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)營管理過程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗和降低運(yùn)營成本的目的。

能耗智能化管理平臺有效工具

1 引言

依據(jù)2009年數(shù)據(jù)統(tǒng)計，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t，約占全市年耗煤量的1/4。CO2排放量達(dá)537萬噸，SO2約5.5萬t。每降低1個百分點(diǎn)，都將給城市能源消耗和環(huán)境建設(shè)帶來顯著的效果。

2 區(qū)域集中供熱系統(tǒng)存在的問題

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，往往會有以下幾點(diǎn)不足之處：

1）人工現(xiàn)場操作，精確度差，效率低；

2）無法實(shí)現(xiàn)精確的按需供能，無效供熱損失多；

3）能耗計量和污染物排放缺乏有效監(jiān)控；

4）成本核算簡單，運(yùn)行成本高；

5）故障診斷與處理時間長，用戶投訴率高；

6）無法對系統(tǒng)運(yùn)行效果和節(jié)能改造做出客觀、準(zhǔn)確的后評價；

針對供熱系統(tǒng)中存在的這些不足之處，能耗智能化管理平臺可以作為一個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

3.1 基本概念

能耗智能化管理平臺是以計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，集數(shù)據(jù)實(shí)時采集與分析、設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測與控制、能耗自動統(tǒng)計與核算、故障報警與診斷于一體的信息化管理系統(tǒng)。

該平臺由數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺、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架構(gòu)圖

平臺首先通過數(shù)據(jù)采集模塊現(xiàn)場實(shí)時采集各項數(shù)據(jù)，再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸平臺將數(shù)據(jù)及時反饋至集中控制中心，然后通過分析管理軟件對各項數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類、整理與分析，根據(jù)按需供熱的原則，通過現(xiàn)場控制模塊遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)熱力系統(tǒng)的各項參數(shù)；同時對可能超標(biāo)的參數(shù)進(jìn)行預(yù)警與診斷，并通知相關(guān)責(zé)任人及時排除隱患；除此之外，平臺對已歸類和整理的數(shù)據(jù)，進(jìn)行對比分析并匯總成各類報表，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)行效果的后評價。

3.2 功能與作用

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

途徑一：通過對供熱設(shè)備、管網(wǎng)、用戶及環(huán)境等各項參數(shù)的進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，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)，避免無效供熱，節(jié)能用能；

圖2 換熱站監(jiān)控平臺

圖3 實(shí)時采集數(shù)據(jù)表

圖4 能耗統(tǒng)計與分析

途徑二：根據(jù)各項數(shù)據(jù)統(tǒng)計的結(jié)果，對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)，同時做出客觀的評估報告；

途徑三：實(shí)時監(jiān)控整個系統(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 國內(nèi)外現(xiàn)狀

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

但我國已開始借鑒國外優(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，并制定了相關(guān)政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如：《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心建設(shè)與維護(hù)技術(shù)》、《國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑能耗監(jiān)測系統(tǒng)分項能耗數(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，逐步對下屬的3個區(qū)域鍋爐房和11個換熱站，約150萬m2的供熱區(qū)域進(jìn)行了改造，初步完成了平臺架構(gòu)的搭建，并實(shí)現(xiàn)了平臺的部分功能。

通過近三年的應(yīng)用，平臺相對于傳統(tǒng)粗放式管理模式顯現(xiàn)出較為明顯的優(yōu)勢和作用：

1）遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了無人職守；

2）按需調(diào)節(jié)，減少無效供熱；

3）能耗統(tǒng)計與成本核算明細(xì)化；

4）平均處理故障時間由原先的24小時縮短到3小時；

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

5 結(jié)論

能耗智能化管理系統(tǒng)旨在通過精細(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。