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1、創(chuàng)建以節(jié)能降耗為目標(biāo)的供熱運行計算機動態(tài)監(jiān)控管理系統(tǒng)河北理工大學(xué)李志2006年6月28日前言經(jīng)過近30年的大規(guī)模建設(shè)，我國城市集中供熱面積已經(jīng)建成約30億平方米。這項徹底改觀了我國城市形象的巨大成就在顯著提高了人民生活質(zhì)量水平、改善人民生活方式的同時，也為我國能源的合理利用、環(huán)境保護(hù)實現(xiàn)新的跨越奠定了堅實的基礎(chǔ)。因此，盡快探索和建立適合我國國情的、以節(jié)能降耗為基本目標(biāo)的城市集中供熱集約化運行模式的任務(wù)就成為我們當(dāng)前最緊迫的任務(wù)之一。以完成城市集中供熱基礎(chǔ)建設(shè)為特征的過去30年集中供熱發(fā)展，我國供熱運行管理
2、從理論和技術(shù)這兩個層面都基本套用了供熱系統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計理論體系和相應(yīng)的技術(shù)方法。實踐證明，應(yīng)用這套靜態(tài)設(shè)計理論體系和技術(shù)方法是不能適用于真實動態(tài)運行供熱過程的。根據(jù)我們親身參加的數(shù)千萬平米供熱網(wǎng)調(diào)節(jié)運行的體會以及對部分熱網(wǎng)運行的調(diào)查了解，困擾熱網(wǎng)科學(xué)化運行管理的“熱網(wǎng)平衡問題”普遍存在。而引發(fā)“熱網(wǎng)平衡問題”的根源正是出自熱網(wǎng)靜態(tài)設(shè)計理論派生的所謂“在流量平衡基礎(chǔ)上的溫度管理方法”。在這種不斷改頭換面的理論方法指導(dǎo)下，幾乎所有探索節(jié)能供熱的部門都投入了極大的人力、物力，從每年供暖的第一天起就對熱網(wǎng)展開不停的
3、調(diào)整，直至供暖的結(jié)束，結(jié)果仍不盡如人意。最終只能無奈的實施在熱網(wǎng)不平衡情況下通過增加供熱量緩解與不熱戶的供需矛盾。這種在“三個被迫”壓力下的供熱（不熱戶被迫投訴、供熱部門被迫增大熱源、過熱戶被迫開窗）最終導(dǎo)致了能源的大量浪費，增大了供熱成本，把供熱部門推入了進(jìn)退兩難的被動。因此，建立熱網(wǎng)運行管理的動態(tài)平衡運行理論方法實際上就成為熱網(wǎng)實現(xiàn)節(jié)能降耗科學(xué)化運行的關(guān)鍵問題。我們在2005年提出了“基于線性系統(tǒng)理論的熱網(wǎng)平衡方法研究”，經(jīng)過05、06取暖季在烏魯木齊房產(chǎn)局供暖所120萬平米供熱系統(tǒng)運行的跟蹤實驗表明
4、，應(yīng)用周期供熱量調(diào)節(jié)熱網(wǎng)平衡的方法不僅是一個理論上可行的方法，而且也是一個便于操作使用的方法，它很好的解決了這個困擾供熱界多年的難題。我們先后參與的20多個供熱網(wǎng)的計算機監(jiān)控管理系統(tǒng)的建設(shè)和運行實踐表明：在正確的運行管理理論指導(dǎo)下，在可靠和完善的全網(wǎng)熱量計量的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮計算機可以實時完成對大量數(shù)據(jù)的采集和存儲功能；可以快速完成對大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和決策功能以及對多個設(shè)備進(jìn)行實時控制的計算機綜合能力，熱網(wǎng)計算機監(jiān)控系統(tǒng)完全能夠勝任熱網(wǎng)科學(xué)化管理的工作，甚至起到單憑人力難以完成的細(xì)致和準(zhǔn)確作用。特別當(dāng)把
5、熱源和熱網(wǎng)作為一個統(tǒng)一的系統(tǒng)交給計算機管理后，它的可靠分析決策與控制能力會強有力的支撐起節(jié)能降耗的科學(xué)化管理。2005-2006年取暖季我們在烏魯木齊房產(chǎn)局供暖所熱網(wǎng)運行的“鍋爐——熱網(wǎng)統(tǒng)一計算機監(jiān)控管理系統(tǒng)”以節(jié)煤24％、節(jié)電27％、單耗供熱下降為0.56GJ／m2（183天供暖）的初步運行成果充分說明了只要把科學(xué)正確的運行和管理理念與具有時代特征的計算機技術(shù)有效地結(jié)合起來，供熱計算機系統(tǒng)就會對動態(tài)運行的供熱實行動態(tài)的規(guī)劃和決策管理，從而把我們以節(jié)能降耗為目標(biāo)的科學(xué)供熱推向前進(jìn)，引向深入。1、節(jié)能供熱的
6、基本規(guī)律在2002年頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T18883-2002中明確規(guī)定了具有冬季供暖條件的居民室內(nèi)溫度為16℃--24℃。（供熱界普遍執(zhí)行16℃--20℃）。顯然，這個標(biāo)準(zhǔn)的頒布實質(zhì)上已經(jīng)原則確定了冬季城市供暖一定要看天氣論供暖的基本供暖方式。也只有看天氣論供暖才有可能實現(xiàn)居民室溫經(jīng)常保持在一個穩(wěn)定而舒適的范圍。同時，這個標(biāo)準(zhǔn)也明確了節(jié)能供熱的相關(guān)方向性內(nèi)容，大力推行節(jié)能建筑，大力推廣節(jié)能保溫材料，減少供熱管網(wǎng)損失，提高熱源熱效率等等都是節(jié)能供熱應(yīng)當(dāng)考慮的重要內(nèi)容。因此，在我們執(zhí)行看
7、天氣供暖這個基本供暖方式時密切關(guān)注相關(guān)節(jié)能成果的發(fā)展，并且作出相應(yīng)的調(diào)整，將會對節(jié)能供熱產(chǎn)生良好的效果。我們認(rèn)為，看天氣供熱實質(zhì)上可以進(jìn)一步明確為看每一天的天氣供熱。我國北方室外氣溫的變化實際是受兩個天氣變化規(guī)律的支配。一是以年為周期的四季氣候變化，這個規(guī)律會造成室外氣溫的變化范圍在冬季嚴(yán)寒地區(qū)最冷時下降到零下30--40℃。京、津、唐地區(qū)下降到零下15℃左右。因此，這個規(guī)律對室外氣溫變化的影響是一個溫度變化范圍大、但變化緩慢的長周期過程，平均到每1天的影響，氣溫變化都不大于1℃。但是應(yīng)該重視的是，影響室
8、外氣溫變化的另一個規(guī)律是日復(fù)一日的晝夜溫差變化規(guī)律，這是一個以天為周期、溫差變化約為10℃左右的高強度短周期影響過程（不計短時寒、暖流襲擾）。唐山市一周環(huán)境溫度實測曲線（2005.1.13~2005.1.19）圖一、唐山供暖季一周環(huán)境溫度實測曲線計算分析表明，晝夜10℃溫差變化在初、末寒期要求晝夜供熱量有40％左右的差別，在嚴(yán)寒期也有20％左右，（因各地計算溫度不同而不同）。因此，執(zhí)行看天氣節(jié)能供熱方式就必須要立足看當(dāng)天氣溫變
