基于4G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的熱工儀表伴熱帶監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

摘要：北方地區(qū)冬季會(huì)由于室外儀表管路凍結(jié)造成熱工保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作，為了保證表計(jì)的正常運(yùn)行，防止凍管威脅機(jī)組安全運(yùn)行，利用成熟的4G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)給水流量保溫箱內(nèi)的溫度及伴熱帶的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)將收集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式傳送給手機(jī)App，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控及報(bào)警提醒功能。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);儀表伴熱帶;溫度監(jiān)測(cè);實(shí)時(shí)監(jiān)控;保護(hù)可靠

0? ? 引言

我公司2×350 MW機(jī)組為超臨界直流鍋爐，沒(méi)有汽包作為分界點(diǎn)，給水經(jīng)過(guò)受熱面直接加熱生成過(guò)熱蒸汽，所以保證給水流量與蒸汽流量的平衡關(guān)系至關(guān)重要，給水流量對(duì)機(jī)組安全的重要性也可見(jiàn)一斑。在冬季寒冷的環(huán)境下，汽水介質(zhì)的測(cè)量管路必須設(shè)置加熱用的伴熱帶并加敷保溫棉，以保證測(cè)量管路中的介質(zhì)不會(huì)因溫度過(guò)低造成結(jié)冰，影響過(guò)程量的檢測(cè)。我公司2017年初發(fā)生了一起因主給水流量測(cè)量表計(jì)（圖1）凍管導(dǎo)致的鍋爐MFT機(jī)組非停事故。為了保證表計(jì)的正常運(yùn)行，防止凍管威脅機(jī)組安全運(yùn)行，我們自行開(kāi)發(fā)了一套基于4G物聯(lián)網(wǎng)功能的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)給水流量保溫箱內(nèi)的溫度及伴熱帶的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)將收集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式傳送給手機(jī)App，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控及報(bào)警提醒功能。

1? ? 實(shí)施方案

（1）采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、安裝方便、實(shí)用性較強(qiáng)等特點(diǎn)。

1）無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸及控制模塊（WM10WIFI-DTU）：無(wú)線傳輸及控制模塊（圖2）具有GPRS/Wi-Fi/RS232/RS485等多種通信模式便于選擇，GPRS/Wi-Fi模式用于將采集到的數(shù)據(jù)及視頻監(jiān)控圖像以4G技術(shù)傳送至App中心平臺(tái)供用戶查看。

2）安裝高清視頻監(jiān)控?cái)z像頭：采用獨(dú)立可360°旋轉(zhuǎn)的監(jiān)控?cái)z像頭，用無(wú)線傳輸方式推送至中心平臺(tái)，以便維護(hù)人員實(shí)時(shí)清晰觀察和調(diào)取現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行視頻及60天內(nèi)實(shí)時(shí)錄像，有利于技術(shù)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（2）利用遠(yuǎn)程智能控制設(shè)備加強(qiáng)設(shè)備遠(yuǎn)程控制功能。

1）設(shè)備控制組：控制系統(tǒng)主要由DTU控制I/O模塊、DC24 V繼電器等組成。軟件系統(tǒng)可以由控制中心后臺(tái)上設(shè)置點(diǎn)動(dòng)、啟停、聯(lián)鎖等控制功能，并在設(shè)備積灰或環(huán)境溫度過(guò)高時(shí)及時(shí)進(jìn)行吹掃，減輕維護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)巡檢勞動(dòng)強(qiáng)度。

2）控制中心App平臺(tái)：App平臺(tái)（圖3）作為完整的物聯(lián)網(wǎng)集合體具備數(shù)據(jù)傳輸/處理/存儲(chǔ)/展示、用戶管理、報(bào)警等功能（圖4），從而輕松易舉地實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控。

（3）增加設(shè)備參數(shù)異常、故障報(bào)警和歷史數(shù)據(jù)采集、記錄功能。

該控制中心App平臺(tái)支持電腦網(wǎng)頁(yè)、蘋(píng)果iOS/安卓App，具有App報(bào)警/微信報(bào)警推送、歷史報(bào)表、歷史曲線、視頻監(jiān)控等功能，監(jiān)測(cè)到報(bào)警時(shí)驅(qū)動(dòng)本裝置蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)會(huì)以平臺(tái)通知或微信信息方式推送至用戶移動(dòng)端，便于維護(hù)人員隨時(shí)查看設(shè)備參數(shù)異常信息、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)。

2? ? 運(yùn)行現(xiàn)狀及分析

原來(lái)采用的方式是人工一天4次現(xiàn)場(chǎng)對(duì)熱控保溫箱及伴熱帶進(jìn)行檢查，檢查兩臺(tái)機(jī)組大約需要2 h，人員負(fù)擔(dān)較重?，F(xiàn)增加一套基于4G物聯(lián)網(wǎng)功能的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，獨(dú)立于現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)，對(duì)給水流量保溫箱內(nèi)的溫度及伴熱帶的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)（圖5），同時(shí)將收集到的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式傳送給手機(jī)App，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控及報(bào)警提醒功能。這樣就解放了檢查人員，還可使其對(duì)熱控重要測(cè)點(diǎn)的溫度參數(shù)了如指掌（圖6、7、8），且不會(huì)影響原有的現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)，安全性高，經(jīng)濟(jì)可靠，為機(jī)組安全生產(chǎn)提供了又一道保障。

3? ? 取得的效益

本方案的有益效果：冬季儀表伴熱帶投運(yùn)后，維護(hù)人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控伴熱帶運(yùn)行情況，若有異常本裝置將及時(shí)報(bào)警，提高了儀表伴熱帶運(yùn)行安全可靠性，保證了表計(jì)投入率及測(cè)量準(zhǔn)確性，避免了伴熱帶故障導(dǎo)致表計(jì)采樣管路結(jié)冰，造成表計(jì)無(wú)法正常測(cè)量，從而引起保護(hù)動(dòng)作。且維護(hù)人員還可通過(guò)本系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備巡檢，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，做到既對(duì)熱控重要測(cè)點(diǎn)的溫度參數(shù)了如指掌，還不影響原有的現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)，安全性高，經(jīng)濟(jì)可靠，為機(jī)組安全生產(chǎn)提供了又一道保障，避免了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備損壞帶來(lái)的備件購(gòu)買費(fèi)用（30余萬(wàn)元）及機(jī)組非停對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)處罰損失。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

電力事業(yè)和自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，要求發(fā)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化和智能化，控制系統(tǒng)的安全性、可靠性變得日益重要。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在熱工保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用，可以大大提高熱工保護(hù)的可靠性，從而提高運(yùn)行機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

收稿日期：2020-04-17

作者簡(jiǎn)介：姚文華（1980—），男，山西芮城人，助理工程師，山西漳電蒲洲熱電有限公司設(shè)備維護(hù)部主任，研究方向：設(shè)備維護(hù)。