集中供热系统中的环保物联网技术运用
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作者:冉春雨 王杨洋
摘要：物联网技术能够实现物和物、人和物之间信息的有效衔接、处理和综合利用。将物联网技术应用到集中供热系统中能够进一步提升城市供热的效能，增强城市供热的安全性和可靠性。为此，文章在阐述物联网内涵、特点的基础上，结合集中供热系统发展现状，结合具体实例分析物联网技术在集中供热系统中的运用。
关键词：物联网技术;集中供热系统;城市供热;数据信息
中图分类号：X3 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）08-0-02
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.144
Application of environmental protection internet of things technology in central heating system
Ran Chunyu，Wang Yangyang
（Jilin University of Architecture and Technology，Changchun Jilin 130114，China）
Abstract： Internet of things technology can realize the effective connection， processing and comprehensive utilization of information between things and things. The application of Internet of things technology to central heating system can further improve the efficiency of urban heating and enhance the safety and reliability of urban heating. Therefore， on the basis of expounding the connotation and characteristics of the Internet of things， combined with the present situation of the development of the central heating system， combined with a concrete example， this paper analyzes the application of the Internet of things technology in the central heating system.
Key words： Internet of things technology; Central heating system; City heating; Data information
當前，物联网技术被人们广泛 应用到建筑节能、污水处理、消防、燃气系统 打造、地理信息系统等多个行业领域中，有效带动了各个行业领域的发展。物联网技术在集中供热系统中的应用能够实现集中供热系统中的数据远程抄控、传输、存储、分析，及时调整供热方案，优化能源配置，进而提高供热系统管理效率和运转安全性，在最大限度上降低集中供热系统发展对周围环境的污染。为此，文章结合实际就物联网技术在集中供热系统中的应用问题进行探究。
1 物联网概述
物理网主要是指通过有线和无线通讯方式，以实际世界数据信息的收集、处理、反馈、应用为主要任务的，以网络作为信息传递载体的，能够实现人和物、物和物之间的信息交互系统。整个物联网系统划分为三层，具体如表一所示。第一，感知层。物联网中的感知层主要是利用传感器来对物品信息进行采集和感知。在传感节点位置上，通过对信息的处理和通讯能够和其他物联网节点之间形成一种交互关系，为信息的传递提供重要支持。感知层中涉及到的传感器包含无线射频识别、红外感应器、激光扫描等。第二，网络层。网络层主要是指将现行的网络技术来作为一种信息沟通的基础，在云计算技术的作用下来对相关数据信息进行分析和存储。第三，应用层。应用层是物联网信息处理的终极目标，在具体操作的时候能够对感知层所获取的各类信息进行实时性的处理分析，在数据系统作用下来对之前制定的程序进行处理，最终得到相应的数据信息。
2 集中供热系统
集中供热在我国北方地区实施多年，是整个城市发展的重要基础设施，在建筑快速发展和城市规模扩大的背景下，供热系统在运行的过程中出现了多与供热、自动控制滞后等问题，整个锅炉的运行不符合节能环保的发展要求。
在热源供应锅炉运行热效率方面，国家先进平均水平标准在80%-85%之间。和先进国家相比，我国集中供热系统热锅炉的运行效率仅仅在65%-70%之间，和世界先进水平相比处于一种落后的发展状态。
在分析这些低热效率产生的原因发现导致供热系统供热不符合要求的原因是燃用煤大多是散烧处理，在具体操作的时候没有经过严格的筛选和洗选处理。同时，当前我国供热锅炉大多是爱低负荷的环境下运作，机械本身没有发挥出良好的燃烧租用，由此在集中供热系统内部出现了热损失和过剩空气系数。
3 物联网技术在集中供热系统中的应用必要性分析
当前，国家已把节约能源、保护环境作为我国实现可持续发展的基本国策。同时在《关于进一步推进城镇供热体制改革的意见》中明确提出了我国实施计量供热的目标。
但是从发展实际情况来看，我国供热采暖工作的开展往往需要消耗较多的资源、能源，为了能够实现对这些资源、能源的合理利用需要强化供热计量共走，通过科学的供热计量操作来在最大限度上大大热系统节能发展的目的。 我国供热系统计量工作开展普遍面临数据应用问题和数据上传统计分析问题。在数据应用过程中如果没有对数据信息进行科学合理的利用将会使得大量的供热数据变成一种数据垃圾，不仅加大了各类数据信息的综合管控难度，而且还会影响供热系统的稳定发展。供热系统数据信息上传问题主要是指在城区发展规模扩大的背景下以往的人工抄表方式不可避免的出现了较大的人力成本消耗和收费不合理问题。在这样的发展情况下怎样富有效率的将计量数据上传到供热单位已然成为供热计量领域发展需要思考和解决的问题。
4 基于节能环保角度的物联网技术在某地区热力公司供热工程集中供热系统中的运用
4.1 某地区热力公司供热工程概述
某地区热力公司供熱工程在1990年建设完工，在经过几十年的发展，某地区热力公司供热工程初具规模，具备了将数据上传到公司总调度室的发展条件。但是从发展实际情况来看，当前，某地区热力公司供热工程总调度室在具体发展的过程中无法实时性的监控各个分工公司所采集的热网实时性数据信息。某地区热力公司供热工程热电站管理大部门采取的是人工操作模式，站内设施设备的检查也是由人工完成的，检测效率和准确性有待提升，且在检测的过程中不可避免的出现了资源浪费的现象。
4.2 基于节能环保角度的物联网技术在某地区热力公司供热工程集中供热系统中的应用
4.2.1 热网的节能平衡调节和监控系统
热力公司供热工程中的热网平衡监控系统主要负责热网以及热力站工作的监控管理工作，同时还能够协助、调度值班人员，为热网平衡系统的稳定运行提供重要支持。热力公司供热工程中的热网平衡监控系统中心应用先进的通信服务设施、数据库服务器等来对供热系统的温度、压力、循环泵、补水泵使用情况进行监控，根据监控结果对室内外温度补偿、水资源 补偿等进行调控。
4.2.2 热源的节能改造
某地区热力公司供热锅炉建设比较早，在建设初期没有采取相应的节能技术来对锅炉燃烧设备进行节能处理，特别是没有对热源系统进行节能改造，在无形中浪费资源。基于节能环保角度的热源节能改造需要结合实际情况来选择和调整锅炉房煤改气工程，选择适合的位置来作为煤炭资源的开发处理场地。同时，在操作的过程中还需要对供暖热负荷进行科学的计算，根据计算结果确定最终的锅炉应用台数。
4.2.3 无人值守热力站监控系统
无人值守热力站监控系统能够根据 供热系统室内外平均温度信息 来预测和监控温度，并根据热力站指标制定的情况计算出热力站建设所需要花费的热量，并将获得的数据信息作为二次网调节的参考，及时修正室外温度参数。
无人值守热力站监控系统在具体运行的时候一般会采取一补二的方式进行操作，即将一次管网中的水资源充分补充道二次管网中，从而更好地满足二次管网系统用户的使用要求。在具体操作的时候根据热力站的地理位置分布情况会采取有线或者无线的信息传输方式，借助物联网这种通信媒介来强化对数据信息传输速度和参数的合理把控，并在关键部位设置必要的监视摄像机、人体传感器、 基本操控控制阀门等。
4.2.4 监控供热管道的节点数据
在物联网技术的作用下不仅能够实时性的监控各个供热管道的能耗情况，而且还能够实时性的监控热网失水量和水泵应用状态。在具体操作中，供热系统能耗控制是整个供热系统节能减排的重要环节，在该系统的作用下能够为供热企业和相关部门发展提供有针对的数据信息支持。
4.2.5 地下管网监测系统
热网地下管网在应用的时候会出现跑、冒和漏等现象，由此对整个热网系统的发展产生了不利的影响。为此，在热网系统运行的过程中相关人员要以预防为主，及时发现物联网的应用隐患。在物联网技术的作用下能够对管网的运行状态进行自动化的监测，帮助相关人员能够更好地了解管段、管道连接件、分支节点、焊口等位置是否出现腐蚀的现象。在物联网技术的作用下可以在管线上选取一定数量的热力管井、管沟等，并在管井、管沟中安装温度传感器、压力传感器等，实现对重点阀门、补偿器温度信息的监测。在供热管线出现故障问题的时候，周围的管井温度传感器传回温度会提升，压力传感器的数值相应的会降低。
5 结束语
物联网技术在城市集中供热系统中的应用能够为城市供热系统的安全、可靠、稳定运行提供重要的力量支持，增强城市供热系统的节能、安全、环保性能。但是从发展实际情况来看，虽然物联网技术日益完善，但是受多种因素的影响，物联网技术在供热系统中的应用没有真正普及，物联网技术在供热系统发展中的监督管理还有待强化。为此，在新的历史时期需要相关人员不断创新物联网技术在城市供热系统中的应用，推动热计量工作的深化发展，从而更好的发挥出物联网技术在城市集中供热系统中的应用作用。
参考文献
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收稿日期：2019-05-20
基金项目：本文系2017年度吉林省省级产业创新专项资金项目“基于物联网的集中供热系统数据共享平台技术研究及产业化推广”（课题编号2017C017-3）阶段性研究成果）。
作者简介：冉春雨（1954-），男，汉族，硕士研究生，教授，建筑热能工程专业、研究方向为暖通和空调系统节能。
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