淺析供熱系統(tǒng)信息化管理

【摘 要】我國現(xiàn)行的熱力站運(yùn)行管理仍處于手工操作階段，影響了集中供熱優(yōu)越性的充分發(fā)揮。主要反映在：缺少全面的參數(shù)測(cè)量手段，無法對(duì)運(yùn)行工況進(jìn)行系統(tǒng)的分析判斷；系統(tǒng)運(yùn)行工況失調(diào)難以消除，造成用戶冷熱不均；供熱參數(shù)未能在最佳工況下運(yùn)行，供熱量與需熱量不匹配；運(yùn)行數(shù)據(jù)不全，難以實(shí)現(xiàn)量化管理。

【關(guān)鍵詞】供熱；系統(tǒng)；信息化

0.前言

搞好城市集中供熱工程，必須要全面提高供熱技術(shù)水平。因此，建立基于GPRS 無線網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)各換熱站現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的采集、調(diào)度室與各換熱站的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通訊控制，可以很好的解決上述缺點(diǎn)，可以有效提高供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平，并且能很大程度上提高供熱行業(yè)的管理水平。供熱工程中的自動(dòng)控制對(duì)于保證供熱系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)供熱、安全運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、環(huán)境保護(hù)具有十分重要的作用。

1.現(xiàn)狀分析

1.1外部大形式越來越嚴(yán)峻

收費(fèi)大改革、分戶改造、計(jì)量改革正在逐步深入，供熱企業(yè)的節(jié)能減排、社會(huì)責(zé)任的要求不斷提高，廣大熱用戶對(duì)熱質(zhì)量和多樣化的要求不斷提升，供熱用煤、水、電、人工、設(shè)備、材料等生產(chǎn)要素價(jià)格不斷增長，以上種種因素導(dǎo)致供熱成本不斷增加。加之現(xiàn)行熱價(jià)偏低致使企業(yè)政策性虧損，面對(duì)這些壓力，要求企業(yè)不斷向內(nèi)挖潛，由傳統(tǒng)的粗放管理向精細(xì)化管理過渡。在生產(chǎn)上采用新技術(shù)，在管理上采用新方法、新手段。

1.2內(nèi)部管理壓力越來越大

由于供熱面積的擴(kuò)大，在管理上必然形成多機(jī)構(gòu)、多供熱站點(diǎn)（所）、多收費(fèi)點(diǎn)，進(jìn)而使得范圍廣、地點(diǎn)分散；管理上從粗放到精細(xì)，內(nèi)容涉及工程、運(yùn)行、計(jì)費(fèi)到服務(wù)等各個(gè)專業(yè)；收費(fèi)方式多樣化，既有上門（走收）收費(fèi)、又有窗口收費(fèi)：既有按面積收費(fèi)、又有計(jì)量收費(fèi)等；內(nèi)部管控較難實(shí)行量化管理、流水作業(yè)，技術(shù)知識(shí)不能共享，審批審核、稽查管理難以準(zhǔn)確到位。

1.3目前信息化水平急需改進(jìn)

目前供熱企業(yè)雖然已經(jīng)形成基本的收費(fèi)管理、生產(chǎn)運(yùn)行信息化管理框架，但收費(fèi)系統(tǒng)急需改進(jìn)和完善才能滿足經(jīng)營的具體要求，而且生產(chǎn)系統(tǒng)沒有全覆蓋，基礎(chǔ)資料扔不準(zhǔn)確，這些系統(tǒng)尚處于分散、低速和不準(zhǔn)確狀態(tài)，存在著諸多的信息鴻溝和信息孤島；設(shè)備、材料、工程、維修和服務(wù)等專業(yè)還沒有實(shí)現(xiàn)信息化，仍然是手工管理，無法及時(shí)掌握分析；管理信息的采集、處理、傳遞和利用等方面都無法實(shí)現(xiàn)及時(shí)協(xié)同作業(yè)；管理信息量龐大，缺少大型或分布式的數(shù)據(jù)庫的支持，信息管理機(jī)制和相應(yīng)硬件設(shè)備需要改進(jìn)；信息管理的要求不統(tǒng)一，存在著橫向管理部門之間和縱向管理層級(jí)之間的交叉，隨意性大且難以管控。

2.集中供熱系統(tǒng)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控

在集中供熱系統(tǒng)中，熱網(wǎng)穩(wěn)定的水力工況和熱力工況最為重要，它們必須穩(wěn)定地運(yùn)行在一定的范圍內(nèi)才能保證整個(gè)供熱系統(tǒng)的正常運(yùn)行。熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)各換熱站的熱力平衡，監(jiān)測(cè)管網(wǎng)的運(yùn)行狀況，根據(jù)環(huán)境溫度等的變化調(diào)節(jié)供熱量，達(dá)到滿足國家供熱標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下節(jié)約能源。

監(jiān)控中心設(shè)置于熱力站中。它負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控全網(wǎng)的安全高效運(yùn)行，監(jiān)測(cè)代表點(diǎn)的具體參數(shù)，遙控各換熱站熱力工況均衡，反饋各換熱站運(yùn)行情況；在往年數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上分析氣候溫度趨勢(shì)，指導(dǎo)各換熱站運(yùn)行；監(jiān)視各換熱站人員流動(dòng)情況；提供VPN加密隧道接入方式，以備高層領(lǐng)導(dǎo)任何時(shí)間、任何地點(diǎn)遠(yuǎn)程接入，了解熱網(wǎng)運(yùn)行狀況并使得軟件后期的升級(jí)與維護(hù)成為可能。

系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

（1）換熱站監(jiān)控系統(tǒng)解決了熱網(wǎng)運(yùn)行失調(diào)現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了熱網(wǎng)平衡運(yùn)行，大大提高了供熱效果。

（2）起到了節(jié)能降耗的作用，換熱站根據(jù)室外溫度的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)供水溫度，從而最大程度的節(jié)約了能耗，并且提高供熱的服務(wù)質(zhì)量。

（3）換熱站監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)幾乎與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)保持同步，這是以往熱網(wǎng)運(yùn)行中投入多大的人力及物力都不可能實(shí)現(xiàn)的。

（4）避免了偷熱、漏熱現(xiàn)象，由于24 小時(shí)在線運(yùn)行，杜絕了用戶偷熱的想法，現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量出現(xiàn)故障可以在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)，并將故障時(shí)間記錄備案。避免計(jì)量方面的損失。

（5）通過仿真系統(tǒng)對(duì)熱網(wǎng)進(jìn)行水力、熱力計(jì)算，熱網(wǎng)的控制運(yùn)行分析，使熱網(wǎng)達(dá)到最優(yōu)化運(yùn)行，利用故障診斷、能損分析了解管網(wǎng)保溫、阻力損失情況，設(shè)備的使用效率，使熱網(wǎng)的管損達(dá)到最小值，以達(dá)到最經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，通過歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的比較，分析管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。

3.集中供暖安防監(jiān)控系統(tǒng)

我國北方地區(qū)冬季目前普遍采用集中供暖方式進(jìn)行供熱。鍋爐房通過城市高溫供熱管道將熱水送至各居民小區(qū)、企業(yè)中的換熱站。在換熱站，高溫管道（以下簡(jiǎn)稱一次網(wǎng)）中的熱水與進(jìn)居室暖氣片（以下簡(jiǎn)稱二次網(wǎng)）的熱水通過換熱器交換熱量。經(jīng)過換熱后，二次網(wǎng)中熱水流入各居室中。

供熱調(diào)度部門需要對(duì)分散在不同地理位置換熱站中溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)集中實(shí)時(shí)監(jiān)視，控制換熱站中各設(shè)備的運(yùn)行。同時(shí)，根據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)到的各換熱站運(yùn)行參數(shù)，調(diào)節(jié)熱電廠運(yùn)行工況，保證冬季整個(gè)供暖的穩(wěn)定運(yùn)行。

我國現(xiàn)行的熱力站運(yùn)行管理仍處于手工操作階段，影響了集中供熱優(yōu)越性的充分發(fā)揮。主要反映在：缺少全面的參數(shù)測(cè)量手段，無法對(duì)運(yùn)行工況進(jìn)行系統(tǒng)的分析判斷；系統(tǒng)運(yùn)行工況失調(diào)難以消除，造成用戶冷熱不均；供熱參數(shù)未能在最佳工況下運(yùn)行，供熱量與需熱量不匹配；運(yùn)行數(shù)據(jù)不全，難以實(shí)現(xiàn)量化管理。

搞好城市集中供熱工程，必須要全面提高供熱技術(shù)水平。因此，建立基于GPRS無線網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)各換熱站現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)的采集、調(diào)度室與各換熱站的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通訊控制，可以很好的解決上述缺點(diǎn)，可以有效提高供熱系統(tǒng)的自動(dòng)化控制水平，并且能很大程度上提高供熱行業(yè)的管理水平。供熱工程中的自動(dòng)控制對(duì)于保證供熱系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)供熱、安全運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、環(huán)境保護(hù)具有十分重要的作用。

視頻監(jiān)控軟件系統(tǒng)方案中，整個(gè)熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成：現(xiàn)場(chǎng)換熱站控制部分、GPRS 數(shù)據(jù)傳輸部分、調(diào)度室數(shù)據(jù)中心。通過控制模塊完成與SARO GPRS DTU的數(shù)據(jù)交互。PLC定時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送給GPRS DTU，同時(shí)PLC 實(shí)時(shí)接收DTU發(fā)來的數(shù)據(jù)完成相應(yīng)控制功能。GPRS DTU在收到PLC發(fā)來的數(shù)據(jù)會(huì)立即轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)中心。

3.1現(xiàn)場(chǎng)換熱站

PLC將各工藝參數(shù)實(shí)時(shí)采集后通過RS-232串口通信模塊將數(shù)據(jù)送往GPRS DTU通信模塊；同時(shí)，還可通過該通信模塊接收調(diào)度中心的指令。

3.2 GPRS數(shù)據(jù)傳輸部分

在對(duì)GPRS DTU通信模塊進(jìn)行配置時(shí)預(yù)先輸入數(shù)據(jù)中心的固定IP地址。GPRS DTU通信模塊收到PLC發(fā)來的數(shù)據(jù)后，把這些數(shù)據(jù)送到前面設(shè)置的IP地址網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，通過端口映射轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。SARO GPRS DTU發(fā)送數(shù)據(jù)的過程為：數(shù)據(jù)送到中國移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)中，然后再經(jīng)過Internet，最后在數(shù)據(jù)中心通過ADSL進(jìn)行接收。

3.3調(diào)度室數(shù)據(jù)中心

由ADSL MODEM、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、防火墻、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、工作站。數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通過ADSL Modem 接收來自各換熱站的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、歷史趨勢(shì)分析、報(bào)表打印等，其中一部分?jǐn)?shù)據(jù)還傳送到全廠MIS 系統(tǒng)。 [科]