1集中供熱主要是利用熱電廠所產(chǎn)生的蒸汽或熱水,通過供熱管網(wǎng)提供給一個城市或部分地區(qū)生產(chǎn)和生活使用的供熱方式,其主要由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶和熱流量計等四部分組成。東臺蘇中環(huán)保熱電有限公司由兩臺中溫中壓抽凝機組、沿城市和開發(fā)區(qū)50km供熱管線和142家熱用戶共同組成集中供熱管網(wǎng)系統(tǒng);隨著熱用戶的增多,供汽量增大,原有人工巡線、抄表管理方式已無法滿足及時發(fā)現(xiàn)計量儀表故障和掌握熱用戶的用汽信息,給用熱流量計的準確計量帶來困難,因此如何將分散熱用戶的運行和計量信息實時、可靠、方便地傳輸?shù)綗犭姀S(供熱單位)是個關(guān)鍵的技術(shù)問題。

近年來隨著無線通信的快速發(fā)展,尤其是使用公用無線信道的GSM、GPRS通信方式的發(fā)展,公司利用其無須投資建設(shè)的無線網(wǎng)絡,通信覆蓋范圍大,安裝施工十分方便,采用循序漸進的方式先后對80家熱用戶計量系統(tǒng)進行了改造,并加裝了GPRS無線網(wǎng)絡通訊系統(tǒng),組建了熱網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng),實現(xiàn)了對上線熱用戶的實時計量監(jiān)測,有效地提高了工作效率和計量管理水平。

2　設(shè)備狀況熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)改造前,主要以城區(qū)賓館、浴室和茶水爐用汽為主,規(guī)模工業(yè)用戶為輔,而且分布分散,管理困難,主要有以下特點:

a.　熱用戶相對較多,月用汽小于10t的用戶占總數(shù)80%;

b.　熱用戶分布分散,距離較遠,其中城區(qū)部分總管線為約30km,且不方便集中管理;

c.　自動化水平低,抄表全采用人工現(xiàn)場采集數(shù)據(jù),且人工成本高,數(shù)據(jù)匯總時間較長,分析管損嚴重滯后,同時不便于掌握用戶用汽信息,效率相對較低;

d.　儀表故障發(fā)現(xiàn)及時率嚴重偏小,經(jīng)常出現(xiàn)儀表不計量和少計量情況,供熱管損較高;

e.　現(xiàn)場情況千差萬別,維護工作量較大。

3　改造方案及實施

3.1　熱網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)底層通訊網(wǎng)絡的選擇

目前通訊網(wǎng)絡通常采用專線、電話、電臺和GPRS四種不同的方式,都可實現(xiàn)對分散現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集要求。　

四種方式的對比可知:專線方式較適用于新上的管網(wǎng)系統(tǒng),尤其是對數(shù)據(jù)連續(xù)性要求特別高的系統(tǒng);電臺及GPRS較適用于老的管網(wǎng)系統(tǒng);電話由于其實時性較差適用于便利性要求較高的抄表系統(tǒng);結(jié)合公司實際情況,最終選擇確定了GPRS無線通訊來實現(xiàn)熱網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)底層通訊網(wǎng)絡。

3.2　GPRS通信技術(shù)在熱網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)中應用的可行性

GPRS是作為現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡向第三代移動通信演變的過渡技術(shù),但是它具有顯著優(yōu)勢:

a.　用戶隨時與網(wǎng)絡保持聯(lián)系,減少了撥號登錄接入網(wǎng)絡時間;

b.　采用針對數(shù)據(jù)業(yè)務的計費方式,用戶實時在線無數(shù)流時不計量費用;

c.　激活時間快,時間為1~3s,激活后已經(jīng)完全接入GPRS網(wǎng)絡;

d.　GPRS數(shù)據(jù)傳輸速率快,理念峰值達171.2kb/s;

e.　組網(wǎng)簡單靈活、維護便捷、使用安全;

由此可見:GPRS通信技術(shù)在熱網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)中應用是可行的、合理的。

3.3　GPRS通信技術(shù)在熱網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)中的構(gòu)成原理

整個熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)相當于小型的DAS系統(tǒng),由主站系統(tǒng)、前置機、GPRS無線網(wǎng)絡和若干個熱用戶抄表終端等四部分共同組成;主站系統(tǒng)主要用于人機交互信息方面工作;前置機主要負責建立網(wǎng)絡鏈路和透明中轉(zhuǎn)收發(fā)數(shù)據(jù)的功能;GPRS無線網(wǎng)絡主要是完成信息的上送與下發(fā);熱用戶抄表終端主要完成熱流量儀各參數(shù)的數(shù)字量與模擬量的轉(zhuǎn)換。

3.4　熱用戶抄表終端GPRS數(shù)傳裝置系統(tǒng)構(gòu)成各熱用戶終端主要由壓變、溫變、渦街傳感器(差壓變送器)以及流量積算儀組成熱用戶蒸汽計量系統(tǒng),各模擬量參數(shù)通過RS232轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后,再通過GPRS無線通信傳回公司專用服務器。

3.5　方案實施

第一期先對月用汽量大于10t的80家用戶進行遠傳改造,逐家改造原有流量顯示儀,更換帶遠傳通訊接口的熱量儀,增加GPRS遠傳通信模塊,并結(jié)合實際情況對UPS電源進行了相應改造調(diào)整;在公司MIS監(jiān)控中心安裝專用服務器作為前置機,并通過局域網(wǎng)與公司MIS主站系統(tǒng)鏈接,充分實現(xiàn)資源信息共享。

系統(tǒng)采用青島三達專用的監(jiān)控軟件,其具有簡潔自然的管網(wǎng)地圖界面,方便進行人機交互信息,其具有如下功能:

a.　測量功能。測量蒸汽的瞬時流量、壓力、溫度及累計流量(熱量),能及時反映GPRS模塊運行聯(lián)機狀態(tài)和儀表運行工作狀態(tài);

b.　數(shù)據(jù)記錄和存貯功能。每3min對各抄表終端對應熱用戶的瞬時流量、溫度、壓力及累計值等數(shù)據(jù)進行發(fā)送一次,并將累計值進行匯總;記錄和存貯每日各用戶的用汽流量的最大值和最小值及對應的發(fā)生時刻;采用存儲器記錄和存貯的各類數(shù)據(jù),同時保留周期最長為10年;

c.　異常事件主動告警。當各抄表終端出現(xiàn)掉電、儀表異常、通信故障時,終端主動上報主站,同時主站推出告警畫面。

d.　統(tǒng)計分析。對熱用戶用汽量進行統(tǒng)計分析,并將所采集的數(shù)據(jù),根據(jù)日、月或任意時段用曲線、報表和棒圖進行顯示;日數(shù)據(jù)統(tǒng)計;月數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

e.　數(shù)據(jù)查詢。實時查詢表計所有的實時數(shù)據(jù)和任意選定時間段進行查詢歷史數(shù)據(jù);具有Web發(fā)布功能,網(wǎng)上鄰居或授權(quán)用戶可以通過瀏覽器遠方查詢該監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)、曲線和報表。

4　改造效果

通過GPRS無線通信技術(shù)對熱網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)改造后,以其低廉的運行費用,穩(wěn)定可靠等特點,取得了良好的運行效果,能夠真正服務于熱網(wǎng)管理工作;借助于GPRS熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng),公司能夠?qū)崟r獲得80家熱用戶的運行參數(shù),及時了解和掌握熱用戶的各項告警信息及生產(chǎn)情況,并可以第一時間做出判斷和處理;充分發(fā)揮了熱網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)的效能,進一步降低了人力資源成本,提高了現(xiàn)場儀表的自動化和計量管理水平,同時保證供熱質(zhì)量和熱網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行具有重大的現(xiàn)實意義和廣泛的應用價值。