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摘要:在我国经济不断发展的过程中，节能和环保已成为当前我国社会发展过程中的主要发展道路，城市集中供热是基于当前节能和环保的前提和基础上产生的供热方式与供热过程。其在工作的过程中能够有效的降低由于供热引起的各种环境问题和各种能源与资源的浪费。随着建筑行业的快速发展，供热系统已经成为我国建筑工程中的重要组成部分。供热系统会消耗大量的煤炭资源，如何实现节能对于供热系统的广泛应用具有重要意义。在供热过程中对其进行有效的监控和管理有助于其在工作中良好的进行和质量的保证，提高其在使用过程中的经济和社会效益。
关键字:供热；监控；系统；节能；无线通信
引言：随着供热行业的发展，对供热控制系统的控制精度、实时性和可靠性等有了进一步的要求，必然引入全分布数字系统。而热力站又是热源与热用户的连接场所，其作用是将热网输送的热媒加以调节、转换，向热用户分配热量以满足用户需求。开发先进热力站节能监控系统对提高供热系统的管理水平、节约能源和提高供热质量具有重要意义。
一、我国供热系统的现状
没能选择合适的设备型号、使得其功能过剩，使得设备长期工作在低负荷的工况下，降低锅炉的运行效率。由于思想或条件的约束或设计环节不够精细，甚至一开始就没有制定出正确的设计思想，从而使得我们选取的动力设备的功能往往会过剩，从而不能充分的利用设备，使我们不能正确的完成一开始设计的目标，降低了设备的其实际运行效率。而热网的水力失调问题使得大流量小温差的运行方式被广泛的应用，从而更加重了这种浪费。
采用改变挡板或阀门的开度来调节风机水泵的流量，节流损失极大，造成电能的无谓损失。由于供热锅炉的出力必须要随着热负荷的变化而调整，这就要求其辅助设备的出力随之相应改变而鼓引风机和水泵的选择都是按照满足可能出现的最大参数工况原则选择的，因此很多情况下这些动力设备并不能在额定工况下运行，这就需要采取一定的方式进行流量调节。最简单也是最普遍的做法是采用节流的方法来达到控制流量的目的。但是采用这种方法，轴功率并没有随着流量的减少而降低，而是分成了两部分，一部分用来克服管路阻力，另一部分损失在节流阻力上，造成了能量的无谓浪费。
二、供热监控系统的组成结构
供热监控系统是在计算机技术的基础上，引进监控技术和数据处理软件，从而实现供热实时监控的目的。传统的供热监控需要工作人员到供热系统的众多测量点中，记录各个仪器的读数，从而分析出供热系统的运行状态。这不仅加大了工作人员的劳动强度，而且系统状态的分析比较缓慢，结果也存在很大的误差。这不便于实时控制，对于能源的节约作用不大。而利用供热监控系统，能够实现高程度的自动化监控，测量结果比较精准和迅速，数据分析比较及时，便于实时控制。供热监控系统主要由监控中心、换热站现场控制设备以及各种监控传感器组成。下面对监控系统的主要组成部分进行介绍，并探讨其在监控系统中实现节能的作用。
1.监控中心
监控中心是整个供热监控系统的核心部分，它相当于人类的大脑，能够对大量的数据进行分析并提出最优的控制建议。它在实现节能的目的上起着最主要的作用，经过监控中心的分析和控制之后，能够获得最佳的运行状态。具体来说，监控中心具有以下主要功能：数据采集、显示以及存储功能；故障诊断和报警功能；水力、热力工况及经济运行分析功能；自动控制功能。根据实际需要可以在软件中进行设置，使监控中心具有高程度的自动控制功能。
2.换热站现场控制设备
换热站现场控制设备主要是以现场控制器为中心，对一、二次热网进行控制的系统，它主要分布在各个换热站。换热站现场控制设备既可以接受监控中心的指令进行运行，也可以根据自身状况进行独立调节。为了防止各个换热站发生抢热的现象，可以在一次网的温控阀前面安装一台自立式控制阀。然后根据各个换热站的供应量大小，设定相应的流量范围值，使该换热站只能够在设定的范围内进行自动控制。这样可以防止热网事故，避免抢热现象发生。
3.PLC主控系统
在换热站中实现上述节能控制的主要是PLC主控系统，它能够对运行数据进行采集、显示、控制以及上传等。具体来说，PLC主控系统具有以下功能：检查功能。通过PLC主控系统，可以收集换热站的运行状态，得知供热的压力、流量以及水位等，能够根据设定的参数范围对运行数据进行检查；控制功能。以PLC控制为核心，能够实现各种复杂的调节方式；辅助显示功能。在监控中心中可以通过显示器，直观地观察换热站的运行状态；报警和保护功能。对于一些参数控制故障，PLC控制系统能够进行自我校验和纠错保护。
三、供热系统节能措施
提到建筑供热节能措施，在行业内主要通过以下途径来实现：是提高建筑物维护结构的保温性能，所有新建建筑的围护结构必须严格按照现行的建筑节能规范来设计施工。对原有的建筑进行节能改造，对其外墙进行保温处理，以提高其保温性能，从而降低其热负荷指标。是提高供热系统的能效。虽然改善建筑物围护结构的保温性能是建筑节能的途径之一，并且有很大的潜力，但必须值得注意的是，提高供热系统能效始终是建筑供暖节能的重中之重。这是因为如果单一的提高建筑围护结构保温性能，进而无法有效的利用太阳能、电器散发的热能、人体散发的热能等自由热量，维护结构保温性能即便再好，其节能效果也不会有显著的提高。所以提高供热系统的效能成了当务之急。
水利失调虽不可避免，但可以通过必要措施减小其对供热系统能效的影响，如设计时严格仔细进行管网水利平衡计算；加装消除环路剩余压头的定量调节装置；选用性能合适的水泵，使水泵实际运行点符合设计运行点；在适当位置加装调节阀；加装热工仪表，掌握运行情况，根据实际的运行情况调节装在各部位的调节阀；对建筑物内部的供热管路系统进行改造，解决建筑物内部房间的冷热不均和能源浪费的问题。除了以上各种措施外，在实际工作中还可广泛推广应用变频技术。
四、供热监控系统的无线通信
系统中热力站与热力站之间、调度室与各热力站之间距离间隔远，采用无线GPRS方式进行数据通信。这种无线通信是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接，适用于突发性的、频繁的、少量的数据传输。
基于目前集中供热中热网自控系统设计中还存在的问题，当前应用基于GPRS无线通信的供热节能监控系统，以求提高供热系统的热能利用率。首先，硬件上采用艾默生系列PLC等构成底层热力站现场控制器，通过对PLC进行程序设计和现场设备的硬件连接实现供热过程质调和量调的单回路控制；其次，监控中心软件采用力控组态软件的实时数据库为核心，实时数据库负责和调度程序的通信，获取控制设备的数据等，其中监控中心和现场控制器之间采用可提供端到端的、广域的无线IP连接得无线通信，取得比较好的通信效果；同时，本系统采用C/S结构架设远程访问，使远程客户端能够共享监控中心的数据库；最后，通过在该监控系统上进行实验，并对手动调节和自动调节两种模式下的能耗进行计算，求得本监控系统的节能率，验证了设计的热力站节能控制装置的节能效果。
五、供热监控系统的优点及意义
热网监控系统解决了热网运行失调现象，实现了热网平衡运行，大大提高了供热效果。起到了节能降耗的作用，热力站根据室外温度的变化，自动调节供水温度，从而最大程度地节约了能耗，提高了供热的服务质量。热网监控中心的数据与现场数据基本保持同步，这是以往热网运行中投入多大的人力及物力都不可能实现的。
集中供热是当前社会发展的需求，是国家大力推行的节能和环境保护措施，是通过集中加热来降低个体加热对能源消耗的浪费与控制。换热站是连接供热站和用户极为重要的环节，其工作安全性、可靠性直接影响供热质量。在工作和加热的过程中，其管理是当前加热系统中的主要问题和缺陷的存在方式，做到良好统一的管理是提高供热系统质量的前提基础。提高管理质量和监控手段的实施不但解决了从站分散的缺点还降低了其单位成本，是一种实时、可靠、经济的选择。
六、总结论
综上所述，目前建筑供热节能的潜力巨大，积极采用新工艺、新技术，建立健全行之有效的供热系统运行管理制度，从多方面对供热系统效能进行提升，把供热工作从粗放型向集约型转变。总之，所有的管理创新和技术改革的目的只有一个，那就是提高供热系统能效，降低能耗，节约能源，搞好这项工作，是功在当代，造福子孙的千秋大业。
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