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第一部分：概 述

（1）城市熱網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及系統(tǒng)應(yīng)用背景

      城市供熱系統(tǒng)是由熱源、熱網(wǎng)、熱用戶(工礦企業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、居民小區(qū)等)組成的龐大、封閉、復(fù)雜的循環(huán)系統(tǒng)。供熱對于北方的城市來說是重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，傳統(tǒng)的分散供熱方式會造成能源浪費、環(huán)境污染，已不適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展需要。集中供熱擁有節(jié)約能源、改善城市環(huán)境、提高經(jīng)濟效益等多方面的優(yōu)勢。

     目前，在北方地區(qū)多數(shù)集中供熱系統(tǒng)為間供系統(tǒng)，即城市熱網(wǎng)(一次網(wǎng))為高溫熱網(wǎng)，經(jīng)過街區(qū)換熱站將高溫熱水轉(zhuǎn)換為低溫熱水，通過小區(qū)熱網(wǎng)(二次網(wǎng))向熱用戶供熱的形式。這種供熱形式具有供熱面積大、輸送距離遠、調(diào)整方便、一次網(wǎng)失水率小、舒適度較高等優(yōu)點。

（2）集中供熱系統(tǒng)簡介及工作流程

    集中供熱系統(tǒng)包括熱源、熱網(wǎng)和熱用戶三部分。熱源所產(chǎn)生的蒸汽或熱水，通過管網(wǎng)向全市或部分地區(qū)的用戶供應(yīng)生產(chǎn)和生活用熱；換熱站是集中供熱網(wǎng)絡(luò)與熱用戶的接口，是熱源與熱用戶之間的“熱交換站”，換熱站能否高效運行對改善整個熱網(wǎng)的熱力不足、提高供熱品質(zhì)起著重要作用。

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   換熱站熱力系統(tǒng)由一次網(wǎng)供回水系統(tǒng)、二次網(wǎng)供回水系統(tǒng)、補水系統(tǒng)、熱計量系統(tǒng)組成，各部分之間相互關(guān)聯(lián)相互作用。熱源經(jīng)過一次網(wǎng)供水管路進入熱交換器，經(jīng)過充分的熱交換后，再由一次網(wǎng)回水管路流回熱源。而二次網(wǎng)中的水在熱交換器中充分受熱后經(jīng)二次網(wǎng)供水管路進入熱用戶，用戶取得熱量后，二次網(wǎng)循環(huán)泵將水通過二次網(wǎng)回水管路再進入熱交換器，如此循環(huán)供熱給用戶。

（3）我國現(xiàn)行集中供熱存在弊端

   由于城市供熱地理位置的分散性，供熱調(diào)度部門需要對分散在不同地理位置的換熱站、供熱管道中的溫度、壓力、流量、液位等參數(shù)集中實時監(jiān)視，并控制換熱站中各設(shè)備的聯(lián)動運行。同時，需要根據(jù)從現(xiàn)場監(jiān)測到的各換熱站運行參數(shù)，調(diào)節(jié)熱電廠運行工況，保證冬季整個供暖的穩(wěn)定運行。

   我國現(xiàn)行的熱力站運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)測量手段；無法對運行工況進行系統(tǒng)的分析判斷，系統(tǒng)運行工況失調(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行；供熱量與需熱量不匹配；運行數(shù)據(jù)不全，難以實現(xiàn)量化管理等。因此，科學(xué)有效的管理換熱站，不僅能減少人力浪費，還能及時發(fā)現(xiàn)熱網(wǎng)中存在的問題，進而及時通知供熱調(diào)度部門解決問題，以達到節(jié)約能源和提高熱源利用率的效果。并且對于保證熱網(wǎng)與熱源的安全也具有重要意義。

（4）SQL-RA熱力管網(wǎng)集中監(jiān)控管理系統(tǒng)

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     SQL-RA熱力管網(wǎng)集中監(jiān)控管理系統(tǒng)是利用熱網(wǎng)遠程監(jiān)控終端，通過對供熱系統(tǒng)的溫度、壓力、流量、電流、電壓、熱負荷變化等參數(shù)進行監(jiān)測、采集、控制及數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)對供熱過程的有效遙測與管理。

    城市熱網(wǎng)集中監(jiān)控系統(tǒng)是區(qū)域供熱系統(tǒng)中的重要組成部分，它將實時、全面的了解供熱系統(tǒng)的運行狀況，保證區(qū)域供熱系統(tǒng)安全合理地運行。并可根據(jù)運行參數(shù)進行供熱規(guī)劃和科學(xué)調(diào)配，為熱力部門提供準確、有效的重要數(shù)據(jù)。

    SQL-RA熱力管網(wǎng)集中監(jiān)控管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測熱力管網(wǎng)的溫度、壓力、流量、熱負荷變化等數(shù)據(jù)，并由GPRS/3G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至在線監(jiān)測中心平臺。在線監(jiān)測數(shù)據(jù)中心平臺實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的接收、過濾、存儲、處理、統(tǒng)計分析、實時數(shù)據(jù)查詢等功能，當溫度超過設(shè)定值時，自動開啟或者關(guān)閉指定設(shè)備。該系統(tǒng)完全脫離人工巡檢的古老模式，大大提高工作效率，保證換熱站的正常運行與供熱管道的正常傳輸。整個系統(tǒng)可達到：安全、可靠、準確、實時、全面、快速、高效的將真實的熱網(wǎng)信息展現(xiàn)在管理人員的面前。

第二部分：系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

    SQL-RA熱力管網(wǎng)集中監(jiān)控管理系統(tǒng)主要包括：熱網(wǎng)監(jiān)控調(diào)度中心、數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)、換熱站及供熱管道監(jiān)控點、數(shù)據(jù)遙測終端及二次儀表等。

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    現(xiàn)場換熱站控制系統(tǒng)實時監(jiān)測采集一次網(wǎng)及二次網(wǎng)的溫度、壓力、流量及熱量等工藝參數(shù)，控制和反饋各種泵閥的運行狀態(tài)；數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)負責將換熱站的運行數(shù)據(jù)傳送到熱網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控中心；熱網(wǎng)監(jiān)控調(diào)度中心對數(shù)據(jù)進行存儲、分析，具有實時監(jiān)控、超限報警、歷史曲線、報表打印等功能，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果向各換熱站發(fā)出調(diào)度控制指令。

 ◇熱網(wǎng)監(jiān)控調(diào)度中心：主要由管理服務(wù)器和熱網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)管理軟件構(gòu)成，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的接收、存儲、顯示、計算分析、趨勢曲線、報表、打印等信息管理功能。

 ◇數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)：支持以太網(wǎng)、GPRS/3G、數(shù)傳電臺、RS485總線、手機短信、光纖等多種通訊方式。

 ◇換熱站及供熱管道監(jiān)控點：利用數(shù)據(jù)遙測終端設(shè)備和二次儀表，實時監(jiān)測采集熱力管網(wǎng)的累計流量、瞬時流量、累計熱量、瞬時熱量、管道出口一次溫度、管道出口二次溫度、管道回水溫度、管道壓力、電動閥的開度等數(shù)據(jù)。并及時傳送至熱網(wǎng)遠程監(jiān)控終端，根據(jù)數(shù)據(jù)設(shè)定值實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控點的自動報警，防止事故發(fā)生。

 ◇數(shù)據(jù)遙測終端及二次儀表：主要包括：流量計、流量積算儀、電動閥、溫度傳感器、壓力傳感器等，實時測量管網(wǎng)的各項參數(shù)。

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第三部分：數(shù)據(jù)采集與控制功能

（1）遠程監(jiān)測采集功能

   遠程監(jiān)測采集各個熱用戶的數(shù)據(jù)，如溫度、壓力、液位、瞬時流量、累積流量、電源電壓、電源電流等，及時對數(shù)據(jù)進行分析、處理。并根據(jù)用戶需求可定制各種管理報表，如日報、月報、年報等，有助于提高監(jiān)控管理水平。

（2）參數(shù)分析判斷功能

  上位機軟件接收平臺，能夠清晰顯示全部數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的計算分析判斷，顯示計算結(jié)果，進而與標準值進行比較，及時做出科學(xué)調(diào)整，合理調(diào)度熱源實現(xiàn)全網(wǎng)的供熱均衡。

（3）圖形界面直觀展示
   顯示工藝流程圖畫面及動態(tài)運行參數(shù)，以圖像配文字形式直觀顯示熱力站和中心站的基礎(chǔ)信息，能夠提供各種溫度、壓力和流量分配的圖表以及生成標準的水壓圖，方便操作人員做出分析及參數(shù)預(yù)測，提高管理效率。

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（4）多種通訊方式

    以太網(wǎng)、無線電臺、GPRS/3G數(shù)據(jù)通訊、短消息通訊、衛(wèi)星終端等，提供多樣的通訊方式和調(diào)度中心系統(tǒng)進行實時數(shù)據(jù)交換。

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（5）報警控制功能

   提供超限報警、故障報警、掉電報警等信息，并在上位機中控平臺和現(xiàn)場監(jiān)測控制點顯示出來。

（6）節(jié)點故障通知

    換熱站或供熱管道監(jiān)測點出現(xiàn)故障時可及時以中心服務(wù)器平臺、手機短信、報警信息等方式通知管理者。

（7）人機交互接口，可接入整個管理信息系統(tǒng)

  SQL-RA熱力管網(wǎng)集中監(jiān)控管理系統(tǒng)能夠依據(jù)客戶需求，設(shè)計接入管理信息系統(tǒng)，進行深層次數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計，實現(xiàn)生產(chǎn)管理、用戶收費管理、地理信息管理、設(shè)備維護管理、智能化辦公、無紙化辦公。

（8）備用冗余功能

   為了避免設(shè)備故障及異常帶來不便，設(shè)備可進行擴展冗余，當設(shè)備出現(xiàn)故障時，輔助設(shè)備進行0切換。從而實現(xiàn)連續(xù)無故障運行，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。

第四部分：監(jiān)測軟件數(shù)據(jù)平臺

  我公司自主研發(fā)的熱力管網(wǎng)集中監(jiān)控管理軟件，采集各個熱用戶的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，經(jīng)傳感器數(shù)據(jù)模塊傳送至ZigBee節(jié)點或RS485節(jié)點上，然后通過有線、無線、3G/2G網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)平臺，按照相關(guān)設(shè)定進行分析展示并進一步完成相應(yīng)控制。

（1）用戶登陸管理界面

   規(guī)定用戶使用權(quán)限，不同用戶提供不同的操作權(quán)限，非用戶不能登陸系統(tǒng)，保證系統(tǒng)安全，操作簡單而富有人性化。

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（2）實時\歷史、曲線\報表數(shù)據(jù)分析

   建立數(shù)據(jù)庫，對各個換熱站的運行參數(shù)進行集中儲存，以實時曲線的方式顯示給用戶，并根據(jù)需要按照日、月、季、年參數(shù)變化曲線生成歷史報表，實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)查詢。便于對熱力管網(wǎng)的運行工況進行分析，做出有效調(diào)控。

（3）報警功能

    實時接收各熱力站的報警信息，提示操作人員進行報警處理。報警形式包括：聲光報警、電話報警、短信報警、E-MAIL報警等。

（4）遠程控制

    現(xiàn)場采集設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)通過有線、無線、3G/2G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街锌財?shù)據(jù)平臺，用戶從終端可以查看供熱管道監(jiān)測點現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，并使用遠程控制功能通過繼電器控制設(shè)備或模擬輸出模塊對供熱管道監(jiān)測點的測量設(shè)備進行控制操作。根據(jù)用戶管理權(quán)限的不同，可對現(xiàn)場進行遠程控制和參數(shù)設(shè)定調(diào)整；

（5）監(jiān)控終端

    監(jiān)控終端通過可視化、多媒體的人機界面實現(xiàn)以下主要功能：①熱力管網(wǎng)、供熱管道、換熱站運行狀況全面顯示、查詢，包括溫度、壓力、流量等各種參數(shù)以及歷史數(shù)據(jù)；②向換熱站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)調(diào)度命令，合理調(diào)度熱源、調(diào)整設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況，確保全網(wǎng)的供熱均衡。

第五部分：系統(tǒng)的優(yōu)點

◇ 解決了熱網(wǎng)運行失調(diào)現(xiàn)象，實現(xiàn)了熱網(wǎng)平衡運行，大大提高了供熱效果。

◇ 起到節(jié)能降耗的作用，換熱站根據(jù)室外溫度的變化，自動調(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。

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◇ 監(jiān)控中心數(shù)據(jù)與現(xiàn)場數(shù)據(jù)保持同步。

◇ 避免偷汽、漏汽現(xiàn)象，由于24 小時在線運行，杜絕了用戶偷汽的想法，現(xiàn)場計量出現(xiàn)故障可以在最短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)，并將故障時間記錄備案。避免計量方面的損失。

◇ 通過仿真系統(tǒng)對熱網(wǎng)進行水力、熱力計算，熱網(wǎng)的控制運行分析，使熱網(wǎng)達到最優(yōu)化運行，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)的管損達到最小值，以達到最經(jīng)濟運行，通過歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的比較，分析管網(wǎng)

◇ 防雷擊：由于采用中國移動的GPRS 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，所以在不影響上網(wǎng)的前提下，GPRS DTU的發(fā)射功率非常小，天線非常短，而且無需高架，克服了有線傳輸和無線電臺傳輸容易引雷擊壞設(shè)備的缺點。

附錄：熱力站基本監(jiān)控點
1）一級網(wǎng)供回/水溫度
2）一級網(wǎng)供/回水壓力
3）一級網(wǎng)熱量（流量計）
4）二級網(wǎng)流量（流量計）
5）一級網(wǎng)除污器差壓，二次網(wǎng)除污器差壓
6）二級網(wǎng)供/回水溫度
7）二級網(wǎng)供回/水壓力
8）補水流量（流量計）
9）室外溫度
10）水箱液位和聯(lián)鎖(電磁閥)
11）循環(huán)水泵變頻調(diào)節(jié)反饋
12）循環(huán)水泵變頻調(diào)節(jié)
13) 一級網(wǎng)電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)
14) 補水定壓調(diào)節(jié)（與補水設(shè)備配套提供，自成系統(tǒng)）
15) 循環(huán)水泵運行狀態(tài)及開停
16) 循環(huán)水泵故障
17) 補水泵運行狀態(tài)及開停
18) 補水泵故障