GPRS管網動態監控系統在萊鋼供水系統中的應用

吳　雪,趙燕鵬,盛國鋒,郭　慧,劉濱濱(山東鋼鐵萊蕪分公司能源動力廠,山東萊蕪271104)

GPRS管網動態監控系統在萊鋼供水系統中的應用

吳雪,趙燕鵬,盛國鋒,郭慧,劉濱濱
(山東鋼鐵萊蕪分公司能源動力廠,山東萊蕪271104)

【摘要】介紹了萊鋼型鋼生產區供水管網的基本情況以及基于GPRS移動通信技術的管網流量、壓力無線遠傳系統在萊鋼供水管網中的應用，對其實施背景、應用情況、實施效益等進行了闡述說明。

【關鍵詞】GPRS；供水管網；動態監控；無線遠傳；節能降耗

Application of GPRS Monitoring System for the Water Supply Pipe Network of Laiwu Steel

Wu Xue, Zhao Yanpeng, Sheng Guofeng, Guo Hui, Liu Binbin
(The Energy Power Plant of Laiwu Steel of Shandong Iron and Steel Group, Laiwu, Shandong 271104, China)

【Abstract】The basic conditions of the water supply pipe network of Laiwu Steel production areas and the application of wireless remote transmission system for pipe network flowrate and pressure based on GPRS mobile communication technology are introduced. The application background, effect and economic performance of the technology were presented.

【Keywords】GPRS; water supply pipe network; dynamic monitoring; wireless remote transmission; energy saving and consumption reduction

1　前言

近年來，伴隨著萊鋼生產規模的擴大，作為冶金行業重要輔助部分的動力能源系統也有了長足發展和進步，供水能力由原來的1500萬t/年增加到現在的4500萬t/年，供水管線不斷延長，管網覆蓋區域不斷擴大，形成了區域互補、共同支撐的多個環狀供水管網。

萊鋼型鋼區為萊鋼重點冶金生產區域，該區域集中了大量熱線生產用戶，供水管網遍及整個區域，分布復雜；供水管道多為焊接鋼管，壓力輸送管道，深埋地下，建設使用已近10年；同時由于該區域地址地形條件所限，大部分管道敷設于巖石上，管道溝回填多為砂礫石土，造成供水管線泄漏現場發現、勘查難度加大，管網日常維護難度較大。

近幾年型鋼區供水量不斷增加，與之伴隨而來的是供水虧損率居高不下，管網系統流量、壓力等重要參數無法得到實時有效的監控，對保供以及成本利潤指標完成造成了一定影響。根據統計目前國內大多數的城市供水管網及較大的工礦企業供水系統，管網泄漏率都在10%左右。管道泄漏不僅造成水資源的浪費，對整個管網系統的穩定與平衡也造成了影響，威脅到供水安全，更加直接的影響是供水回收率過低為公司帶來經濟效益損失。

2　實施背景

為了積極適應鋼鐵行業節能減排的要求，實現對水資源的有效保護利用，杜絕跑冒滴漏等各種浪費水資源現象，如何通過技術手段實現對管網流量、壓力的實時監控，及時發現管網漏點，降低管網虧損率，穩定管網運行，提高經濟效益成為我們面臨的一個難題也是重要課題。

2012年，萊鋼能源動力廠經過系統研究，確定引入基于GPRS移動通信原理的無線流量、壓力遠傳系統。同年5月，系統正式安裝調試完畢投入實際運行；2014年7月，完善增加三個新監控點位，實現了對型鋼區重要監測點流量、壓力的實時動態監控，提高了供水管網動態監控水平。

3　過程介紹

3.1系統原理

供水管網監控系統的主要目的是實現對供水管網各監測點的數據采集和控制。系統由監控中心和各個監測點位組成，各個管網監測點的數據采集終端采集壓力、流量數據，返回中心控制室供控制中心進行分析和決策取用，提高工作效率，保證供水穩定。

當前，供水管網監控系統采用的數據通信分為有線和無線兩大類。有線通信往往需要架設光纜、電纜等，當地形復雜時建設周期較長，投資較大。無線通信包括衛星通信、超短波無線數傳、GSM通信等，衛星通信數據費用昂貴，只在某些特定的領域使用，超短波數據覆蓋范圍小，受地理環境限制不符合型鋼區供水管網實際。GPRS移動通信技術目前是一種較為成熟穩定的數據通信方式。

GPRS無線遠傳管網監控系統是利用中國移動GPRS網絡，將每個監測點的管網流量、壓力信息傳輸到監控中心的微機上，在監測點位及監控主機上均安裝有數據傳輸模塊，監控中心軟件能接收、顯示、查詢、存儲每個監測點的信息。

各監控點使用GPRS透明數據傳輸終端，通過中國移動GPRS網絡與監控中心相連；各數據采集點使用移動通信公司統一的SIM卡；各信息采集點運行監控系統軟件，支持24 h實時在線，實現信息采集點24 h傳送采集的信息數據。

3.2系統特點

相比傳統信息傳輸，該系統節約了大量線纜建設費用，并且不存在信號易受干擾、數據丟失等問題；只要SIM不欠費就能實現系統長久運行。選用的數據傳輸模塊功耗低，符合當前節能降耗要求；計量設備可根據實際管道情況進行選取，選擇范圍廣；監控軟件系統運行穩定，故障率低，傳輸數據準確，誤差小，數據能夠長期儲存在電腦硬盤上，供日后查看分析之用；利用現有的成熟的GPRS移動網絡，系統投入運行時基本不需要調試，安裝快簡捷；在實際安裝過程中，只需要安裝相關的超聲波流量計、壓力傳感器及對應的流量、壓力模塊即可，工程量較小。數據通信覆蓋范圍廣泛，擴容無限制，接入點無限制，充分滿足了型鋼區復雜供水管網的需求。

日常運行過程中，系統能夠實現24 h不間斷的信息反饋及顯示；管網發生壓力、流量異常時，系統還能夠發出報警信息，人員能夠第一時間確定問題管段，趕到事故地點進行處理解決，保證管網運行安全，提高管網管控水平。

該套GPRS無線壓力、流量遠傳系統主要由監控中心、測量設備、數據模塊、通信系統組成，架構較為合理簡單。

4　應用實施

2012年5月，能源動力廠通過對整個型鋼區管網系統仔細勘察與研究，分別選取在型鋼新西線管道、型鋼東線管道、型鋼東環線管道三處安裝了該套系統，該三處供水管道連接萊鋼型鋼廠、寬厚板廠、煉鐵廠等熱線生產大用戶，對管網穩定運行具有重要意義。

現場在供水管道上安裝了超聲波流量計及壓力傳感器，將監控主機設置在型鋼水處理廠（為型鋼區供水）主控室內，實現數據實時監測；同時系統還能協助運行人員生成日報表及生產趨勢歷史曲線等，極大的方便了日常生產運行。該系統是萊鋼區域供水系統第一套GPRS無線遠傳壓力、流量監控系統，填補了萊鋼區域供水無線監控系統的空白，尤其是在生產水供給中發揮了顯著作用，對保證管網穩定運行、及時發現管網異常及管網泄漏等具有十分重要的意義。

2012年12月28日，在運行中發現型鋼東線DN1000供水管道流量監測值與型鋼水廠1#泵房出水值存在一定差值，初步判斷東線監測點處存在漏點，通過現場勘探發現一處300 m3/h漏點，迅速制定方案進行了堵漏處理，挽回了巨大經濟損失。

2013年7月，新西線管道100 t電爐供水北線監測點流量壓力發生異常，通過現場查看發現一處200 m3/h漏點，萊鋼能源動力廠迅速協調萊鋼特鋼項目部進行搶修，避免了事故狀態對項目建設造成的影響。

5　結語

作為萊鋼區域第一套無線遠傳流量、壓力系統，該系統在實際應用過程中為保證型鋼區供水安全穩定發揮了重要作用，其對供水管網的動態監控進一步降低了型鋼區供水虧損率，尤其是在當前鋼鐵行業持續低迷的情況下具有十分顯著的經濟效益和保供意義，減少了供水管網實際運行過程中的不穩定性，實現了對管網的動態監控，具有一定的推廣實踐意義。

自動化

作者簡介：吳雪（1987-），女，大學本科學歷，助理工程師，現從事給排水技術管理工作。

收稿日期:2014- 12- 30

【中圖分類號】TF085

【文獻標識碼】B

【文章編號】1006-6764（2015）04-0054-02