1集中供熱主要是利用熱電廠所產生的蒸汽或熱水,通過供熱管網提供給一個城市或部分地區生產和生活使用的供熱方式,其主要由熱源、熱網、熱用戶和熱流量計等四部分組成。東臺蘇中環保熱電有限公司由兩臺中溫中壓抽凝機組、沿城市和開發區50km供熱管線和142家熱用戶共同組成集中供熱管網系統;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現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、方便地傳輸到熱電廠(供熱單位)是個關鍵的技術問題。

近年來隨著無線通信的快速發展,尤其是使用公用無線信道的GSM、GPRS通信方式的發展,公司利用其無須投資建設的無線網絡,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家熱用戶計量系統進行了改造,并加裝了GPRS無線網絡通訊系統,組建了熱網監控管理系統,實現了對上線熱用戶的實時計量監測,有效地提高了工作效率和計量管理水平。

2　設備狀況熱網監控系統改造前,主要以城區賓館、浴室和茶水爐用汽為主,規模工業用戶為輔,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80%;

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

c.　自動化水平低,抄表全采用人工現場采集數據,且人工成本高,數據匯總時間較長,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.　儀表故障發現及時率嚴重偏小,經常出現儀表不計量和少計量情況,供熱管損較高;

e.　現場情況千差萬別,維護工作量較大。

3　改造方案及實施

3.1　熱網監控管理系統底層通訊網絡的選擇

目前通訊網絡通常采用專線、電話、電臺和GPRS四種不同的方式,都可實現對分散現場數據的采集要求。　

四種方式的對比可知:專線方式較適用于新上的管網系統,尤其是對數據連續性要求特別高的系統;電臺及GPRS較適用于老的管網系統;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;結合公司實際情況,最終選擇確定了GPRS無線通訊來實現熱網監控管理系統底層通訊網絡。

3.2　GPRS通信技術在熱網監控管理系統中應用的可行性

GPRS是作為現有GSM網絡向第三代移動通信演變的過渡技術,但是它具有顯著優勢:

a.　用戶隨時與網絡保持聯系,減少了撥號登錄接入網絡時間;

b.　采用針對數據業務的計費方式,用戶實時在線無數流時不計量費用;

c.　激活時間快,時間為1~3s,激活后已經完全接入GPRS網絡;

d.　GPRS數據傳輸速率快,理念峰值達171.2kb/s;

e.　組網簡單靈活、維護便捷、使用安全;

由此可見:GPRS通信技術在熱網監控管理系統中應用是可行的、合理的。

3.3　GPRS通信技術在熱網監控管理系統中的構成原理

整個熱網監控系統相當于小型的DAS系統,由主站系統、前置機、GPRS無線網絡和若干個熱用戶抄表終端等四部分共同組成;主站系統主要用于人機交互信息方面工作;前置機主要負責建立網絡鏈路和透明中轉收發數據的功能;GPRS無線網絡主要是完成信息的上送與下發;熱用戶抄表終端主要完成熱流量儀各參數的數字量與模擬量的轉換。

3.4　熱用戶抄表終端GPRS數傳裝置系統構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,各模擬量參數通過RS232轉換器轉換后,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,并結合實際情況對UPS電源進行了相應改造調整;在公司MIS監控中心安裝專用服務器作為前置機,并通過局域網與公司MIS主站系統鏈接,充分實現資源信息共享。

系統采用青島三達專用的監控軟件,其具有簡潔自然的管網地圖界面,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模塊運行聯機狀態和儀表運行工作狀態;

b.　數據記錄和存貯功能。每3min對各抄表終端對應熱用戶的瞬時流量、溫度、壓力及累計值等數據進行發送一次,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生時刻;采用存儲器記錄和存貯的各類數據,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.　統計分析。對熱用戶用汽量進行統計分析,并將所采集的數據,根據日、月或任意時段用曲線、報表和棒圖進行顯示;日數據統計;月數據統計。

e.　數據查詢。實時查詢表計所有的實時數據和任意選定時間段進行查詢歷史數據;具有Web發布功能,網上鄰居或授權用戶可以通過瀏覽器遠方查詢該監控系統數據、曲線和報表。

4　改造效果

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