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  • 换热站运行状态远程集中监控解决方案

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关键词:换热站 无线 状态监测 远程控制


一、背景介绍
随着节能减排政策及供热体制改革的推进,城市供热基本完成了从分散小锅炉到热力集团、热力公司集中供热的方式。供热系统主要涉及热源、管网、用热终端三个环节,如何全面及时、安全高效的对整个供热系统实现全过程监管控制,是目前供热管理部门面临的首要问题。
在多数城市,热力公司需要管理下属的多个换热站,十几甚至几十套换热机组的运行。虽然目前经过新建及改造,绝大多数换热机组已完全实现了自动无人值守+人工巡检的现场控制模式运行,但仍存在以下几方面问题:
1)缺少及时全面的数据测量手段,无法实现对下属多个换热站机组运行状况的实时监视、集中控制、统一调度;
2)无法实现故障及时发现、及时处理,人工巡检的模式仍存在安全隐患;
3)无法有效参考室外温度、热源、管网、终端的全过程运行数据,适时调度,实现按需供暖,降低供暖成本,提高供暖质量。
换热站运行状态远程集中监控解决方案针对上述问题,通过建立多换热站运行状态和终端室温监测体系,进一步可配合GIS应用,实现对区域内多换热站运行状况的全过程监测及远程集中控制。真正实现优质供热、安全运行、节能环保。

二、方案介绍
换热站运行状态集中监控系统,采取集中监测、统一调度、分布式控制的基本模式,监控中心主要负责全面的运行状态监测,根据实时状况采取相应的调度措施,直接对各站采取控制或指导现场操作人员完成控制方案的部署。

【换热站运行状态集中监控系统架构图】


本方案主要由现场换热机组数据采集及传输、集中监控、辅助监测(终端室温监测)三个主要部分组成:
1、现场换热机组数据采集及传输;
现场换热机组运行状态的采集有如下特点:
1)采集对象较为分散(通常分布在不同的城区,有一定距离);
2)采集频率要求高(采集间隔不超过一分钟);
3)总采集点数较多。
目前,大多数现场机组都采用触摸屏+PLC实现机组运行的就地控制,因此本方案中本地数据的采集及传输采用PLC+无线/有线通讯模块的方式解决。既充分利用现有的硬件资源减少投入,又可以保证数据采集及控制更加稳定安全。
2、集中监控
集中监控中心主要完成对各换热站的集中监视及远程控制。可以通过无线或有线的方式,与各监测点进行实时的数据通讯,实现集中管控。
1)集中监视:系统提供监测范围内所有换热站的温度、压力等主要运行参数的查询、实时显示及状态预警;
各级监视人员也可以通过任何一台接入internet的客户端,实时监视整个热网运行状态,预警系统还可以通过邮件、短信等形式,通知相关责任人,及时调度处理。
2)集中存储:对各换热站的数据进行汇总、存储,为进一步的分析应用提供数据基础;
3)远程控制:通过对现场机组运行状况的实时监测,直接采取相应的控制措施或与现场人员取得联系,远程指导操作,实现供热统一调度;
3、辅助监测(终端室温监测)
辅助监测主要是为了实时了解用热单位的实际使用效果,为供热调度提供参考数据。
终端室温监测通常在终端用户中选择有代表性的3-6个监测点,安装无线温度采集器,平均采集周期约30分钟/次。在监测点较集中的区域,可以采用无线组网+GPRS集中通讯的方式,实现局部分散采集,集中存储发送的方式,降低运行费用。
4、其他高级应用
随着企业应用的不断深入及对历史数据的不断挖掘,还可以增加包括巡检管理、专家诊断、辅助决策、运行优化等高级功能,不断提高热网的综合管理水平。

三、方案优势
本方案在多个项目实施后,凸显出如下优势:  

1、建设周期短,投入成本低

项目充分利用原有的硬件资源,通过建立与原有控制系统的通讯,实现数据的采集及设备监控;在通讯手段上因地制宜,无线有线相结合,采用ADSL或GPRS较为成熟的数据通讯服务,降低了系统实施的难度,缩短了建设周期,减少初期投入成本。

2、数据采集实时性强

由于现场控制多采用PLC的控制方式,其具有运算能力强、数据处理量大、运行安全可靠的优点,因此可以确保现场运行数据采集及时、准确,能够保证系统对数据采集和传输的实时性要求。

3、数据传输高效安全

通常单个热力站数据采集传输数据要求≥10Kbps,目前GPRS实际数据传输速率约40Kbps,ADSL传输速率更高。因此,采用成熟的ADSL或无线GPRS数据传输方式,其传输速率完全可以满足系统的大容量及高速率传输要求,确保数据传输的及时、准确、安全。

4、数据全面,有效管控

通过对各换热站建立全面的数据采集,使对热网的集中调度更有依据、更有针对性,实现从粗放式供暖向集约式供暖方式的转变。不但提高了供暖质量,减少用户投诉,也为热力公司提高了供热管理效率,降低供热损失,提高企业效益。

5、系统易于扩展和维护。

系统采取集中控制、分散管理的模式,新增热力站可以方便的接入系统,无缝接入,不受到任何限制。  

四、总结
通过本方案的实施,可以有效的实现多换热站运行状态的集中监视、远程控制,不但减少了日常的巡检维护工作,也使系统运行更加安全、高效。在换热站现场管控上真正实现无人值守,在热网的整体管理上真正实现按需供暖、智能调度,不断提高供热终端用户的满意度,提高企业的经济效益。

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