張金琨 劉海濤 陳曉辰（天津市河西區(qū)津西供熱站天津300201）

能耗智能化管理平臺(tái)在集中供熱系統(tǒng)中的推廣應(yīng)用

張金琨 劉海濤 陳曉辰（天津市河西區(qū)津西供熱站天津300201）

針對(duì)目前城市集中供熱管理模式中存在的一些不足之處，提出了應(yīng)用能耗智能化管理平臺(tái)和信息化管理技術(shù)逐步替代較粗放式的管理模式，實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)用科學(xué)的管理手段和節(jié)能技術(shù)，在運(yùn)營(yíng)管理過(guò)程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗和降低運(yùn)營(yíng)成本的目的。

能耗智能化管理平臺(tái)有效工具

1 引言

依據(jù)2009年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，天津市供熱區(qū)域鍋爐房共有352座（不包括熱電聯(lián)產(chǎn)及其他形式供熱），按照天津市供熱系統(tǒng)煤耗指標(biāo)為22kg標(biāo)煤/m2（28kg原煤/m2），采暖季供熱標(biāo)煤總消耗量325.6萬(wàn)t，約占全市年耗煤量的1/4。CO2排放量達(dá)537萬(wàn)噸，SO2約5.5萬(wàn)t。每降低1個(gè)百分點(diǎn)，都將給城市能源消耗和環(huán)境建設(shè)帶來(lái)顯著的效果。

2 區(qū)域集中供熱系統(tǒng)存在的問(wèn)題

目前，大部分的區(qū)域鍋爐集中供熱系統(tǒng)采用的是較粗放的管理模式，往往會(huì)有以下幾點(diǎn)不足之處：

1）人工現(xiàn)場(chǎng)操作，精確度差，效率低；

2）無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確的按需供能，無(wú)效供熱損失多；

3）能耗計(jì)量和污染物排放缺乏有效監(jiān)控；

4）成本核算簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本高；

5）故障診斷與處理時(shí)間長(zhǎng)，用戶投訴率高；

6）無(wú)法對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效果和節(jié)能改造做出客觀、準(zhǔn)確的后評(píng)價(jià)；

針對(duì)供熱系統(tǒng)中存在的這些不足之處，能耗智能化管理平臺(tái)可以作為一個(gè)有效的工具為其提供一套行之有效的解決方案。

3 能耗智能化管理平臺(tái)

3.1 基本概念

能耗智能化管理平臺(tái)是以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與分析、設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制、能耗自動(dòng)統(tǒng)計(jì)與核算、故障報(bào)警與診斷于一體的信息化管理系統(tǒng)。

該平臺(tái)由數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)、分析管理軟件、集中監(jiān)控中心組成。其架構(gòu)圖如下所示：

圖1 能耗智能化管理平臺(tái)架構(gòu)圖

平臺(tái)首先通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺(tái)將數(shù)據(jù)及時(shí)反饋至集中控制中心，然后通過(guò)分析管理軟件對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類、整理與分析，根據(jù)按需供熱的原則，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)控制模塊遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)熱力系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)；同時(shí)對(duì)可能超標(biāo)的參數(shù)進(jìn)行預(yù)警與診斷，并通知相關(guān)責(zé)任人及時(shí)排除隱患；除此之外，平臺(tái)對(duì)已歸類和整理的數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)比分析并匯總成各類報(bào)表，為管理者提供決策依據(jù)，并根據(jù)相關(guān)運(yùn)行指標(biāo)（供熱系統(tǒng)效率、各供熱區(qū)域單位面積煤耗、電耗指標(biāo)、節(jié)能率等）作為客觀合理的系統(tǒng)運(yùn)行效果的后評(píng)價(jià)。

3.2 功能與作用

該平臺(tái)是如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降低企業(yè)成本和故障風(fēng)險(xiǎn)？主要有以下三個(gè)途徑。

途徑一：通過(guò)對(duì)供熱設(shè)備、管網(wǎng)、用戶及環(huán)境等各項(xiàng)參數(shù)的進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)不同類型的用戶、建筑結(jié)構(gòu)和采暖末端，按需調(diào)節(jié)，避免無(wú)效供熱，節(jié)能用能；

圖2 換熱站監(jiān)控平臺(tái)

圖3 實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)表

圖4 能耗統(tǒng)計(jì)與分析

途徑二：根據(jù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，對(duì)比分析能耗的大小和構(gòu)成比例是否合理，為成本分析和節(jié)能改造提供準(zhǔn)確的依據(jù)，同時(shí)做出客觀的評(píng)估報(bào)告；

途徑三：實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，做到早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早處理，從而降低系統(tǒng)故障的發(fā)生率和影響范圍，確保供熱系統(tǒng)的安全與平。

4 現(xiàn)狀和應(yīng)用成果

4.1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

該類平臺(tái)在國(guó)外相關(guān)行業(yè)應(yīng)用的較為廣泛。如工業(yè)行業(yè)、建筑能耗評(píng)估、區(qū)域式能源集中管理等，并在合同式能源管理的評(píng)價(jià)體系中扮演著重要的角色，著名的相關(guān)軟件平臺(tái)有：西門子的Simaris和ABB公司Cpmplus。

但我國(guó)已開始借鑒國(guó)外優(yōu)秀的能源管理模式，逐漸開始推廣合同式的能源管理模式和智能化管理平臺(tái)，并制定了相關(guān)政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如：《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)與維護(hù)技術(shù)》、《國(guó)家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分項(xiàng)能耗數(shù)據(jù)采集技術(shù)導(dǎo)》等。

4.2 應(yīng)用效果

某供熱公司從2007年開始，逐步對(duì)下屬的3個(gè)區(qū)域鍋爐房和11個(gè)換熱站，約150萬(wàn)m2的供熱區(qū)域進(jìn)行了改造，初步完成了平臺(tái)架構(gòu)的搭建，并實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)的部分功能。

通過(guò)近三年的應(yīng)用，平臺(tái)相對(duì)于傳統(tǒng)粗放式管理模式顯現(xiàn)出較為明顯的優(yōu)勢(shì)和作用：

1）遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人職守；

2）按需調(diào)節(jié)，減少無(wú)效供熱；

3）能耗統(tǒng)計(jì)與成本核算明細(xì)化；

4）平均處理故障時(shí)間由原先的24小時(shí)縮短到3小時(shí)；

5）數(shù)據(jù)自動(dòng)采集與分析，為管理者提供了準(zhǔn)確了依據(jù)。但該平臺(tái)任需要進(jìn)一步的改進(jìn)與完善，包括控制系統(tǒng)的改進(jìn)、軟件平臺(tái)的優(yōu)化、評(píng)價(jià)體系的完善等。

5 結(jié)論

能耗智能化管理系統(tǒng)旨在通過(guò)精細(xì)化和科學(xué)化管理實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，為管理者提供詳細(xì)準(zhǔn)確的決策依據(jù)，雖然它仍處于初步發(fā)展階段，但仍具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。