(2)城市供热管网安全监控系统

联系人：王俊华13958048373城市供热管网安全生产监控调度系统杭州策安环境科技有限公司-------致力于城市能源动脉安全的监控国家高级电气智能工程师王俊华2009年03月联系人：王俊华13958048373前言热电集团供热管网担负着重大的供热任务，热力销售是企业的主要经济效益来源，用户的用热计量数据是收费和系统控制的主要依据，因此计量信息工作是生产经营环节中重要的基础工作，它的准确性、可靠性、及时性直接影响着企业的经济效益。我国的北方城市供暖大多数都采用集中供暖方式。随着经济的迅猛发展和城市化水平的提高，供热管网分布面积越来越大，供热管网的可靠运行和市民生活已关系密切。通过运用最新成熟的技术，对供热管网进行数字化监控，不仅有效的保证管网的运行，提高检修的效率，降低人工循检的成本，还便于相关部门的管理。联系人：王俊华13958048373目前供热管网监控现状随着城市供热管网建设的高速发展，由单一热源到多热源，管网规模和设备数量不断扩大，热用户急剧增长。如何有效管理城市供热系统的设施设备，提高热网运行效率，节约能源，满足用户需求成为摆在城市供热部门面前急需解决的问题。现有巡检系统不仅需要人工巡查维护、维修费用高等，计量信息不准确不及时为一些用户钻空子偷汽、漏气等提供了可乘之机，严重影响企业的经济效益；一旦管网泄漏,漏点定位的不精确，应急处理速度缓慢,又给业主带来较大的经济损失。联系人：王俊华13958048373城市供热管网监控的需求要保证供热质量，必须具备两个重要前提，一是要保证系统内有相应的压力。二是要保证系统内水介质的适当温度和流量。集中供热存在着一下几个问题：1.热惯性大，滞后很大，水力耦合强，系统的调节不仅与当前的数据有关，而且与历史的数据有关。2.集中供热系统涉及的区域较广，分散性较大。3.供热管网是一闭式系统，系统各个部分是相互关联的，某一部位参数的变化，会引起整个管网参数的变化。4.系统的扰动因素较多，如环境温度、风力、雨雪等的变化。一种行之有效的方法就是采用计算机监控管理系统对热网实行集中管理、分级控制。即由监控中心计算机通过各现场PLC检测整个供热系统的必要数据，对热网的水力工况和热力工况进行综合分析，然后向各受控部门发布指令，协调整个系统安全、经济运行。各现场PLC就地控制，可以按照监控中心计算机的指令进行调节，也可以按就地指令调节。联系人：王俊华13958048373系统构架供热管网中央监控系统是一个由工业监控计算机和通讯网络为基础、分散控制、集中管理的中央监控系统。监控系统是一个三级系统网络模式，由城市供热网调度中心MCC、区域监控中心SCC和本地监控站LCM三部分组成。1.城市供热网调度中心MCCMCC是最高级别的供热生产指挥中心，它调度管理整个供热管网运行，并负责协调外部联络，它是一个功能完善的计算机管理信息系统和企业网络。它具有一定信息综合加工能力，通过计算机网络，将各个业务部门有机的联为一体，达到数据共享、资源共享，为供热企业经营管理决策提供有力的技术支持。2.局域供热网监控中心SCCSCC为二级局域供热网监控中心，它接收MCC的指令和要求，主要任务是监控本供热管网的运行工况，并向上传送数据。3.本地监控站LCM为了保证管网正常的运行工况，需要在热电厂的出口、热网关键点及热力站设置本地监控站LCM。本地监控站将整个管网的参数传至调度监控中心、调度监控中心对热网进行统一调度管理。由于热电厂为独立的单位，本方案暂不包括热电厂。联系人：王俊华13958048373联系人：王俊华13958048373子系统（一）用户信息管理子系统用于管理用户的信息，用户的户务资料可以输入到系统中，由系统实施电子化管理。所有的用户资料可以通过系统的建模工具建立与该用户在地理图位置的连接关系，同时系统提供多向交叉查询及复合逻辑高级统计功能可以方便地对供热用户进行管理。用户属性数据，包括用户编号、名称、所在地、热量表、供热量、室内采暖系统设计形式、缴费情况等；用户用量数据查询和统计，包括热量表、热水表读数、用热量等；在这些用户信息的基础上，通过统计分析计算，掌握重点用户，为管网运行模拟提供基础数据。联系人：王俊华13958048373子系统（二）管网设施管理子系统热网设施资料信息管理是对整个热网（包括热力小室、节点、热力站、热网干线、对线、供热小区等）的各种信息资料如规划资料、竣工资料、维护资料等进行综合管理，可方便快捷地将各种资料输入计算机系统，并可根据需要进行修改；可在计算机上查询现有管网的所有资料，并按需求通过绘图仪（或打印机）给出有关图纸，对供热管网资料进行动态管理。包括：供热设备档案管理编码、分年限检索管理；新设备登录编码设备替换的档案变换管理图纸档案管理设备统计管理联系人：王俊华13958048373子系统（三）管网运行模拟子系统：用于模拟管网系统运行状况，从不同角度反映供热系统的运行状态及所存在的问题，为兴建改造管网设施提供决策依据。管网运行负荷分析：显示欠负荷、经济负荷和超负荷运行管段；查询显示各种负荷范围管段；供热路径查询：可查询管网中任意节点由哪个热源通过哪些管段供热并显示这些管段的运行参数；各热源供热分界线：以不同颜色指示出不同热源的供热从而分析用户用热热源并提供兴建换热站受益用户清单；供热潮流动态模拟：以动画形式动态模拟供热趋势。联系人：王俊华13958048373子系统（四）抢修辅助决策理子系统：用于指导热网事故处理，增强事故反应能力，减少事故损失。系统根据采集到的实时数据，对热网热量、流量进行分析，热网出现异常状态时迅速辨别故障类型，并报警；在热网管网发生爆管大漏事故时迅速找出事故发生位置，确定爆管的管段号、管径、管材以及相关信息；自动给出最优阀门关闭方案及事故处理意见；迅速绘制出事故发生地点的管网图及须关闭阀门的栓点图；显示停止供热区域图，并可打印出受影响用户名单。联系人：王俊华13958048373子系统（五）监控调度管理子系统通过与实时监控系统的紧密耦合，实时采集公司所有换热站（包括水-水站、汽-水站）的全部技术数据，包括压力、温度、流量、热量、水电消耗及水泵状态等各种基础数据，公司调度可以在调度室了解到各个换热站的各项运行参数，监测整个供热系统运行工况、分析系统运行工况的合理性，发出供热系统的调度指令，完成各种调度功能，实现热力站的按需供热和热源能力不足时实现热量均摊。包括：运行参数采样与统计对热力站现场参数的远程修改累计计算每小时耗热量参数报警自动控制，控制调节阀，保证二次供水温度达到设定值联系人：王俊华13958048373子系统（六）管网辅助规划子系统提供各种专题地图及区域范围的统计信息，包括土地分类图、用户密度分布图、待装用户分布图。同时也可以将现有供热能力、管道容量与能力分配情况重叠显示出来。同时根据现有的管网布局、建筑民居分布、道路走向、地形地势等各种综合情况，在短时间内提供多种管网规划方案，并迅速将方案实施后的模拟运行状况显示出来，直观地反映各种方案的综合性价比，从而便利地找出最佳规划方案。联系人：王俊华13958048373子系统（七）WEB信息发布子系统以WEB浏览器方式为各管理部门提供查询当前各种信息的途径。一般用户不需安装和维护复杂的系统软件，只需安装通用的Web浏览器，即可实现图形、资料信息的高效率共享。图形操作功能：提供各种基础的图形操作功能，如开窗、漫游、移动、缩小、放大、旋转等功能，并支持动态路名显示；信息查询功能：可方便进行图形浏览查询，包括地理图和各种专题图等，并可查询设备的资料信息及维护信息，同时可实现图、数互查功能。联系人：王俊华13958048373总体技术架构无论多复杂的组网方案，供热管网中央监控系统在逻辑上都是由现场监控、信号传输和监控中心三个部分构成其中，现场监控和监控中心又分别称为下位机系统和上位机系统。供热管网中央监控系统主要基于RCAV1.0监控产品实现，重点在下位机系统和上位机系统的设计、部署与实现上。联系人：王俊华13958048373监控结构1.现场监控现场监控即中央监控系统的下位机系统，主要任务是实现对供热管网及其相关设施运行状况的现场监视与控制。根据供热管网具体采用的监控设施，采用RCAV1.0®信号采集前端机实现各种监控设备运行状况的信号采集。2.信号传输供热管网运行状态信号传输网络是现场监视状态传输到监控中心的关键设施，运行状态信号传输网络建设主要通过由无线和有线两种形式。其中，MCC到SCC间的信号传输采用专线网络实现；考虑到系统建设的难易程度和投资预算，LCM到SCC间的信号传输采用电话线路通讯ISDN方式。最终监控PLC终端设备到信号采集前端机则根据实际设备的具体情况采用相应的连线方式。3.监控中心监控中心是中央监控系统的上位机系统，主要涉及MCC和SCC两部分。监控中心建设包括软件系统建设、硬件系统建设、机房建设以及系统集成、部署与培训。联系人：王俊华13958048373热网监控软硬件系统软件系统建设包括：供热管网设备运行监控逻辑应用设计与实现，供热管网设备监控界面设计与实现，以及相关实时数据库的设计与部署；硬件系统建设包括监控网络、服务器、监控终端、大屏幕显示设备的安装调试等工作；机房建设包括各类强电、弱电、安全设施以及机房装修等。监控系统软件采用RCAV1.0®监控软件实现。联系人：王俊华13958048373系统优势系统优势：1、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。2、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。3、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。4、避免了偷汽、漏汽现象，由于24小时在线运行，杜绝了用户偷汽的想法，现场计量出现故障可以在最短的时间内发现，并将故障时间记录备案。避免计量方面的损失。5、通过仿真系统对热网进行水力、热力计算，热网的控制运行分析，使热网达到最优化运行。利用故障诊断、能损分析了解管网保温、阻力损失情况，设备的使用效率，使热网的管损达到最小值，以达到最经济运行。通过历史数据和实时数据的比较，分析管网是否存在泄露，设备是否需要维修，以达到最安全运行。联系人：王俊华13958048373应用实例1、换热站部分（下位控制测量模块）为了节约用地、减少能耗、美化环境、节省投资和安全运行，现在许多换热站已由地上建筑改为地下建筑，并将人工职守改为无人职守热站，新疆某市部分小区的换热站就使用了这一模式。无人职守地下换热站应用的软件为“EF标准模拟阀自动控温系统”或“EF标准开关阀自动控温系统”，硬件为“EF－1511”或“EF－1512”测控前端（主要根据控制阀门的类型确定使用的软件和硬件）。1系统结构无人职守换热站中的控制器为单机运行状态，硬件系统的测点分布和接线示意图如下：测点分布、接线图以上测点分布和接线示意图为换热站的典型配置根据实际情况还可以增加或减少测点。联系人：王俊华13958048373应用实例2系统功能自动控温系统主要实现以下功能：*换热站站内主要参数的显示*就地执行器的手动控制，手动步距可以在线修改；*二次供水温度控制，系统自动根据室外温度的变化调节二次供水温度，减少能耗提高效率的目的；*延时启动循环泵功能，一二供水流量超线判断并自动调节阀门开度；*热量、流量的累计功能。*热网负荷分配功能，根据用户需求和不同的时段来确定温度设定曲线，由此曲线来控制一次调节阀门的开度，从而达到对热网负荷的合理分配；*系统仿真功能，此仿真模块是根据现场实际控制系统建立，对程序的调试提供了很大的帮助；联系人：王俊华13958048373对于大型城市供热网可以采用多级多种通讯方式相结合的方法联系人：王俊华13958048373软件监控画面数采控制主机采用工业通用组态软件和我公司开发的