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。

（5）报警控制功能

         提供超限报警、故障报警、掉电报警等信息，并在上位机中控平台和现场监测控制点显示出来。

（6）节点故障通知

         换热站或供热管道监测点出现故障时可及时以中心服务器平台、手机短信、报警信息等方式通知管理者。

（7）人机交互接口，可接入整个管理信息系统

         SQL-RA热力管网集中监控管理系统能够依据客户需求，设计接入管理信息系统，进行深层次数据挖掘、数据分析和统计，实现生产管理、用户收费管理、地理信息管理、设备维护管理、智能化办公、无纸化办公。

（8）备用冗余功能

        为了避免设备故障及异常带来不便，设备可进行扩展冗余，当设备出现故障时，辅助设备进行0切换。从而实现连续无故障运行，增加系统稳定性和可靠性。 

第四部分：监测软件数据平台

        我公司自主研发的热力管网集中监控管理软件，采集各个热用户的现场数据，经传感器数据模块传送至ZigBee节点或RS485节点上，然后通过有线、无线、3G/2G网络传输到数据平台，按照相关设定进行分析展示并进一步完成相应控制。

（1）用户登陆管理界面

        规定用户使用权限，不同用户提供不同的操作权限，非用户不能登陆系统，保证系统安全，操作简单而富有人性化。

（2）实时\历史、曲线\报表数据分析

        建立数据库，对各个换热站的运行参数进行集中储存，以实时曲线的方式显示给用户，并根据需要按照日、月、季、年参数变化曲线生成历史报表，实现历史数据查询。便于对热力管网的运行工况进行分析，做出有效调控。

（3）报警功能 

        实时接收各热力站的报警信息，提示操作人员进行报警处理。报警形式包括：声光报警、电话报警、短信报警、E-MAIL报警等。 

（4）远程控制

        现场采集设备将采集到的数据通过有线、无线、3G/2G无线网络传输到中控数据平台，用户从终端可以查看供热管道监测点现场的实时数据，并使用远程控制功能通过继电器控制设备或模拟输出模块对供热管道监测点的测量设备进行控制操作。根据用户管理权限的不同，可对现场进行远程控制和参数设定调整；

（5）监控终端

        监控终端通过可视化、多媒体的人机界面实现以下主要功能：①热力管网、供热管道、换热站运行状况全面显示、查询，包括温度、压力、流量等各种参数以及历史数据；②向换热站监控系统发调度命令，合理调度热源、调整设备运转状况，确保全网的供热均衡。

第五部分：系统的优点

◇ 解决了热网运行失调现象，实现了热网平衡运行，大大提高了供热效果。 

◇ 起到节能降耗的作用，换热站根据室外温度的变化，自动调节供水温度，从而最大程度的节约了能耗，并且提高供热的服务质量。

◇ 监控中心数据与现场数据保持同步。

◇ 避免偷汽、漏汽现象，由于24 小时在线运行，杜绝了用户偷汽的想法，现场计量出现故障可以在最短的时间内发现，并将故障时间记录备案。避免计量方面的损失。 

◇ 通过仿真系统对热网进行水力、热力计算，热网的控制运行分析，使热网达到最优化运行，利用故障诊断、能损分析了解管网保温、阻力损失情况，设备的使用效率，使热网的管损达到最小值，以达到最经济运行，通过历史数据和实时数据的比较，分析管网

◇ 防雷击：由于采用中国移动的GPRS 数据业务，所以在不影响上网的前提下，GPRS DTU的发射功率非常小，天线非常短，而且无需高架，克服了有线传输和无线电台传输容易引雷击坏设备的缺点。

附录：热力站基本监控点
1）一级网供回/水温度
2）一级网供/回水压力
3）一级网热量（流量计）
4）二级网流量（流量计）
5）一级网除污器差压，二次网除污器差压
6）二级网供/回水温度
7）二级网供回/水压力
8）补水流量（流量计）
9）室外温度
10）水箱液位和联锁(电磁阀)
11）循环水泵变频调节反馈
12）循环水泵变频调节
13) 一级网电动调节阀调节
14) 补水定压调节（与补水设备配套提供，自成系统）
15) 循环水泵运行状态及开停
16) 循环水泵故障
17) 补水泵运行状态及开停
18) 补水泵故障

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