GPRS管網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)在萊鋼供水系統(tǒng)中的應(yīng)用

吳　雪,趙燕鵬,盛國(guó)鋒,郭　慧,劉濱濱(山東鋼鐵萊蕪分公司能源動(dòng)力廠,山東萊蕪271104)

GPRS管網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)在萊鋼供水系統(tǒng)中的應(yīng)用

吳雪,趙燕鵬,盛國(guó)鋒,郭慧,劉濱濱
(山東鋼鐵萊蕪分公司能源動(dòng)力廠,山東萊蕪271104)

【摘要】介紹了萊鋼型鋼生產(chǎn)區(qū)供水管網(wǎng)的基本情況以及基于GPRS移動(dòng)通信技術(shù)的管網(wǎng)流量、壓力無(wú)線遠(yuǎn)傳系統(tǒng)在萊鋼供水管網(wǎng)中的應(yīng)用，對(duì)其實(shí)施背景、應(yīng)用情況、實(shí)施效益等進(jìn)行了闡述說(shuō)明。

【關(guān)鍵詞】GPRS；供水管網(wǎng)；動(dòng)態(tài)監(jiān)控；無(wú)線遠(yuǎn)傳；節(jié)能降耗

Application of GPRS Monitoring System for the Water Supply Pipe Network of Laiwu Steel

Wu Xue, Zhao Yanpeng, Sheng Guofeng, Guo Hui, Liu Binbin
(The Energy Power Plant of Laiwu Steel of Shandong Iron and Steel Group, Laiwu, Shandong 271104, China)

【Abstract】The basic conditions of the water supply pipe network of Laiwu Steel production areas and the application of wireless remote transmission system for pipe network flowrate and pressure based on GPRS mobile communication technology are introduced. The application background, effect and economic performance of the technology were presented.

【Keywords】GPRS; water supply pipe network; dynamic monitoring; wireless remote transmission; energy saving and consumption reduction

1　前言

近年來(lái)，伴隨著萊鋼生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，作為冶金行業(yè)重要輔助部分的動(dòng)力能源系統(tǒng)也有了長(zhǎng)足發(fā)展和進(jìn)步，供水能力由原來(lái)的1500萬(wàn)t/年增加到現(xiàn)在的4500萬(wàn)t/年，供水管線不斷延長(zhǎng)，管網(wǎng)覆蓋區(qū)域不斷擴(kuò)大，形成了區(qū)域互補(bǔ)、共同支撐的多個(gè)環(huán)狀供水管網(wǎng)。

萊鋼型鋼區(qū)為萊鋼重點(diǎn)冶金生產(chǎn)區(qū)域，該區(qū)域集中了大量熱線生產(chǎn)用戶，供水管網(wǎng)遍及整個(gè)區(qū)域，分布復(fù)雜；供水管道多為焊接鋼管，壓力輸送管道，深埋地下，建設(shè)使用已近10年；同時(shí)由于該區(qū)域地址地形條件所限，大部分管道敷設(shè)于巖石上，管道溝回填多為砂礫石土，造成供水管線泄漏現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)、勘查難度加大，管網(wǎng)日常維護(hù)難度較大。

近幾年型鋼區(qū)供水量不斷增加，與之伴隨而來(lái)的是供水虧損率居高不下，管網(wǎng)系統(tǒng)流量、壓力等重要參數(shù)無(wú)法得到實(shí)時(shí)有效的監(jiān)控，對(duì)保供以及成本利潤(rùn)指標(biāo)完成造成了一定影響。根據(jù)統(tǒng)計(jì)目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)的城市供水管網(wǎng)及較大的工礦企業(yè)供水系統(tǒng)，管網(wǎng)泄漏率都在10%左右。管道泄漏不僅造成水資源的浪費(fèi)，對(duì)整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定與平衡也造成了影響，威脅到供水安全，更加直接的影響是供水回收率過(guò)低為公司帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益損失。

2　實(shí)施背景

為了積極適應(yīng)鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的有效保護(hù)利用，杜絕跑冒滴漏等各種浪費(fèi)水資源現(xiàn)象，如何通過(guò)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)管網(wǎng)流量、壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)漏點(diǎn)，降低管網(wǎng)虧損率，穩(wěn)定管網(wǎng)運(yùn)行，提高經(jīng)濟(jì)效益成為我們面臨的一個(gè)難題也是重要課題。

2012年，萊鋼能源動(dòng)力廠經(jīng)過(guò)系統(tǒng)研究，確定引入基于GPRS移動(dòng)通信原理的無(wú)線流量、壓力遠(yuǎn)傳系統(tǒng)。同年5月，系統(tǒng)正式安裝調(diào)試完畢投入實(shí)際運(yùn)行；2014年7月，完善增加三個(gè)新監(jiān)控點(diǎn)位，實(shí)現(xiàn)了對(duì)型鋼區(qū)重要監(jiān)測(cè)點(diǎn)流量、壓力的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，提高了供水管網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控水平。

3　過(guò)程介紹

3.1系統(tǒng)原理

供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)供水管網(wǎng)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集和控制。系統(tǒng)由監(jiān)控中心和各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位組成，各個(gè)管網(wǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集終端采集壓力、流量數(shù)據(jù)，返回中心控制室供控制中心進(jìn)行分析和決策取用，提高工作效率，保證供水穩(wěn)定。

當(dāng)前，供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)通信分為有線和無(wú)線兩大類。有線通信往往需要架設(shè)光纜、電纜等，當(dāng)?shù)匦螐?fù)雜時(shí)建設(shè)周期較長(zhǎng)，投資較大。無(wú)線通信包括衛(wèi)星通信、超短波無(wú)線數(shù)傳、GSM通信等，衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)費(fèi)用昂貴，只在某些特定的領(lǐng)域使用，超短波數(shù)據(jù)覆蓋范圍小，受地理環(huán)境限制不符合型鋼區(qū)供水管網(wǎng)實(shí)際。GPRS移動(dòng)通信技術(shù)目前是一種較為成熟穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通信方式。

GPRS無(wú)線遠(yuǎn)傳管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是利用中國(guó)移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)，將每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的管網(wǎng)流量、壓力信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的微機(jī)上，在監(jiān)測(cè)點(diǎn)位及監(jiān)控主機(jī)上均安裝有數(shù)據(jù)傳輸模塊，監(jiān)控中心軟件能接收、顯示、查詢、存儲(chǔ)每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的信息。

各監(jiān)控點(diǎn)使用GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端，通過(guò)中國(guó)移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心相連；各數(shù)據(jù)采集點(diǎn)使用移動(dòng)通信公司統(tǒng)一的SIM卡；各信息采集點(diǎn)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)軟件，支持24 h實(shí)時(shí)在線，實(shí)現(xiàn)信息采集點(diǎn)24 h傳送采集的信息數(shù)據(jù)。

3.2系統(tǒng)特點(diǎn)

相比傳統(tǒng)信息傳輸，該系統(tǒng)節(jié)約了大量線纜建設(shè)費(fèi)用，并且不存在信號(hào)易受干擾、數(shù)據(jù)丟失等問(wèn)題；只要SIM不欠費(fèi)就能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)長(zhǎng)久運(yùn)行。選用的數(shù)據(jù)傳輸模塊功耗低，符合當(dāng)前節(jié)能降耗要求；計(jì)量設(shè)備可根據(jù)實(shí)際管道情況進(jìn)行選取，選擇范圍廣；監(jiān)控軟件系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低，傳輸數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，誤差小，數(shù)據(jù)能夠長(zhǎng)期儲(chǔ)存在電腦硬盤(pán)上，供日后查看分析之用；利用現(xiàn)有的成熟的GPRS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)投入運(yùn)行時(shí)基本不需要調(diào)試，安裝快簡(jiǎn)捷；在實(shí)際安裝過(guò)程中，只需要安裝相關(guān)的超聲波流量計(jì)、壓力傳感器及對(duì)應(yīng)的流量、壓力模塊即可，工程量較小。數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣泛，擴(kuò)容無(wú)限制，接入點(diǎn)無(wú)限制，充分滿足了型鋼區(qū)復(fù)雜供水管網(wǎng)的需求。

日常運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)24 h不間斷的信息反饋及顯示；管網(wǎng)發(fā)生壓力、流量異常時(shí)，系統(tǒng)還能夠發(fā)出報(bào)警信息，人員能夠第一時(shí)間確定問(wèn)題管段，趕到事故地點(diǎn)進(jìn)行處理解決，保證管網(wǎng)運(yùn)行安全，提高管網(wǎng)管控水平。

該套GPRS無(wú)線壓力、流量遠(yuǎn)傳系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、測(cè)量設(shè)備、數(shù)據(jù)模塊、通信系統(tǒng)組成，架構(gòu)較為合理簡(jiǎn)單。

4　應(yīng)用實(shí)施

2012年5月，能源動(dòng)力廠通過(guò)對(duì)整個(gè)型鋼區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)仔細(xì)勘察與研究，分別選取在型鋼新西線管道、型鋼東線管道、型鋼東環(huán)線管道三處安裝了該套系統(tǒng)，該三處供水管道連接萊鋼型鋼廠、寬厚板廠、煉鐵廠等熱線生產(chǎn)大用戶，對(duì)管網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

現(xiàn)場(chǎng)在供水管道上安裝了超聲波流量計(jì)及壓力傳感器，將監(jiān)控主機(jī)設(shè)置在型鋼水處理廠（為型鋼區(qū)供水）主控室內(nèi)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；同時(shí)系統(tǒng)還能協(xié)助運(yùn)行人員生成日?qǐng)?bào)表及生產(chǎn)趨勢(shì)歷史曲線等，極大的方便了日常生產(chǎn)運(yùn)行。該系統(tǒng)是萊鋼區(qū)域供水系統(tǒng)第一套GPRS無(wú)線遠(yuǎn)傳壓力、流量監(jiān)控系統(tǒng)，填補(bǔ)了萊鋼區(qū)域供水無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)的空白，尤其是在生產(chǎn)水供給中發(fā)揮了顯著作用，對(duì)保證管網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、及時(shí)發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)異常及管網(wǎng)泄漏等具有十分重要的意義。

2012年12月28日，在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)型鋼東線DN1000供水管道流量監(jiān)測(cè)值與型鋼水廠1#泵房出水值存在一定差值，初步判斷東線監(jiān)測(cè)點(diǎn)處存在漏點(diǎn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘探發(fā)現(xiàn)一處300 m3/h漏點(diǎn)，迅速制定方案進(jìn)行了堵漏處理，挽回了巨大經(jīng)濟(jì)損失。

2013年7月，新西線管道100 t電爐供水北線監(jiān)測(cè)點(diǎn)流量壓力發(fā)生異常，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查看發(fā)現(xiàn)一處200 m3/h漏點(diǎn)，萊鋼能源動(dòng)力廠迅速協(xié)調(diào)萊鋼特鋼項(xiàng)目部進(jìn)行搶修，避免了事故狀態(tài)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)造成的影響。

5　結(jié)語(yǔ)

作為萊鋼區(qū)域第一套無(wú)線遠(yuǎn)傳流量、壓力系統(tǒng)，該系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中為保證型鋼區(qū)供水安全穩(wěn)定發(fā)揮了重要作用，其對(duì)供水管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控進(jìn)一步降低了型鋼區(qū)供水虧損率，尤其是在當(dāng)前鋼鐵行業(yè)持續(xù)低迷的情況下具有十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益和保供意義，減少了供水管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的不穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，具有一定的推廣實(shí)踐意義。

自動(dòng)化

作者簡(jiǎn)介：吳雪（1987-），女，大學(xué)本科學(xué)歷，助理工程師，現(xiàn)從事給排水技術(shù)管理工作。

收稿日期:2014- 12- 30

【中圖分類號(hào)】TF085

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【文章編號(hào)】1006-6764（2015）04-0054-02