贸易结算流量积算仪在热网计量系统中的应用

2018/4/6 0:09:02 人评论 次浏览 分类:二次仪表  文章地址:http://yunrun.com.cn/tech/1898.html

现有热网系统计量装置通过基于GPRS的测控通对贸易结算流量积算仪的数据进行传输,实现生产调度中心对热网系统运行状态的实时监测,平衡优化供用能结构,提高整体能源利用效率。昌晖仪表分享这种热网计量监测系统改造实践。

皖新文化产业投资(集团)有限公司有三个产品生产区,一个自备热电厂。热电厂工程建设是按“以热定电”的原则批复的,电能并网不上网。总规模为八炉六机,最大供汽能力800t/h,最大发电量142MW,最大供电量110MW。4路DN800的管道向三个生产区输送过热蒸汽,最远输送距离约10km。蒸汽主要通过板换、盘管等设备给给物料间接加热使用。一次冷凝水,在生产区就地回收再利用。集团公司对生产区和热电厂都进行单独考核,故供、用端都配置有蒸汽计量装置,用于能源计量核算。

整个热网系统具有以下特点:
①常年连续用汽,各生产区蒸汽用量占能源消耗比例较大;
②生产区分布分散,距离较远,不方便集中管理;
③抄表采用人工现场采集数据,每月抄录一次,需要核算过热蒸汽焓值,数据汇总时间较长;
④仪表故障发现及时率偏小,经常出现仪表不计量和少计量情况;
⑤不便于分析管路热量损失,也不便于掌握各生产区用汽信息,交班时用汽量波动较大,效率相对较低。
为了能够实时掌握热电厂供汽参数和生产区用汽负荷变化情况,加强对热力供应的有效调度,合理调配蒸汽供用,使热网系统运行工况平稳经济,进一步优化热电厂的经济运行模式;同时解决生产区的能源计量核算争议问题,公司决定对热网计量系统进行改造升级。

1、热网计量系统方案架构
根据管理需求,整个系统被分成三大部分。一部分是现场数据采集显示装置,实时采集显示现场的温度、压力、流量、密度、焓值、累积量等数据;第二部分是数据无线传输装置,基于GPRS网络通过测控通T40S将现场采集的数据打包传输到调度监控中心;第三部分是调度监控中心,调度监控中心增加热网计量监测功能,实现对热网数据的实时监测、数据存储、历史记录查询、报表打印、定期能源计量、管网热损分析等功能。
昌晖流量积算仪 
2、热网计量系统方案实施
①现场数据采集目前现场主要由热电偶温度变送器压力变送器差压变送器以及贸易结算流量积算仪等组成蒸汽计量系统。各现场计量点配置仪表设备的品牌规格基本一致。现有0.2%精度贸易结算流量积算仪YR-GFQ802-82-AAG-2-2P-U-T根据采集的数据和设定的参数,能够计算并显示温度、压力、流量、密度、焓值、累积流量和累积热量等数据,满足热网计量监测系统参数类型的要求。原仪表带有RS485通信接口,本次改在利用这个通信口实现数据远传,即可满足本次升级改造功能要求。

②数据无线传输
a、无线传输优点依据公司设备现状和能源计量考核规划,先期对各生产区一级蒸汽计量表计进行改造升级,后续将逐渐完善热网三级计量系统的在线计量监测。综合考量后,改造方案选择基于GPRS网络的数据无线传输方式,相较于有线和数传电台等传输方式,在本次改造中数据无线传输具有下述优点:
①利用公网通讯,永远在线,数据稳定性、准确率、实时性有保证;
②安装方便,通讯环节故障较少、基本免维护,通信距离基本无限制,投资及运行费用较低;
③系统的通用性、扩展性较好,便于后期增加监测点。


b、测控通T40S硬件特点

测控通T40S内置4G通信模块,实现通信模块可编程,4G-GPRS无线组网更简便。可监控四路输入信号,控制两路输出信号。提供简易C语言、STL语言和梯形图三种编程语言平台。通讯上具有有线通讯接口(串口RS232、RS485、TTL电平和网口)、GPRS和短信三种通信方式。测控通T40S内部集成ModBUS-RTU设备协议和JammyBUS分站协议的协议解析器。同时T40S内置主站采集管理功能,通过自身串口、网口、GPRS或短信可采集任何支持Modbus和JammyBUS协议的从站数据。

测控通T40S硬件硬件具有以下特点:
①测控通内置远程测控专用JammyBUS协议,该协议相比传统协议省50%流量,提高了系统的实时性和稳定性;
②编程软件内置远程程序下载功能,不用亲临现场,即可实现远程程序下载、修改、上传;
③有DC9-24V和3.7V锂电池两种供电方式。支持省电睡眠模式,睡眠时工作电流低至36.8uA,非常适合在不便布线或移动的环境应用。


c、数据传输过程

测控通T40S通过RS485串口和贸易结算流量积算仪建立通信物理链路,从而完成积算仪数据的采集。然后通过GPRS网络将数据无线传送到数据交换服务器。数据交换服务器可由第三方提供,出于数据安全考虑,可以自行搭建。数据服务器可以搭建在软件终端主站上,也可以和主站分离搭建在独立的电脑系统上。

在网络组态时,需要建立对应通讯方式的网络信道。在本工程中选择建立远程通网络信道,填写对应的数据交换服务器地址,并设置相应的信道参数,包括身份地址、组号、心跳时间、心跳失败次数、间隔时间、注册失败次数等。数据传输的整个过程为:测控通T40S通过RS485串口采集积算仪数据,数据通过GPRS网络传送到Internet网络中的数据交换服务器,数据交换服务器完成数据接收、交换、转发等一系列工作。上位监控系统,通过和数据交换服务器的查询或者更改对应数据项,就可以获得相应的信息数据。
 
d、调度监控中心

调度监控中心,配置有防火墙、数据交换服务器、上位监控主站系统、大屏显示器等设备。监测系统具有热网系统数据分析、显示、查询、统计、预警、报表打印等功能,并能提供一个直观、简单的操作平台。
①各监测点瞬时数据实时显示在监控中心的大屏幕上,准确地反映管线的实际运行状态;能及时反映GPRS模块运行联机状态和仪表运行工作状态。
②对重要的数据进行在线存储,数据的存储时间最长为5年;可以通过历史报表或者历史趋势曲线的方式来检索历史数据。
③基于管线数据模型分析沿线的压力损失、流量损失、热量损失,对于异常情况发出告警。
④自动生成日报、月报、年报等固定格式报表,也可设置条件定制汇总统计报表;具备报表手动和自动打印功能。
⑤根据各部门职能需要,通过内网系统,提供不同权限的数据查询和监视功能;并具有用能简报定向发送到手机用户的功能。
⑥监测中心主动提取监测点的数据,监测点能够随时接受召测,上传相关数据。数据采用校验算法,保证数据可靠传输。
⑦系统具有开放的数据接口,方便后期监测点的增加和扩容。

热网计量监测系统的改造,以很少的硬件投入和低廉通讯费用,满足了系统稳定可靠运行的要求,并取得了良好的运行效果。借助于热网计量监测系统,能够实时了解热网蒸汽参数和生产区生产情况,及时调度减少用汽端负荷大幅波动现象,平衡蒸汽供用,进一步优化热电联产机组运行方式,提高了能源利用效率。热网监测系统的效能,不但降低了公司的人力资源成本,而且避免了人工抄表时间误差,减少了能源核算争议问题。

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