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摘要：系统平台采用自动采集热量、环境温度、管网流量、供回温度等参数，根据不同区域的供暖面积大小、房屋保温效果以及楼层情况，科学合理的计算出各主、干线所需热量，再通过远程调控各支线管网电动调节阀来实时调控，平衡各分支区域的热量分配，实现各支线按不同的供热运行曲线调节，达到智能平衡供热的目标。
关键词：优化运行 zigbee技术 智能平衡
一、现状：
胜利油田供热系统，地跨东营、滨州两市，管理着40座锅炉房及134座换热站，担负着油田170多个小区、16.8万户居民及企、事业单位的供暖任务，总供暖实际面积2073.92万平方米而管网设计标准供暖面积为1782万平方米，同时由于大多数热力管网由于建成年代较早，且后建住宅的供暖管网均采用就近接入的方式，并未通过合理的、科学规划和水力平衡测算，目前各小区内供暖管网存在水力失衡现象，近端、中端、远端的热用户室内温度差别较大，虽然锅炉队对各支线进行多次手动调节，但由于整个管网既没有流量计也没有热量表，所有人工调节均是凭经验进行，没有科学的测算依据做指导，没有精确地控制阀门合理分配区域水量，经常出现越调越乱的现象，不仅影响了供暖服务质量，用户为取热私自放水还造成了循环水量的大量流失，造成能源浪费和系统运行安全隐患，亟待进行优化调节改造。
目前大多锅炉房内部设施的运行控制系统都在近几年进行更新改造，锅炉及系统的温度、压力等运行参数实现了微机采集与控制，所有运行参数通过自动化控制系统传输到主控室内，操作人员可通过微机在主控室内实现温度、压力、鼓风和引风的精确调控，且所有运行数据已实现上传，通过局域网即可实现远程的数据监控。新型的控制系统具有较强的数据延展性，可实现新数据的拓展。这为对一级及二级管网根据不同区域的供暖面积大小、房屋保温效果以及楼层情况，科学合理的计算出各主、干线所需热量，再通过远程调控，实现各支线按不同的供热运行曲线调节，达到智能平衡供热的目标，提供了硬件及软件基础。
二、需求分析
随着居民生活水平和精细化管理要求的进一步提高，节能要求和室温达标要求对热网水力平衡调节科学性、合理性的需求愈来愈强烈，用户室内温度18±2℃是供暖工作的标准，而由于距离热源远近程度和居民住宅新旧程度、保温效果的不同，目前部分用户室内温度并不能完全满足供暖标准。水力工况失调现象在供热管网普遍存在，经常造成近端过热，远端过冷的状况，不但降低了供热系统的效率而且恶化了供热质量，同时，能耗和运行费用也大幅度增加。
目前热网水力平衡调节的方式主要是通过人工开关阀门的方式进行，即通过设置在不同区域内的室温监测表反馈回来的室内温度情况逐级调节支线阀门和楼头阀门的大小，从而一点点的调节支线水力平衡，这种调节方式只有室内温度一个参考数据，无法实现热量的“按需调节”，且需要对每个阀门进行反复调整，效果滞后，费时费力费人工且多耗能量，有时即便多次调节依然无法实现平衡，因此目前所谓的水力平衡调节，并未实现真正意义上的水力平衡。
如何实现供热管网的水力平衡，提高管网的经济性、安全性和可靠性，改善供热质量，是目前急需解决的问题。
三、设计方案
1、总体设计框架如图
系统平台自动采集室温、气温、一级网流量、二级供热等参数，计算出各站所需一级流量，再通过远程调控各热力站一级网电磁流量阀来实时调控，实现各热力站按不同的供热特性曲线供热，达到智能平衡供热的目标。
2、详细设计方案
以某个典型锅炉房为例，在锅炉房出水缸、回水缸各区域干线上安装热量表；在每个区域的分支管线回水管路上安装热量表和电动调节阀；在每栋楼的楼头回水管线上安装电动调节阀和远传温度计。热量表、调节阀、温度计的数据读取和控制均通过无线控制（采用ZIGBEE技术及可远传又可调节），在锅炉房主控室内即可实现数据的读取和调节，通过干线、支线、楼头三级科学合理的调节，实现整个热网系统的“按需供热”， 优化管网系统的运行。
四、实现的功能
1、智能平衡供热，节约能源
通过对热网系统的实时、精确、科学、合理的调控，实现在不同环境温度、不同热负荷下的最优运行控制，与室内温度监测仪表的有机结合，实现整个热网系统的“按需供热”，即可满足用户室内温度达标的要求，又可最大限度的减少热量浪费，提高整个热网能量利用的效率并提高供热用户的舒适度。
2、热网整体经济性分析
通过各种运行工况下的运行参数，计算热网在一段时期内的运行成本，从而为热量的消耗量提供参考。同时也可以计算管网的热损失以及热力分配、水泵电力消耗等，并分析各种不同运行工况的经济性，对热网不同的运行工况进行诊断，以辅助热网确定供暖不同期间最优的运行方案
3、漏点实时监测
通过对各干线、支线热量的实时监测，一旦某处管网出现刺漏或某个用户私自放水，可通过水量、热量的变化及时发现并迅速确定失水区域，最大限度的减少热量、水量损失，既保证了供暖质量，又减少了能源浪费，同时减少了职工劳动强度，实现优质、经济供暖。
4、管网信息管理
建立并保存热网分布图和运行数据库，所有管道的信息，包括管径、长度、保温、建设时间等信息都可以进行核对，建立健全系统水压图，并可通过水压图查看管网水力平衡状况，分析水力失衡的原因。
五、总结
通个系统的安装与部署对供热自动化水平大大提高，及能对锅炉房燃料单独计量，同时对管网热量消耗计算相对独立，随时掌控热源的调节分配，大大降低了供热成本，起到了单位降本增效的效果，经济效益十分显著。在同行中具有推广作用。
关键词：优化运行 zigbee技术 智能平衡
一、现状：
胜利油田供热系统，地跨东营、滨州两市，管理着40座锅炉房及134座换热站，担负着油田170多个小区、16.8万户居民及企、事业单位的供暖任务，总供暖实际面积2073.92万平方米而管网设计标准供暖面积为1782万平方米，同时由于大多数热力管网由于建成年代较早，且后建住宅的供暖管网均采用就近接入的方式，并未通过合理的、科学规划和水力平衡测算，目前各小区内供暖管网存在水力失衡现象，近端、中端、远端的热用户室内温度差别较大，虽然锅炉队对各支线进行多次手动调节，但由于整个管网既没有流量计也没有热量表，所有人工调节均是凭经验进行，没有科学的测算依据做指导，没有精确地控制阀门合理分配区域水量，经常出现越调越乱的现象，不仅影响了供暖服务质量，用户为取热私自放水还造成了循环水量的大量流失，造成能源浪费和系统运行安全隐患，亟待进行优化调节改造。
目前大多锅炉房内部设施的运行控制系统都在近几年进行更新改造，锅炉及系统的温度、压力等运行参数实现了微机采集与控制，所有运行参数通过自动化控制系统传输到主控室内，操作人员可通过微机在主控室内实现温度、压力、鼓风和引风的精确调控，且所有运行数据已实现上传，通过局域网即可实现远程的数据监控。新型的控制系统具有较强的数据延展性，可实现新数据的拓展。这为对一级及二级管网根据不同区域的供暖面积大小、房屋保温效果以及楼层情况，科学合理的计算出各主、干线所需热量，再通过远程调控，实现各支线按不同的供热运行曲线调节，达到智能平衡供热的目标，提供了硬件及软件基础。
二、需求分析
随着居民生活水平和精细化管理要求的进一步提高，节能要求和室温达标要求对热网水力平衡调节科学性、合理性的需求愈来愈强烈，用户室内温度18±2℃是供暖工作的标准，而由于距离热源远近程度和居民住宅新旧程度、保温效果的不同，目前部分用户室内温度并不能完全满足供暖标准。水力工况失调现象在供热管网普遍存在，经常造成近端过热，远端过冷的状况，不但降低了供热系统的效率而且恶化了供热质量，同时，能耗和运行费用也大幅度增加。
目前热网水力平衡调节的方式主要是通过人工开关阀门的方式进行，即通过设置在不同区域内的室温监测表反馈回来的室内温度情况逐级调节支线阀门和楼头阀门的大小，从而一点点的调节支线水力平衡，这种调节方式只有室内温度一个参考数据，无法实现热量的“按需调节”，且需要对每个阀门进行反复调整，效果滞后，费时费力费人工且多耗能量，有时即便多次调节依然无法实现平衡，因此目前所谓的水力平衡调节，并未实现真正意义上的水力平衡。
如何实现供热管网的水力平衡，提高管网的经济性、安全性和可靠性，改善供热质量，是目前急需解决的问题。
三、设计方案
1、总体设计框架如图
系统平台自动采集室温、气温、一级网流量、二级供热等参数，计算出各站所需一级流量，再通过远程调控各热力站一级网电磁流量阀来实时调控，实现各热力站按不同的供热特性曲线供热，达到智能平衡供热的目标。
2、详细设计方案
以某个典型锅炉房为例，在锅炉房出水缸、回水缸各区域干线上安装热量表；在每个区域的分支管线回水管路上安装热量表和电动调节阀；在每栋楼的楼头回水管线上安装电动调节阀和远传温度计。热量表、调节阀、温度计的数据读取和控制均通过无线控制（采用ZIGBEE技术及可远传又可调节），在锅炉房主控室内即可实现数据的读取和调节，通过干线、支线、楼头三级科学合理的调节，实现整个热网系统的“按需供热”， 优化管网系统的运行。
四、实现的功能
1、智能平衡供热，节约能源
通过对热网系统的实时、精确、科学、合理的调控，实现在不同环境温度、不同热负荷下的最优运行控制，与室内温度监测仪表的有机结合，实现整个热网系统的“按需供热”，即可满足用户室内温度达标的要求，又可最大限度的减少热量浪费，提高整个热网能量利用的效率并提高供热用户的舒适度。
2、热网整体经济性分析
通过各种运行工况下的运行参数，计算热网在一段时期内的运行成本，从而为热量的消耗量提供参考。同时也可以计算管网的热损失以及热力分配、水泵电力消耗等，并分析各种不同运行工况的经济性，对热网不同的运行工况进行诊断，以辅助热网确定供暖不同期间最优的运行方案
3、漏点实时监测
通过对各干线、支线热量的实时监测，一旦某处管网出现刺漏或某个用户私自放水，可通过水量、热量的变化及时发现并迅速确定失水区域，最大限度的减少热量、水量损失，既保证了供暖质量，又减少了能源浪费，同时减少了职工劳动强度，实现优质、经济供暖。
4、管网信息管理
建立并保存热网分布图和运行数据库，所有管道的信息，包括管径、长度、保温、建设时间等信息都可以进行核对，建立健全系统水压图，并可通过水压图查看管网水力平衡状况，分析水力失衡的原因。
五、总结
通个系统的安装与部署对供热自动化水平大大提高，及能对锅炉房燃料单独计量，同时对管网热量消耗计算相对独立，随时掌控热源的调节分配，大大降低了供热成本，起到了单位降本增效的效果，经济效益十分显著。在同行中具有推广作用。