样能够在电热负荷竞争阶段,以燃气机组调节该时段的供热负荷和发电负荷之间的矛盾和需求,同时在满足非居民供暖季工业用户供热时段发挥燃气机组的作用,不再采用燃煤火电机组抽汽供热的方式,能够有效减少因非冬季有限的工业供热需求导致的供热机组不经济的现象。同时,依托两种机组供热方式为主,辅以发展周边工业余热供热和发电机组余热供热,以减少对应发电机组电负荷紧张时段的热源竞争。


这些基本的供给布局对应较集中供热用户区域,供热经济距离以外的少数供热用户群,可以单独考虑地热热源、城市中水热源以及用户自行燃气热源和局部太阳能热源的供给方式,有效减少远端用户对区域管网辐射经济性、供热效率以及热网安全稳定性的影响,建设安全经济稳定可靠的供用热热网。


因此,不同能源结构对应建设不同供热热网体系,在综合考虑能源侧和能源侧利用形式下,对应考虑用户侧和用户能效经济利用水平,对应分析探讨和建设应用符合实际的综合热源供热热网。


2节能热网布局方式

以火电燃煤机组或者燃气机组有效供给半径内的区域,对应燃煤火电机组的供热区域,若供热负荷超过1千万平方米,应当充分考虑对应现有火电机组抽汽供热和余热供热的方式,或者对应现有燃气供热机组的方式。远端辅以工业余热、用户燃气以及太阳能方式作为调剂,一般不宜另行考虑建设现有机组以外的供热机组,即便是超过了有效供热半径,原则上也不宜另行建设机组。可以综合考虑中级泵加压形式,或者借用较远端机组实施远端供热方式,这样也比单独另行建设供热机组较为安全经济,能够综合维护区域经济社会的协调发展和环保布局。


另一种是供热用户较为集中且负荷没有超过1千万平方米,而且周边有效供热半径内没有现有机组,这样可以考虑建设燃气分布式能源站,能够有效解决区域“电热冷”负荷需求。对于远远超过供热有效半径的区域,尽量不宜考虑依靠远端机组供热方式,这种供热输送管网建设费用、远端运行费用以及效率和较少负荷收益,导致严重的安全经济制约。

另外一种就是各种现有热源对应各种供热用户区域的供热形式布局。例如,较大型城市建设不匹配的边角区域供热,受到管网建设和运营效率的制约,就要考虑这些区域依靠地热、城市中水供热,因城市环保和效益的因素也不可另行考虑新建机组;工业余热集中的区域,可综合考虑工业余热供热方式;现有机组但电负荷紧张,在不能建设新机组的制约下,就要综合考虑机组余热供热和城市中水以及地热水供热的方式,不应考虑抽汽供热方式竞争用电负荷高品质热源;工业用热较为集中的区域,就要首先考虑机组余热供热,这样能够提升冷热周期内供热满负荷运营的安全经济可靠性。


综合热网有效节能建设与应用,要综合考虑区域能源结构布局和使用,在燃煤较为集中的区域就应发展燃煤火电机组供热为主的模式;在燃气较为集中的区域就要发展燃气机组供热为主的模式;在相对远离燃煤和燃气区域较远且没有现有机组的区域,就要综合考虑燃气分布式能源建设,综合供给“热冷电”的供热模式;在工业用户集中且能源紧张制约的区域,就要充分考虑发电余热改造机组供热以及工业余热供应居民供热模式;在超远端的较小负荷区域就要考虑城市中水、地下水热、用户燃气或者电热和太阳能的方式供热,从根本保障多种能源的有效利用。


3智能热网平台构建

数字智能化供热网在其热源、一网、二网、用户系统间,建立以集控运行为中心的信息化运营管控平台,建设综合管控无人值守换热站和片区就地管控网络,不断实现热源企业热力供给、一网和二网管网输配、用户供给使用、管网巡视检修维护、计量收费以及客户综合服务运营中心为一体的现代智能热网运营信息化网络体系。


信息化网络平台是实现供热智能化管理的基础平台。其信息平台建设在集控运行调度管理中心,以生产运行调度监管为基础信息平台,辅以地理信息、工程建设、热源输入、客户档案、生产管理、在线巡视、检修维护、能源平衡分布及节能监管、客户服务、热费收缴、就地监管与片区网络服务等分项管理的信息网络功能,统一构成数字智能管理网络体系,实现数字智能化供热管理网络的在线运营。


3.1用户数据系统。该系统是在基础信息完善建立基础上,不断健全丰富热用户端的基础管理数据,是信息化管理平台建设和在线运营的最终目的。其系统包括用户设备系统以及设施状况和综合信息、各用户间能源平衡分布、费用收缴管理信息以及客户服务与应急管理基础信息采集构建。结合基础信息数据,不断完善丰富用户端综合管理信息与应用,达到综合管理应用平台的在线运营管理目的和效果。


3.2地理信息系统。城市热网地理信息系统管理平台建立以城市航拍电子地图为地理实况图示基础,将热力管网、换热站、用户终端的铺设、建设以及主要运营情况标注于城市地理地图中,将整个管网情况与市政工程以及相关联管网情况统一坐标标注方式,并将管网和相关热力数据模拟建立于计算机信息管理网络中,将综合数据模拟编程于计算机管理应用程序中,实现热网运营管理的智能信息化管理。


3.3集控运营系统。该系统是信息有效应用的操作管理系统,是信息化管理平台成功在线运营的管理应用平台,也是整个信息化网络管理平台建设应用的终端应用系统。其系统利用计算机应用功能进行编程管理运营管理信息系统,主要实现集控运行调度、检修维护管理、运营巡检管理、就地应急处理与监管以及信息反馈存档,构建综合在线运营系统,是信息化建设的关键环节和应用支撑。


其信息化智能管控平台、热网地理信息系统、自动控制调节系统、集控中心、外勤管理、首站标准模式、标准化换热站、一二网管线模式、二网模式以及三网模式和用户科学规范化用热模式、接口城市综合管网建设以及优化整个信息网络建设,要不断结合实际进行拓展应用和完善提升,不断丰富智能热网框架内容和运营能力,融入社会综合服务管理职能,有效发挥其智能网络综合运营能效。


4综合网络管理应用

智能网络中心的成功应用在于不断建立健全和完善提升其区域综合社会管理应用和服务保障能力,不断拓展提升网络管理中心融入社区、市政、社会综合管理服务的应急保障服务网络体系中,不断提升热网建设服务的智能化管理服务能力,全面拓展智能网络中心的规范化、标准化、信息化管理应用效果,共同建设智能化供热服务保障管理网络,更好地展现热网企业的社会责任和社会形象。


4.1构建智能综合管理网络。在智能化管理网络中心建设基础上,利用周期供热季节试运行管理流程,不断总结智能化管理中心信息化建设应用的经验,探讨建设供热信息化网络管理平台的有效应用模式,不断拓展其基础管理、生产管理、运营管理、应急管理以及档案管理应用的实际应用能力,结合城市市政网络及其应急综合管理平台建设和社会联动应急管理,对应热网应急生产管理和应急社会管理以及突发情况在线应急处置管理,试行在线模拟仿真系统应用和社会综合应急联动管理应用,不断提升供热网络建设与应用的实际效果,不断提升企业的信息化管理应用能力,全面发挥智能化供热管理网络服务保障作用。


4.2市政综合管理职能拓展。主动融入市政基础建设管理服务网络,对应市政相关相近类型的供水、供气、供电以及排污管网建设应用管理要点,主动接口这些基础市政服务行业的区域发展规划以及基建、在线运营和应急服务管理的网络建设的关联要素,形成定期的沟通协调和信息互报制度,强化相互间协调管理服务的关键点和关联部门以及重要管理流程建设与探讨,逐步形成综合网络管理应用的联动协作机制。


4.3社会综合应急管理拓展。主动协作社会综合应急管理网络建设,积极纳入城市社会化管理协作机制,对应社会化管理综合应急管理程序建设和网络组建方式,主动适应自身网络建设相协调与整个社会应急指挥管理保障网络中,对其协作联动建设模式和协作管理机制,提前在基建和生产以及发展规划和综合服务管理环节接口,主动接入社会化综合应急管理网络建设体系,不断构建社会综合应急联动防范管理机制。

 

有效建设与发挥区域性节能供热智能化网络综合作用,是社会性供热生产运营结合智能热网建设和关联管理拓展应用过程,也是智能化网络管理的实践过程,更是融入城市市政综合管理网络建设的协作过程,在推进城市集中供热智能化管理进程中,不断围绕生产运营管理流程,不断结合城市市政综合管理网络建设,不断探索实践热网管理系统各生产运营管理应用效果,不断丰富完善健全智能化供热管理体系,才能真正实现区域节能型智能热网构建,以及社会性综合网络化管理的有效建设和应用。

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