浅谈热网监控系统在供热管理中的应用

浅谈热网监控系统在供热管理中的应用

潘树波

山东中正热力集团有限公司山东泰安271000

摘要：随着社会生产生活的快速发展，城市对能源的需求也大幅增加。特别是部分城市冬季气温较低，居民生活对热能的需求非常迫切。为此人们建设了大量的热电站及相关的热力供应系统来满足这种需求。但是对于大规模供热系统的管理一直是一个难题。由于气温变化复杂，用户的用热需求也在发生变化。为了最大程度提高热网供热效率，降低能量损失，需要供热系统时刻调节热源供热量和用户需热量之间关系，使其能够协调并相互适应。为了达到这种目的，需要调控系统能够时刻对热源、热网的工作运行状态及用户的用热情况进行监测分析，从而做出适当的调节动作，对热网系统的状态参数进行控制。本文通过介绍热网监控系统的结构及功能，对其在供热管理应用中产生的社会和经济效益进行了分析。

关键词：热网监控系统；监控中心；热力站；通信网络

随着社会的不断发展和进步，对各类资源的使用也越来越多，造成各类资源或多或少的出现危机，其中能源的危机愈发严重，这使得新能源的开发和利用以及各类环保、节能的产品受到了人们的广泛关注。同时，对太阳能以及地热能的开发和使用让人们看到了符合环保理念的一种比较新型的能够提供热量的能源。不过，当人们希望热能能够如电能一般融合到人们的工作和生活之中，就必须要建立一套完整的并且与能源的开发和利用相匹配的供热系统，以利于供热能源能够得到充分的开发和合理的利用。另一方面，为了保证供热站供给出来的热源能够令全部取暖的用户的取暖要求都能够得到满足，不仅需要监控和管理供热系统的运行及工作情况，还需要实时监测采暖用户使用热量的具体状况，而这两个需求就要求供热系统在最短的时间内建立健全出一整套相对完备的热网监控体系。

1.热网监控系统综述

热网监控系统是基于供热系统而构建出来的，它要适应供热管理的具体要求，利用包括计算机在内的各类智能设备对供热系统的完整的供热过程进行监测控制以及管理的一个系统[1]。其主要由热网远程监控系统软件，无线数据的传输设备，计算机，通信网络等部分组成。其不仅测量的准确性较高，而且比较可靠，稳定性也好，操作十分的便捷同时还能够远程控制。将热网监控系统应用到供热管理中，能够在一定程度上改善热网运行失调的问题，在保证供热系统平稳运行的同时有效地提升了供热的效率。此外，其能够全天在线运行，数据能够实现实时同步，能够有效地防止盗取热量以及漏热等情况，一旦出现问题，能够及时地发现异常，减少出现损失过大以及危险过大等严重情况的可能性。

2.热网监控系统的结构以及功能

2.1热网监控系统结构

热网监控系统的结构主要包括监控中心、无线及数据通信网络和远程终端站（即换热站）三部分组成。无线及数据通信网络不仅负责将监控中心与换热站相连接，还能够把换热站的运行状况和系统中的热负荷的变化状况传回给监控中心。

2.2热网监控中心

第一个就是热网监控中心配置。监控中心是热网监控系统里至关重要的一个部分，其重要程度可以相当于热网监控系统的大脑。故而，热网监控系统一定选取稳定性比较高，安全性比较好的工业级别的软件。另外，系统还应具备比较优良的扩展性能以及兼容性能。同时，在热网监控系统中心应具备：两台服务器、一台数据库、至少三台计算机（一个专业工程师主机，还有两个操作人员主机）以及网络打印机等。在服务器内部应该保存着热源运行的具体状况信息，通过设立的局域网能够连接服务器和工程师主机或者操作人员主机。第二个则热网监控中心的运行。监控中心中负责调度的人员通过操作人员站来实时的监控和调度整个热网的运行状况，操作人员站一般都配置有换热站工艺流程画面，视频软件系统，登陆管理画面，以及通信状态画面等。可提供实时的监控图像，并且能够对运行的情况进行记录，方便监控和查询等。工程师站则要对热网监控系统中的软件、硬件等进行护理和维修。工程师站配备的软件需要兼有开发、维护以及修改等多种功能。一般包括数据库分析软件、换热站分析软件等。第三个是热网监控中心的功能。

2.2.1实时的采集和监控热网工作过程中的动态数据以及运行的具体状况，而后对采集到的指标以及检测到的实施运行状况进行细致的处理和分析，继而在最大程度上优化整个热网的调度状况，以保证全网供热能够安全平稳的运行。

2.2.2能够在最短时间里发现系统运行过程中出现的问题，对导致故障出现的原因进行实时的诊断，同时发出警报。

2.2.3随时对室外环境中的实际温度进行测量，并且依据测量的结果对供热的需求进行一个预测。

2.2.4观测并记录换热站中热量表等各种仪表运行中的实际值以及变频循环泵正常运行时的工作频率，并适时地进行调控。

2.2.5针对热网的运行情况创建档案，为数据的分析提供资料的同时也利于资料的共享，进而提升管理的水平。

2.3数据通信网络

通讯是整个控制系统联络的枢纽，各个换热站、热源和管道监控节点通过通讯系统形成一个统一的整体。为了实现运行数据的集中监测、控制、调度，必须建立连接所有监控点的数据通信网络。采用移动公司的GPRS无线通讯业务作为数据采集手段。GPRS理论带宽可达171.2Kbit/s，实际应用带宽大约在40～100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用。GPRS是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP或X.25服务。GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用，数据传输速率高达160Kbps。GPRS的通讯方式具体实施方案是：（1）监控中心：申请VPN专线，组建虚拟网络，上位机与下位机采用轮询的方式进行数据通讯。（2）各换热站：采用一个GPRS通讯模块，换热站内所有控制器均通过一个GPRS模块完成换热站与监控中心的通讯。

2.4换热站

换热站内部都安装有可以进行编程操作的控制器，而且辅助有通信模块，这就保证了数据可以在换热站以及监控中心之间进行交换。可编程控制器负责：检测和记录数各信号，同时严谨的执行监控中心发射出的命令从而对运行的曲线进行设定或者是更改工作，同时依靠对变频器以及电动阀等有执行作用的装置的调节来控制对命令的实际执行情况。即使在出现通信障碍的时候也能脱离开监控中心进行独立的运行。除此之外，可编程控制器还可在设备运行出现故障，火灾等异常情况下进行报警的功能。

2.5其他设备

热网监控系统除了以上的主要设备外还包括一些其他设备，其中，数据采集服务器负责数据的采集以及数据的分配和转发。全网平衡控制服务器负责对标准气象点的具体参数，热源出口处检测点的参数值以及整个热网中关键节点（中继站等）处的工作参数和最恶劣环路换热站（最远端或者最早期设立的换热站）中的工作参数进行收集和整理。

结语：

热网监控系统使分散的热力站连接成为了一个整体，实现了区域内各热力站的统一监控管理。这不仅明显提高了城市供热系统工作的可靠性和安全性，同时也改善了供热效果、提高了热能利用率，并且与传统供热管理方式相比降低了劳动强度，减少了人员数量，提高了管理效率。很好的满足了节能、环保的要求，符合供热管理未来的发展趋势。

参考文献：

[1]朱震.热网监控系统在供热管理中的应用[J].科技创新与应用,2017(1)

[2]刘涛.基于集中供热管理系统网络技术探析[J].电脑迷,2017(10).

[3]裴明哲.浅谈供热管理中的大数据系统应用[J].科技尚品,2017(2)