解析热力管网集中监控管理系统的设计原理及应用

解析热力管网集中监控管理系统的设计原理及应用

第一部分：概述

（1）城市热网发展现状及系统应用背景

城市供热系统是由热源、热网、热用户(工矿企业、学校、医院、居民小区等)组成的庞大、封闭、复杂的循环系统。供热对于北方的城市来说是重要的基础设施之一，传统的分散供热方式会造成能源浪费、环境污染，已不适应现代社会的发展需要。集中供热拥有节约能源、改善城市环境、提高经济效益等多方面的优势。

目前，在北方地区多数集中供热系统为间供系统，即城市热网(一次网)为高温热网，经过街区换热站将高温热水转换为低温热水，通过小区热网(二次网)向热用户供热的形式。这种供热形式具有供热面积大、输送距离远、调整方便、一次网失水率小、舒适度较高等优点。

（2）集中供热系统简介及工作流程

集中供热系统包括热源、热网和热用户三部分。热源所产生的蒸汽或热水，通过管网

向全市或部分地区的用户供应生产和生活用热；换热站是集中供热网络与热用户的接口，是热源与热用户之间的“热交换站”，换热站能否高效运行对改善整个热网的热力不足、提高供热品质起着重要作用。

换热站热力系统由一次网供回水系统、二次网供回水系统、补水系统、热计量系统组成，各部分之间相互关联相互作用。热源经过一次网供水管路进入热交换器，经过充分的热交换后，再由一次网回水管路流回热源。而二次网中的水在热交换器中充分受热后经二次网供水管路进入热用户，用户取得热量后，二次网循环泵将水通过二次网回水管路再进入热交换器，如此循环供热给用户。

（3）我国现行集中供热存在弊端

由于城市供热地理位置的分散性，供热调度部门需要对分散在不同地理位置的换热站、供热管道中的温度、压力、流量、液位等参数集中实时监视，并控制换热站中各设备的联动运行。同时，需要根据从现场监测到的各换热站运行参数，调节热电厂运行工况，保证冬季整个供暖的稳定运行。

我国现行的热力站运行管理仍处于手工操作阶段，影响了集中供热优越性的充分发挥。主要反映在：缺少全面的参数测量手段；无法对运行工况进行系统的分析判断，系统运行工况失调难以消除，造成用户冷热不均；供热参数未能在最佳工况下运行；供热量与需热量不匹配；运行数据不全，难以实现量化管理等。因此，科学有效的管理换热站，不仅能减少人力浪费，还能及时发现热网中存在的问题，进而及时通知供热调度部门解决问题，以达到节约能源和提高热源利用率的效果。并且对于保证热网与热源的安全也具有重要意义。

（4）SQL-RA热力管网集中监控管理系统

SQL-RA热力管网集中监控管理系统是利用热网远程监控终端，通过对供热系统的温度、压力、流量、电流、电压、热负荷变化等参数进行监测、采集、控制及数据传输，实现对供热过程的有效遥测与管理。

城市热网集中监控系统是区域供热系统中的重要组成部分，它将实时、全面的了解供热系统的运行状况，保证区域供热系统安全合理地运行。并可根据运行参数进行供热规划和科学调配，为热力部门提供准确、有效的重要数据。

SQL-RA热力管网集中监控管理系统能够实时监测热力管网的温度、压力、流量、热负荷变化等数据，并由GPRS/3G网络将数据传输至在线监测中心平台。在线监测数据中心平台实现对数据的接收、过滤、存储、处理、统计分析、实时数据查询等功能，当温度超过设定值时，自动开启或者关闭指定设备。该系统完全脱离人工巡检的古老模式，大大提高工作效率，保证换热站的正常运行与供热管道的正常传输。整个系统可达到：安全、可靠、准确、实时、全面、快速、高效的将真实的热网信息展现在管理人员的面前。

第二部分：系统组成结构

SQL-RA热力管网集中监控管理系统主要包括：热网监控调度中心、数据通讯网络、换

热站及供热管道监控点、数据遥测终端及二次仪表等。

现场换热站控制系统实时监测采集一次网及二次网的温度、压力、流量及热量等工艺参数，控制和反馈各种泵阀的运行状态；数据通讯网络负责将换热站的运行数据传送到热网调度监控中心；热网监控调度中心对数据进行存储、分析，具有实时监控、超限报警、历史曲线、报表打印等功能，并根据数据分析结果向各换热站发出调度控制指令。

◇热网监控调度中心：主要由管理服务器和热网监控系统管理软件构成，实现对数据的接收、存储、显示、计算分析、趋势曲线、报表、打印等信息管理功能。

◇数据通讯网络：支持以太网、GPRS/3G、数传电台、RS485总线、手机短信、光纤等多种通讯方式。

◇换热站及供热管道监控点：利用数据遥测终端设备和二次仪表，实时监测采集热力管网的累计流量、瞬时流量、累计热量、瞬时热量、管道出口一次温度、管道出口二次温度、管道回水温度、管道压力、电动阀的开度等数据。并及时传送至热网远程监控终端，根据数据设定值实现现场监控点的自动报警，防止事故发生。

◇数据遥测终端及二次仪表：主要包括：流量计、流量积算仪、电动阀、温度传感器、压力传感器等，实时测量管网的各项参数。

第三部分：数据采集与控制功能

（1）远程监测采集功能

远程监测采集各个热用户的数据，如温度、压力、液位、瞬时流量、累积流量、电源电压、电源电流等，及时对数据进行分析、处理。并根据用户需求可定制各种管理报表，如日报、月报、年报等，有助于提高监控管理水平。

（2）参数分析判断功能

上位机软件接收平台，能够清晰显示全部数据，并对数据进行相应的计算分析判断，显示计算结果，进而与标准值进行比较，及时做出科学调整，合理调度热源实现全网的供热均衡。

（3）图形界面直观展示

显示工艺流程图画面及动态运行参数，以图像配文字形式直观显示热力站和中心站的基础信息，能够提供各种温度、压力和流量分配的图表以及生成标准的水压图，方便操作人员做出分析及参数预测，提高管理效率。

（4）多种通讯方式

以太网、无线电台、GPRS/3G数据通讯、短消息通讯、卫星终端等，提供多样的通讯方式和调度中心系统进行实时数据交换。