智慧热网计量管理系统的技术研究与应用

智慧热网计量管理系统的技术研究与应用

发布时间：2022-10-12T07:32:26.853Z 来源：《中国科技信息》2022年6月第11期作者：赵彪

[导读] 我公司热网管线等计量原先均采用传统计量方式，巡检工作及结算数据多依赖于人工记录的方式，

赵彪

河南平煤神马东大化学有限公司河南省开封市 475003

摘要：我公司热网管线等计量原先均采用传统计量方式，巡检工作及结算数据多依赖于人工记录的方式，易出现巡检遗漏、记录不到位、数据记录不准确、数据不完整、没有详细的历史记录等问题。并且在巡检过程中，如遇特殊情况及突发事件，无法及时准确找出事故点，导致抢修时间延误，事态进一步扩大。

基于高速发展的先进网络通信技术，我公司建立了智慧热网计量管理系统，应用于热管及对外计量的脱盐水管网、生活用水管网等其它介质管网的计量，针对日常繁杂的热网管线巡检工作，智慧热网管理系统中安装了手机巡检功能，可以方便快捷的进行现场数据的动态跟踪、历史记录查询、数据有效处理、能耗科学分析、集中调度等。

1 系统概述

本项目对东大化学蒸汽管网、脱盐水管网、冷冻水管网、生活水管网等，在原有计量方式的基础上加以改造、建设，针对各管网对计量及监控等各项功能的要求，对该项目进行方案的定制、优化，改造、建设内容主要包括智慧热网计量、监控管理平台的建立以及各项计量预付费设备的安装、调试及数据传输，目前系统暂时开放50个远端计量点。

2 系统的结构及技术特点

计量系统由热网监控中心、移动数据传输网络装置、计量监控子站三部分组成。现场计量监控子站将现场的的各种变量、信息、参数打包，传输给GPRS/LTE通信模块，通讯模块把数据编码成可以在公网数据传送的格式，在线发送给移动运营商指定的站点，然后通过静态IP提取数据，传送到监控中心服务器中。

2.1采用抗震型涡街流量计

微小流量计量时能精准有效捕捉频率信号，并对微弱信号进行智能补足，避免因信号遗漏造成的计量损失，极大地加强了微小流量精准计量的下限范围，有效降低供热损耗。自动识别因外因造成的震动、干扰信号，解决涡街流量计抗干扰弱的缺点，精度±1.0%级。

中压蒸汽管网用户及DN300口径以上用户采用一体化平衡流量计，配备罗斯蒙特3051系列差压变送器，平衡流量计为一体化法兰连接式，安装维护方便，冬天取压管无需加伴热保温；计量性能优于传统的孔板流量计，量程比宽，计量稳定性好，压力损失小。

2.2采用满足JJG 1003-2016计量检定规程的流量积算仪

无缘点阵显示，无死角度数，±0.5%级的高精度计算、比普通显示仪增加了预收费功能，操作日志记录，可实时记录、查询何人何时对仪表进行操作，加强仪表参数设置的安全性，可以实现停气判断、压力断线补偿、断电补足、避免少数热用户通过在压力或者供电电源来达到偷气省气的目的从而造成供热公司的损失。

2.3采用上位机网上远程充值预付费功能

上位机远程充值：采用无线网络和微电脑技术，对远端的计量仪表进行预付费管理，实现先交费后用汽，当表内有余额时，正常运行；当表内余额等于和低于零时，自动模式下表阀自动关闭停止供热；手动模式下可继续供热，计量表将计量负数余量，当再次充值后自动扣除，若继续不充值管理员可根据情况远程关闭供热阀门停止供热。充值采用网上充值方式降低管理成本，从财务人员发起充值、相关负责人中间审核、主管领导最后审批的流程，任何一部不确定则充值不成功，做到闭环充值监管到位，流程闭环。

2.4稳定可靠的防盗功能

仪表箱内均安装有传感器和判断开关，对现场的盗气现像做出准确判断，一旦私自打开仪表箱改动仪表参数，系统将发出报警，管理员可根据报警的程度，决定是否发出远程关闭阀门阀的命令，积算仪配备了光电隔离技术，各种传感信号不受外界干扰信号影响，稳定可靠。

2.5安全的送汽流程设计

使用高温型电动开关闸阀、密保电路、高性能步进电机执行机构对蒸汽管路进行切断和接通操作，可以实现阀门的缓慢平缓打开，避免初期蒸汽供应过快造成危险事故，当表内无余额需要关闭阀门时，可以快速响应及时关断气源。

2.6 配备防雷击和防过压保护

计量仪表箱内配置防雷击和电压过压过流保护，雷电来袭瞬间，防雷电路迅速响应做出保护，过后自动恢复；当有过压和过流情况发生时，系统自动切断外供电源，转由内部仪表专用UPS供应计量系统的电源，检测30-120秒后，外部电源正常则自动恢复。

2.7支持断电保护和断线补偿功能

当计量系统被断电且仪表专用UPS的电源也使用完毕后，可以实现断电补足功能，按照协议的平均数据自动补足断电期间的用气量；仪表使用过程中，具备温度和压力传感器断线判断和补偿功能，做到即使温度和压力传感器损坏也不影响补偿运算。

2.8计量准确支持仪表系数分段补偿方式

预付费流量积算仪采用高精度元件，仪表系数支持分段补偿方式提高流量计的计量准确度。还需做到即使阀门的关闭和打开过程中也不能影响计量系统，系统设计合理合法。

2.9标准通讯方式支持GPRS通信组网

系统采用MODBUS标准通讯协议，协议设计稳定可靠，具备232/485通讯接口，方便GPRS组网，且可以根据通讯地点的信号强弱调整联网能力，做到数据稳定传输。

2.10支持现场存储数据报表曲线并可通过USB接口导出

流量积算仪具备较大的存储空间，做到日报、月报、年报、曲线报表都可在本地保存，并可以通过USB接口导出数据。做到即使热网

监控系统即使故障也能正常计量记录数据，为体统提供“黑匣子”，为热网通讯故障时了解热用户的用汽状况提供依据。

2.11支持分时付费功能

为了鼓励用热单位小负荷时多用汽，大负荷时减轻热网压力，可根据分时段单价对表内余额进行扣除，并且系统支持分时付费或日夜费率管理。

2.12支持协议计量和应急计量

系统支持超限和低于下限协议计量模式和应急计量方式。

2.13 采用智慧热网管理系统实现计量+物联网管理

在中控室网络机房配备企业级服务器，甲方提供静态外网IP地址网线，并分配部分网络端口，装配智慧热网计量管理系统软件，现场计量仪表数据通过4G无线网络将现场计量数据传输到热网管理系统，管理系统数据可投屏到中控室大屏方便管理。系统搭配安装手机智能

APP应用，方便管理人员随时随地掌握供热运行情况。中控室配备一台操作员电脑，方便运行人员使用。各部门管理人员根据相应的系统权限登陆使用。

3 该系统应用情况

“智慧热网计量管理系统”项目，于2022年03月在我公司应用，通过此系统实现了智能运行监控、实现了“无人值班，少人值守”；实现了智慧决策分析，根据用户峰谷平流量分析报表，统计负荷情况，进行分析辅助制定经营方案；实现了自动管损分析；提高自动化配置、精简人工，降低成本；该系统的微小流量计量功能、管损管理优化、压力断线补偿、断电补足等功能有效降低损耗、计量遗漏。

作为新一代供能的模式的“智慧热网计量系统”是对暖通工艺技术、自控工艺技术、人工智能技术、互联网＋大数据技术与云计算技术的高度融合利用，该系统提供一整套成熟、开放、可靠的软件技术平台，通过技术平台对于企业的业务管理过程加以构建、实现，确保每类产品的技术架构、设计标准、数据标准等；该系统具备、减少运行人员成本、降低介质损耗、在线监控并及时发现运行故障等优点。发展智慧热网是当今供热企业的必然需要，对提高企业经济效益，增强企业竞争力有重要作用。

参考文献：

[1] 马奕轩,智慧热网控制系统的分析,河北电力技术,2021-08-25.

[2] 张钧,浅析智慧热网建设原则和安全防护体系,电子世界,2016-08-23.

[3] 王淑莲,智慧热网集成技术及应用,建设科技,2015-01-30.

[3] 姬琳,智慧供热、节能降耗、共享收益——西安雁东供热有限公司热网监控系统建设,中国新技术新产品,2015-11-10.