管网监控系统（通用12篇）
管网监控系统 篇1
热网远程计量监控系统主要用于热电厂对分布在数公里范围内不同地点的各个热用户的用汽量进行远程监控。该系统通过无线通讯网络实现远程自动抄表、实时抄表、同步抄表, 为双方的贸易结算提供准确、可靠的数据, 为解决纠纷提供记录证据。热网远程计量监控系统对于热电厂来说, 有利于运行人员对供热参数的了解和掌握, 及时发现热网运行和蒸汽计量的异常, 减少双方的纠纷, 保证供热企业的经济效益。
1 系统的结构
热网远程计量监控系统主要由就地供热流量计、数传模块 (含SIM卡) 、移动/联通无线通信网络、与因特网连接的数据接收服务器和供热管理操作站组成, 如图1所示。
2 系统的工作原理
2.1 概述
供热流量计采集到热用户用汽的瞬时流量、温度、压力的数据后, 在二次表液晶面板或发光二极管显示, 同时对蒸汽流量进行累积, 作为特定时段内热用户耗用蒸汽的总量。数传模块通过串口方式与二次表通讯, 取得的供热蒸汽数据包通过安装在数传模块内的移动/联通SIM卡以GPRS方式发送到连接在因特网上的数据接收服务器 (有固定IP) , 再由连接在服务器局域网内的供热管理操作站通过系统软件显示各热用户相关的参数和状态。
2.2 通信协议及原理
GPRS是通用无线分组业务 (General Packet Radio System) 的缩写, 是介于第二代和第三代之间的一种技术, 通常称为2.5G。GPRS采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA帧结构。其突出优点为以下几方面。
(1) 高速数据传输:速度10倍于GSM, 可以稳定地传送大容量数据文件。
(2) 永远在线:由于建立新的连接几乎无需任何时间 (即无需为每次数据的访问建立呼叫连接) , 随时都可与网络保持联系。
(3) 仅按数据流量计费:只有在数据流通时才计算费用, 体现了少用少付费的原则。供热蒸汽数据包在交换的过程中产生的网络数据流很小, 按每5秒更新一次数据计算, 每个热用户每月产生的GPRS流量费用一般不超过15元。
GPRS终端通过串口通讯接口从流量计二次表取得蒸汽数据, 处理后的GPRS分组数据发送到GSM基站。分组数据经SGSN封装后, SGSN通过GPRS骨干网与网关支持接点G G S N进行通信。G G S N对分组数据进行相应的处理, 再发送到热网数据接收服务器。由于GSM网络无静态IP地址, 故其他通信设备不能向它提出建立连接请求。因此, 热网数据接收服务器必须在因特网拥有一个固定的IP, 以便监测终端可以在登陆GSM网络后通过该IP找到热网数据接收服务器。热网数据服务器可由热电厂有固定IP的网络服务器兼用, 减少硬件设备的投入。
3 系统功能
3.1 显示热用户地理位置或供热管线系统图
系统图中包括、各热用户瞬时流量、压力、温度、累计流量及仪表工作状态等动态显示, 不同状态采用不同颜色表示。
3.2 数据采集功能
(1) 设定数据采集:可以采集仪表内部设定参数, 以便备案管理, 同时监测仪表的运行状况。
(2) 实时采集功能:采集瞬时流量、累计流量、测量压力、测量温度、流量计频率值 (差压值) 、用气时间, 事件代码, 非正常修改报警。
(3) 断电记录采集功能:按需采集断电记录。
3.3 可变数据采集周期
按需求对各检测点进行采集周期的调正, 确保重点用户的采集。并根据不同的仪表类型采用不同的通讯协议方式进行数据传输。 (数据采集周期可根据要求设定) 。
3.4
总线、支线管损显示
3.5
子站扩展功能 (可扩展至1 5 0个检测点)
3.6
多种接入方式, 即GPRS、RS485专线、电话采集三种方式
4 结语
热网远程计量监控系统对于热电厂来说, 特别是热用户达到一定数量后, 可以有效的减少热网巡视人员的工作量, 确保热网运行状况和参数正常。有利于运行人员对供热参数的了解和掌握, 及时发现热网运行和蒸汽计量的异常, 减少双方的纠纷, 保证供热企业的经济效益。
参考文献
[1]姚冰怡.热力站无人值守的热网监控系统[J].煤气与热力, 2007 (04) .
[2]马权.浅谈实施热网监控后的节能减排[J].应用能源技术, 2009 (06) .
[3]陈瑛, 徐晓肆.远程计量监测监视管理信息系统的设计与实现[J].商场现代化, 2006 (32) .
管网监控系统 篇2
（燕沟、河庄坪、黄蒿洼、桥沟、二庄科、迎宾大道）
清 单 编 制 说 明
一、工程概况：
本工程编制依据陕西宇泰建筑设计有限公司设计延安市污水收集系统管网延伸工程（燕沟、河庄坪、黄蒿洼、桥沟、二庄科、迎宾大道）施工图纸。
1、燕沟沟道管网延伸工程：全长2.8km，管材采用HDPE增强中空壁缠绕管SN8 GB/T。干管DN500长1.77km,DN400长1.03km；支管DN300长550m；￠1250钢筋砼检查井70座（包括支管8座）；截流闸8座；横穿公路管函1×1.5浆砌石6座，每座长10m。
2、河庄坪管网延伸工程：全长3.59km，管材采用HDPE增强中空壁缠绕管SN8 GB/T。干管DN600长3.59km；支管DN300长500m；￠1250钢筋砼检查井78座（包括支管4座）；截流闸5座。
3、黄蒿洼管网延伸工程：全长1.412km，管材采用HDPE增强中空壁缠绕管SN8 GB/T。干管DN400长1.412km；支管DN300长200m；￠1250钢筋砼检查井36座；截流闸3座。
4、桥沟管网延伸工程：全长824m，管材采用HDPE增强中空壁缠绕管SN8 GB/T。干管DN400长824m；支管DN300长200m；￠1250钢筋砼检查井23座；截流闸2座。
5、二庄科管网延伸工程：全长1.501km，管材采用HDPE增强中空壁缠绕管SN12.5 GB/T。干管DN400长1.501km；支管DN300长400m；￠1250钢筋砼检查井53座（包括支管16座）；DN500钢筋砼套管长144m。
6、迎宾大道管网延伸工程：全长3.566km，管材采用HDPE增强中空壁缠绕管SN8 GB/T。干管DN600长890m，DN500长2441m, DN500钢筋砼顶管长235m；支管DN500长管83m；￠1250钢筋砼检查井69座。
二、工程量清单计价编制依据：
1、执行2009年《陕西省建设工程工程量清单计价规则》中工程量清单计价方法，2004年《陕西省建筑、装饰市政消耗量定额》、《陕西省建设工程工程量清单计价费率》、《陕西省建筑装饰市政园林绿化工程价目表》等相应配套取费文件。
2、常规的施工及验收规范。
3、计价软件为广联达计价软件GBQ4.4.105.23.5616版本。
三、工程发包范围：设计图纸范围内所有内容。
四、工程质量、材料、施工等的要求：
1、工程质量：合格。
2、计划总工期： 天。
3、水泥秦岭水泥、延水关砂、本地碎石，钢筋八大钢厂，管材联塑 牌，混凝土采用商品砼。
4、材料价格：执行《延安建设工程造价信息》2013年第二期及现行 市场材料价格。
五、其他说明的问题：
1﹑本工程根据施工现场条件，土方砂砾均考虑了外运、外购，运距 按5km考虑。
2﹑二庄科、河庄坪地质报告与图不相符，根据现状情况综合土方量 与砂砾土量暂按3：7计算，结算时按实际发生的土壤类别计算。
3、河庄坪支管断面参考2+180、1+090断面计算；浆砌栏河坝图纸 不明未计算，施工现场实际发生以实计算。
4、桥沟0+000~0+425管基计算按0+000~0+415管基。
5、二庄科1+300~1+500断面3-3按1+300~1+434断面计算。
排水管网信息系统研究与实现 篇3
关键词排水管网；档案管理；管理员
中图分类号TP文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)041-0189-01
随着天津经济的快速发展，天津市的整体面貌得到不断提升。天津即将成为国际化大都市，并且在未来还会有更大的发展潜力。作为市政服务的排水管理部门，任务也会越来越重。因此，不仅要加强硬件设施的质量，更要改进自身的管理，将新的技术，新的方法引进到我们日常的管理中来。本文将针对我所已有的管网信息系统在功能上进行发展，将其应用于档案与日常工作的管理，可以实现信息化和网络化办公，不仅可以实现对数据规范化储存，信息的快速检索，而且扩大了软件的使用范围，还可以帮助工作人员科学高效的管理档案资料。
1档案信息化管理
1）网管资料与泵站资料的信息化。现阶段，我们资料大多以纸张作为介质。如果我们要把资料中所有得信息都输入到计算机中，这对于输入人员而言工作量太大。因此，系统将所有档案进行统一编号。如果将一些经常查找的数据与图纸存到系统中，如管道长度、井数、地理位置、泵站进出水、电路图等参数，在查找常有信息时可以直接通过系统数实现查找，这样提高了工作效率。
2）档案资料的管理。要是查找一些不常用信息，我们可以通过编号来查找档案并得到相应信息。因此，设计了编码规则，其中包括：资料类别、班组卷宗编号、卷宗编号、资料编制日期。
系统工作流程基本如下：首先管理员接收档案卷宗，然后将主要信息录入数据库，系统会自动生成编号，最后档案员按系统提示将档案放入相应柜门中，完成入库工作。这样就提高了工作效率并便于以后的信息檢索。
3）档案借阅管理。当其他部门或单位需借阅各种资料时，为了方便管理，保证资料的安全，设计了一张档案借阅记录表。通过这张表可以在查找档案时，知道档案是否在库中。这样在库中可以直接通过系统找到相应的档案号。如果已被借阅，我们可以通过入库记录知道档案是不是在库中。当档案被借阅时，我们就将借阅记录加入到数据库中，这样档案的属性就是借阅。当档案被归还时，管理员只要输入归还档案编号，系统会自动将档案得入库记录改为入库，并提示以前存放的位置。这样就可以实现档案的动态管理。
2系统的多用户与安全管理
2.1登陆界面设计
我们之前的工作模式大多数是使用Excel表格来存放数据。在我们日常工作中，查看与修改的人员不相同。但是Excel没有把不同权限的用户分开管理的功能。因此，用户管理也成为这个系统的一个重点。本系统将用户分为两个部分，系统管理员部分与普通用户部分。管理员拥有对系统各个数据表修改的权限，而普通用户只有查看的权利。
在系统管理员的设定方面最早是使用多管理员，相同权限的做法。但是由于管理员也是需要管理的。在管理界面方面管理员可以修改许多基本模块，但是不是所有管理员都需要拥有这些权限，大部分管理员只需要拥有对于课程的输入修改，选课内容的修改和其他确定工作的权限。对这些管理员进行的管理就需要高级管理员进行管理，而且高级管理员同时拥有普通管理员的全部权限。
本系统对管理员的性质进行了简单的划分，分为超级管理员，和普通管理员两个部分。
超级管理员可以进行系统的全面管理，包括：系统配置、管理员设置、主数据库配置、主数据库操作、模块设置。同时也可以对整体的系统进行设置，例如：学期设定，惜别管理等等，一些普通管理员进行管理的事情。
为了加强安全性，系统在管理员设置这个页面中加入了一个表单，用来显示全部的管理员信息。在这里高级管理员可以进行管理员的添加和删除，但是当前登录的管理员是不可以对自己进行删除操作的。高级管理员还可以对所有的管理员进行权限的修改，也就是可以对管理员所拥有的权限进行修改。
在表单中，系统设置了最后登入IP、最后登入时间、登录次数项，已记录管理员使用系统的详细信息，以方便以后进行核对。
2.2管理员部分的完善
系统登陆界面在设计时不仅将用户名与密码存在数据库中，并且系统登陆界面加入了认证码。认证码是唯一的，由页面进行存储。不选用数据库存储的主要原因是数据库可能被盗取。由于本系统采用的的是ASP对整个程序进行编写，ASP文件放在服务器上，在正常情况下客户端只可以浏览，不可以对文件进行下载，所以这就可以大大增强系统的安全性。对于认证码的修改必须由管理员进行，系统在管理员的高级管理界面中设置了此项。
3日常质量验收与生产计划管理功能
现在日常生产属于传统管理模式。生产计划的制定者使用单机字处理和表格处理系统，并参照养护计划与管网信息来完成生产计划。接下来所属部门开生产会来通知各个班组本月的养护任务。月末由质量部参照本月生产计划对各个班组完成的养护任务进行检查。Excel不可能像数据库管理系统那样，有着科学的数据管理能力，如上月完成的养护任务，本月就不予考虑了。而传统的Excel在多种信息中不易实现信息筛选功能，并且信息的交流和共享等无法实现，限制了工作的效率。其次，由于管道养护任务不仅是需要一个生产部，还需要每个班组与其它部门的配合。如果在我所现有的排水软件基础上进行升级，可以达到日常生产的信息化管理。
通过对现有工作模式的分析，我们可以将生成生产计划与生成检验报告部分这两个部分用我们的系统来完成。这样可以在信息管理系统的帮助下，得以简化我们的工作，并能避免一些错误。
4本系统的特点
1）全面的信息管理。本系统不仅有管网相应信息，还将泵站的相关信息与图纸加入了我们系统中。这样我们的工作范围内大多数资料都包括其中了，确保了信息的全面性。
2）多用户的管理。提高了系统的安全性，为系统的网络化打下了坚实的基础，也使操作人员明确自己的权限，更提高了系统的可维护性。今后在对软件升级时减少了重复的劳动。
3）将档案的管理信息化。通过计算机管理档案，这样提高了档案的检索能力，同时也提高了档案管理效率和管理能力。
管网监控系统 篇4
关键词：热网监控,GPRS,STM32,μC/OS-Ⅱ,MapX,ProEssentials
集中供热相比分散供热污染低、耗能少,逐渐成为我国北方冬季供热的主要形式。传统的热力站运行管理以手工为主,缺乏全面的参数监测,运行数据不全,无法对热网工况进行系统的分析判断。某供热公司拥有五十余座热力站,分布较广。投入运行初期采用人工巡检抄表的方式,强度大、运行成本高,并且无法实时掌握全局运行数据,难以实现供热管网的热平衡控制,易造成能源浪费。为解决这一问题,笔者综合运用嵌入式和计算机控制技术,构建了基于GPRS网络的热网远程监控系统。
1 GPRS无线通信网络
GPRS是一种高速分组数据交换技术,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[1]。数据终端设备DTU(Data Terminal Unit)提供串行通信接口,通过GPRS网络实现数据的“透明传播”,极大地方便了数据传送,已广泛应用于电力及油田等领域。
笔者采用DTU设备将各热力站组网。热力站监控单元通过DTU进入GPRS网络,和集控中心监控软件进行温度、压力、流量和循环泵变频器运行数据的交互。网络结构如图1所示。
2 热力站监控单元设计
2.1 硬件设计
热力站监控单元以STM32F103VB微处理器图1热网远程监控系统GPRS网络结构示意图为核心,外挂RS485接口芯片。传感器电流信号经电流/电压转换模块转换成电压信号,送入STM32F103VB的ADC端口进行AD转换。两个串行口接两路RS485芯片:一路接DTU,与GPRS网络进行数据通信;另一路接变频器,监控变频器运行。此外,测量单元还扩展了泄流阀、键盘和显示电路。
热力站监控单元测量热力站的一、二次网的温度、压力和流量,在OLED显示屏上显示本地运行参数,并且通过DTU向集控中心发送实时数据。此外集控中心远程发送变频器控制参数,该单元根据此参数控制变频器运行,协调热网的供热平衡,提高供热效率。硬件系统结构如图2所
2.2 软件设计
热力站监控单元采用μC/OS-Ⅱ作为操作系统开发相关硬件驱动程序和应用程序,结构如图3所示。
2.2.1 μC/OS-Ⅱ操作系统
μC/OS-Ⅱ是一种公开源代码、结构小巧、具有可剥夺实时内核的多任务实时操作系统[2]。笔者根据热力站监控单元的要求,将μC/OS-Ⅱ操作系统移植于基于ARM Contex-M3内核的STM32F103VB控制器上,编写相应驱动和应用程序。
2.2.2 设备驱动
热力站监控单元包括AD转换器、USART、键盘及OLED显示屏等设备,笔者设计了相关驱动程序,包括设备初始化设置、读、写和控制程序,以及相关消息、缓冲区的初始化,为任务调用提供软件接口。
2.2.3 任务调度
热力站监控单元的任务包括AD转换任务、键盘扫描任务、显示任务、变频器控制任务和DTU通信任务。系统任务划分及优先级配置见表1。
AD转换任务完成AD转换。显示任务将转换结果进行标度变换,并根据用户按键输入要求显示。DTU通信任务一方面完成热网工况参数(温度、压力及流量等)和变频器运行参数的发送;另一方面接收集控中心下发的变频器控制参数,交由变频器控制任务处理。变频器控制任务除了将控制参数写入变频器以控制其运行,还定时读取变频器运行状态参数,通过DTU任务发送到集控中心。各任务间的关系如图4所示。
任务间共享3个数据资源,分别为:AD转换数据缓存区IntADCbuf[]——存放AD转换数据,AD转换任务、显示任务和DTU通信任务共享此数据资源;变频器参数缓存区IntFreConbuf[]——存放变频器运行相关参数和集控中心下发的控制参数,变频器控制任务和DTU通信任务共享;键盘键值全局变量gKeyValue——存储键盘键值,键盘扫描任务和显示任务共享。键盘扫描任务扫描键盘更新键值,显示任务根据键值进行显示调整。
为防止多个任务对AD转换数据缓存区和变频器参数缓存区的读、写冲突,笔者创建了AD转换信号量SempAD、变频器控制信号量SempFreCon,同步相关任务,实现多任务共享数据资源。
SempAD信号量同步AD转换任务、显示任务和DTU通信任务,任一时刻只能由一个任务独享数据,保护AD数据的时间完整性,避免AD转换任务在其他任务读数值过程中更新数据。同理,SempFreCon信号量防止DTU任务和变频器控制任务同时读、写参数,造成错误控制。
3 集控中心监控软件
集控中心监控软件基于VC6.0和SQL Server2000工具开发,集数据通信、存储、显示及打印等功能于一体,主要包括实时数据显示、检测报警、历史数据曲线拟合、站点地图查询及站点信息维护等功能。此外,系统增加远程控制功能,可以针对热力站补水泵、循环泵的变频器进行远程控制。其功能结构如图5所示。
3.1 实时数据显示和站点信息维护
集控中心数据库使用SQL Server 2000,存储热力站实时运行工况参数和站点信息。工况参数包括各热力站点一次网、二次网的实时温度、压力、流量及补水箱水位等。
监控系统创建通信进程,接收各站点工况数据,并将数据存入数据库,此外发送查询和控制命令,远程控制热力站变频器运行。监控软件定时读数据库,实时刷新各热力站工况参数,并提供报警监控服务。同时,也可以根据用户要求打印相关数据报表。
此外,增加对热力站点信息的维护操作,包括热力站设备台帐,方便热力站的管理和维护。
3.2 工况参数曲线绘制
ProEssentials是美国Gigasoft公司研发的数据显示分析工具,在工程、制造、金融和处理大数据方面被广泛接受[3]。笔者使用ProEssentials工具,拟合并显示换热站一次网、二次网的温度,压力及流量等数据的历史曲线,便于分析工况数据,调整控制策略。
ProEssentials主要函数及使用方法如下:
HWND m_hPE=PEcreate(UINT nObjectType,DWORDdwStyle,RECT FAR*lpRect,HWND hParent,UINT nID);创建图表,返回图表句柄变量;
之后将句柄传入PEnset (HWND hObject,UINT nProperty,int nData)、PEvset (HWND hObject,UINT nProperty,void FAR*lpvData,int nElements)及PEszset(HWND hObject,UINT nProperty,char FAR*szData)等函数设置背景、前景、坐标轴及曲线等相关属性;调用PEvsetcellEx(HWND hObject,UINT nProperty,int nSubset,int nPoint,void FAR*lpvData)函数绘制坐标点。
3.3 地图查询
笔者利用MapX控件实现了热力站地图的基本操作,包括地图放大、缩小、漫游及选择等操作以及图层控制。此外,为方便监控人员操作,通过如下方法获取选中站点ID:
BEGIN_EVENTSINK_MAP(CMapNavView,CView)
ON_EVENT(CMapNavView,IDC_MAP,MAPX_DISPID_TOOLUSED,OnInfoToolUsed,VTS_I2 VTS_R8 VTS-R8VTSR8 VTSR8 VTSR8 VTSBOOL VTSBOOL VTS
______PBOOL)
END_EVENTSINK_MAP()
在OnInfoToolUsed()函数中,通过ID号查询数据库,在地图左上角显示被选中站点的运行工况数据,界面如图6所示。
4 结束语
笔者运用GPRS技术组建了热网远程监控系统通信网络,结合嵌入式和计算机技术,实现了对热网运行工况的远程监控,有效地保障了热网的安全高效,极大地方便了供热公司对热网运行的全面监控和管理,降低了人员的劳动强度。该系统通过一年的试运行,达到了预期效果,获得了良好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]王磊,冯占军.基于GPRS网络的嵌入式无线数据采集系统设计[J].测控技术,2007,26(9):17-19.
[2]任哲.嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ原理及应用[M].第2版.北京:北京航空航天大学出版社, 2009.
银川市地下管网地理信息系统建设 篇5
为解决城市交通、建设、地下管网等基础设施成倍增长对城市地下管网规划、建设、管理的高要求,利用先进的GIS技术,建设了银川市地下管网管理信息系统,并详细论述该系统建设和开发的`基本原则、数据库管理模式以及系统软硬件运行环境、系统功能等.该系统实现了银川市地下管网管理、查询、分析等功能,对基于GIS的其他管理系统软件的开发和应用具有一定的参考作用.
作 者：吴明 WU Ming 作者单位：银川市勘察测绘院,宁夏,银川,750001 刊 名：宁夏工程技术 英文刊名：NINGXIA ENGINGEERING TECHNOLOGY 年，卷(期)： 8(1) 分类号：P208 关键词：地下管网 GIS 系统建设
管网式喷雾系统建模与压力控制 篇6
关键词：管网；施药；建模；压力控制
中图分类号：S49 文献标志码：A 文章编号：1002—1302（2016）01—0389—02
在果树病虫害防治中，化学防治为主要手段。由于我国大多数的果园立地条件为坡地，株行距小，且用于大田作物的喷雾机械难以在丘陵山区使用，因此作为果园管理重要环节之一的施药作业依然处于较低的机械化生产程度，工人劳动强度大，防治效果不理想。
近年来，管网式喷雾系统因其建设施工方便、作业劳动强度小、使用维护成本低等优点而在山地果园中开始普及。该系统采用固定式管道网络布局，利用动力喷药机械的柱塞泵将药液池的药液泵入管道，再经管道输送至果园的不同区域，工人们用软管喷枪连接管道输出节点，进行一定范围内的果树施药。喷雾压力是影响喷雾量、雾滴直径的关键因素。喷枪开闭时间以及作业数量的随机变化会引起管道中药液压力波动，进而影响药液在目标果树的有效沉积比例。喷头作业数量的增加使管网负荷增加、瞬时压力下降，降低了雾化均匀性；喷头作业数量的减少会造成管网负荷减小、瞬时压力升高，容易发生爆管现象。
为了解决水路系统压力控制的快速性与准确性，国内外许多学者进行了广泛的研究。研究表明，比例-积分-微分（PID）控制、反馈线性化控制、模糊控制、参数自整定控制、自适应控制以及鲁棒控制等方法对于恒压供水系统有较好的压力控制效果。虽然固定管道施药系统与城市管道供水系统相似，但是受果园建设的成本因素、管网流量规模的影响，前者系统结构较为简化，但不确定干扰、参数变化波动较大，对于控制器的抵抗瞬时流量负荷变化能力要求较高。由于滑模变结构控制和模糊控制对于系统参数变化和外界干扰的影响均具有自适应性，因此本研究采用模糊滑模变结构控制方法设计管网式喷雾系统的压力控制器。通过对管网主要元件进行数学建模，确定管网系统的对象模型，构建模糊滑模压力控制器，进行变流量负荷条件的数值模拟和试验验证。本研究可为农业管网式喷雾系统的压力控制器设计提供参考，对提高施药系统的作业质量和自动化程度有应用研究意义。
1管网元件数学模型
图1为管网式喷雾系统的基本构造。药液泵的Q-H特性曲线通常采用2次或3次多项式进行离散点的最小二乘法曲线拟合。本研究采用2次多项式表示扬程曲线，即：
3验证分析
压力控制试验用的样机来自华南农业大学研制的管网式喷雾压力控制系统，由3.0 kW电动机、45柱塞泵、电源组件、3.7 kW变频器、流量计、压力变送器以及压力控制器等部件组成，柱塞泵流量42～52 L/min，工作压力1.0～3.5 MPa，水平射程15～18 m。试验管网系统的主干管（DN20）长度15 m，各支管（DNl5）长度5 m，共6路支管。本试验测试过程中只在其中的3路支管装有喷枪，封闭其余支管。
测试方式：为模拟变流量负荷工作状态，试验过程中采用同時开闭支管喷枪的方式。喷雾机开启工作后，管网的各支路喷枪全部打开。设定管网工作压力为1.35 MPa；待管路压力稳定后，同时关闭其中2路喷枪，保留1路喷枪仍处于开启状态；17.5 s后，同时开启已关闭的2路喷枪，直至系统压力稳定。测试过程中用数据采集仪记录管路流量、压力数据，采样时间为10ms。
由图2、图3可知，因2路喷枪在2.5 s时被同时关闭，实际喷药量瞬时减少，导致管网压力大幅增加，此时压力控制器执行降压控制，通过管网压力闭环反馈，降低药液泵电动机的转速以减少供药液量；10 s后管路系统的供药液量与喷药量达到稳定值；20 s时重新开启2路喷枪，实际喷药量增加进而使管网压力瞬时减小，压力控制器执行升压控制，通过管网压力闭环反馈，提高药泵电机的转速以增加供藥液量；12.5 s后管网压力可以恢复到1.35 MPa。
对图4、图5管网压力控制试验的实测结果进行对比可知，仿真计算的结果与试验测得的结果趋势基本一致，控制瞬态响应存在的差异主要是管网系统的非线性特征以及仿真计算时的参数取值误差造成的。从图2至图5可看出，对于时变系统和不确定系统，模糊滑模变结构控制器具有良好的跟踪性能和鲁棒性。基于模糊规则的模糊滑模变结构控制方法可有效通过切换增益消除外界干扰和参数未知变化，同时也消除了变结构控制带来的抖振问题，保持了良好的动静态响应。
4结论
本研究针对山地果园管网式喷雾系统施药过程中的压力不稳定问题，设计了1种非线性压力控制器。在压力控制器的设计过程中，直接把开关函数及其微分作为输入量，通过模糊推理获得滑动模态控制的控制量，以消除线性化模型对系统误差分析的影响。
基于建立的喷雾管网系统主要元件的数学模型，对施药过程中的变负荷压力控制进行了仿真分析。为验证控制器的运行效果，开展了试验研究。仿真与试验结果表明：该压力控制器可以满足施药管网压力恒定的要求，动态响应迅速，控制精度优良。所设计的压力控制器具有直接、简单和可行的优点，且能保持整个系统对参数时变和干扰不确定性的稳定。
蒸汽管网系统节能措施分析 篇7
关键词：蒸汽管网,闪蒸汽利用,冷凝水回收,节能
0 引言
蒸汽作为热量输送的介质有着如下优点:1) 生产、使用成本低:蒸汽来源于水, 价格低廉, 且可循环使用;2) 载热能力强, 可降低管网投资:蒸汽单位容积热容量大, 使得传输管道尺寸小;3) 换热高效、容易控制:蒸汽作为热源时, 换热过程效率高, 可减少换热面积, 减少换热器成本, 且蒸汽压力、流量调节方便, 加热工艺的温度控制简单[1]。由于存在以上优点, 蒸汽管网系统在工厂中有着广泛的应用。蒸汽应用包含蒸汽产生、输送、使用及冷凝水回收各个环节, 蒸汽管网系统一般包含:1) 汽源部分, 如蒸汽锅炉、蒸汽发生器;2) 输送管道系统, 含输送蒸汽的管道、阀门、仪表等附件;3) 用汽设备, 如换热器及各类工艺用汽设备等;4) 冷凝水回收系统, 含冷凝水管道、疏水阀组、闪蒸汽罐、自动疏水加压器等。根据笔者的经验, 在工厂中, 蒸汽系统的能源效率普遍较低, 蒸汽系统的节能降耗潜力巨大。实际工程中, 通过对蒸汽管网系统进行适当改造, 节能效率可达到30%以上。下文笔者从设计及使用的角度出发, 分析蒸汽管网系统节能降耗的措施。
1 汽源节能
随着技术的发展及政策、标准对节能要求的愈发严格, 锅炉、蒸汽发生器本身的热效率越来越高, 本身效率提升的空间已很小。因此, 热源的节能主要体现在设备的合理配置及运行管理上。锅炉选型应根据用汽的负荷选择容量匹配的型号, 使得大部分运行期间内锅炉处于高效运行载荷部分, 如避免出现锅炉选型过大, 长时间锅炉低负荷运行;在满足负荷调节的情况下, 避免锅炉房型号和台数过多;在负荷较小, 且用汽启停较频繁情况下, 采用无锅筒的蒸汽发生器有着明显的节能效果。
2 蒸汽管道管径的确定
蒸汽在管道流动中由于摩擦阻力而产生压力损失, 压力损失和管径的选择密切相关。在蒸汽负荷确定的情况下, 如果管径设计过大, 将导致管道投资增加, 同时热损失也增加, 形成的冷凝水也增加;如果管径设计过小, 管道压力损失增大, 用汽点压力会下降, 为保证用汽压力, 将不得不提高热源的供气压力, 从而增加热源处的能源消耗, 且管径过小还存在供汽不足、流速过高而产生的水锤和冲蚀[2]。因此, 应根据实际需要的流量、压力和经济流速确定合理的管径, 管径的选择可参照《动力管道设计手册》。
3 热补偿措施
由于热胀冷缩的原因, 蒸汽管网系统需设置热补偿措施来吸收热伸缩和降低管道的推力。市场上蒸汽补偿器种类繁多, 如选择不合适, 容易造成管道漏气, 因此, 补偿器的选择应根据管道的布置情况、计算热伸缩量来确定。补偿器应选择使用寿命长, 不易泄露的类型, 如在方便布置的前提下, 尽量采用U形弯管补偿器;膨胀节不得作为蒸汽管道补偿器使用等。
4 管道保温措施
管道内蒸汽温度高于环境温度导致热量的散失, 从而引起冷凝水的形成, 因此, 蒸汽管道必须采取必要的保温措施。工程设计中常用的保温材料有岩棉、玻璃棉及超细玻璃棉等。保温材料厚度的选择应通过热力计算或通过查取工程表格来确定, 除有特殊要求外, 保温层厚度应为经济保温层厚度, 即投资年折旧费和年散热损失费两者之和为最小的条件下保温层厚度。保温层的施工效果直接影响到保温效果, 保温层的施工应按照设计说明和标准图集《管道与设备绝热———保温》的相关要求进行。室外架空蒸汽管道的保温尤其要注意防水, 否则, 雨水一旦渗透到保温层内, 保温效果将严重降低。
5 疏水阀选择及设置
在蒸汽输送过程中, 由于管道的散热和阻力损失, 蒸汽温度的压力都会降低, 当蒸汽温度低于该压力所对应的饱和温度时, 就会有凝结水析出, 凝结水的存在会对蒸汽管道造成如下影响:1) 水击, 凝结水积在管道底部, 随蒸汽一起流动, 当凝结水量较多时会呈团状高速流动, 通过阀门、弯头等附件时产生撞击, 产生破坏效应;2) 磨损, 细小的凝结水滴随蒸汽一起流动, 通过阀门等管件时, 会在其表面产生线性蚀痕, 造成阀门关闭不严而漏气;3) 腐蚀, 当管道内排空能力不好, 少量的二氧化碳和氧气会融入凝结水中, 造成管道腐蚀[1]。因此, 为及时排除蒸汽管道内的冷凝水和不凝气体, 应设置疏水器。
蒸汽疏水阀的种类繁多, 按工作原理可分为三大类:热静力式疏水阀、热动力式疏水阀和机械式疏水阀, 每个大类下面又包含多种产品。不同的疏水阀用于的场合和安装方式都不同, 如:液体膨胀式疏水阀属热静力式, 可在低温下调节排放温度, 适用于低温排放, 若用于低压过热蒸汽管的主管疏水, 则需设置较长的过冷段, 且不适用于需及时排除冷凝水的场合;热动力疏水阀可用于高压和过热蒸汽, 抗水锤和振动, 但不能在低压差下工作, 工作时有噪声, 不能用于要求安静的场所, 且选型也不能过大, 否则动作过频, 容易磨损;浮球式疏水阀属于机械式, 可在饱和蒸汽温度下持续排放冷凝水, 特别适用于传热率高、要求快速加热的场合, 但暴露在外部环境中, 会被严重冰冻损坏等。因此, 在蒸汽管网设计时, 要根据疏水的要求, 在合适的位置设置合适的疏水阀。疏水阀种类确定后, 选型要根据冷凝水量计算进行, 不能简单根据管径来选择。另外, 根据工程经验, 疏水阀应选择质量好、耐用的品牌, 否则, 在运行一段时间后, 很容易出现漏气现象, 从而造成能源的损失。
6 闪蒸汽及冷凝水回收
蒸汽经热用户换热后形成的冷凝水, 尤其是高温高压的冷凝水仍具有一定的热量。当热的冷凝水压力降低, 且温度高于低压对应的饱和温度时, 就会释放出闪蒸汽。闪蒸汽可用于低压加热, 从而节省热源处的蒸汽供应。工程设计中, 要想充分利用闪蒸汽, 应满足以下条件:1) 有持续的冷凝水供应, 且冷凝水的压力较高, 以保证有足够的闪蒸汽;2) 疏水阀和设备必须能够满足闪蒸汽的背压;3) 确保闪蒸汽的应用和闪蒸汽的产生相匹配;4) 使用闪蒸汽的设备尽可能地接近高压冷凝水源, 因为闪蒸汽的压力较低需要较大的管道以降低流速、减少压降, 否则如果用汽点较远的话, 管道的成本会较高。
冷凝水不仅含有一定的热量, 而且是软化水, 很适合用作锅炉补水, 因此蒸汽系统的冷凝水应予以回收, 冷凝水回收有着如下优点:1) 减少了水费、水排放费用和可能存在的冷凝水的冷却费用;2) 可降低锅炉燃料的消耗、减少锅炉排污, 降低热量损失;3) 减少水处理费用和增加锅炉的出力。冷凝水的回收必须结合疏水阀进行, 且冷凝水管一般采用满管流, 冷凝水回收汇合后经管道输送回热源处。当热用户高于热源, 冷凝水可利用高差自动回流, 当不能满足自动回流时, 推荐采用疏水自动加压器进行输送, 此时输送冷凝式水的动力为蒸汽, 无需配置水泵;当冷凝水量特别大时, 可考虑采用成套冷凝水回收设备, 此时采用水泵作为输送动力。
闪蒸汽及冷凝水回收特别适用于蒸汽阶梯利用的场合。如笔者设计的浙江某电池厂项目中, 车间工艺设备加热用蒸汽压力为1.2 MPa, 并要求在饱和温度下持续排放冷凝水。通过设置闪蒸罐, 闪蒸汽用于恒温恒湿空调系统的换热, 并采用疏水加压器将冷凝水回收至锅炉房进行循环利用, 取得了良好的节能效果和经济效益。
7 结语
蒸汽系统的节能潜力巨大, 必须从蒸汽的产生、输送、使用、闪蒸汽利用和冷凝水回收各个环节综合考虑, 并在设计和应用中给予足够的重视。
参考文献
[1]刘大山.不容忽视的节能领域——蒸汽管网系统[J].中国机械工程, 2002, 13 (19) :1634.
管网监控系统 篇8
一、计算机监控系统的作用及位置
热网控制系统设计采用PC+PLC模式, 以此实现对整个热网系统的集中管理、分散控制。系统主工控机设在热网控制中心, 主要负责采集过程数据, 并提供操作指导、设备控制、故障诊断、报警信息、事件报告、数据处理、趋势显示。监测系统由1 个热网控制中心及若干个PLC远程子站组成, 负责各站内数据采集、控制调节、系统报警、通过接口模块和通讯系统将检测的数据传送到热网控制中心上位机等功能。热网控制中心主要任务是负责供热系统的节能运行, 集中体现为: (1) 全热网热力平衡管理, 包括对一次网的平衡管理和二次网的平衡管理。 (2) 基于热力平衡的热网, 热源供热量合理并跟随气象预报 ( 包含风、雪天影响等) 进行科学预测和规划。实现跟随环境温度变化执行科学供热运行, 从而达到经济运行的目的。
二、供热管网计算机监控系统原理和组成
2.1 供热网自动监控系统的5 大功能
(1) 及时检测参数, 了解系统工况, 做到“居调度室而知全局”。 (2) 均匀调节流量, 消除冷热不均, 消除水力工况失调, 不能单靠系统投运前的一次性初调节, 在系统运行过程中, 经常的流量均匀调节是必不可少的。除电动自力式调节阀外, 其它手动调节阀将无能为力。 (3) 合理匹配工况, 保证按需供热。计算机监控系统可以通过软件开发, 配量供热系统热特性识别和工况优化分析程序, 根据前几天供热系统的实测供回水温度、循环流量、室外温度, 以及历年同期情况和气象预报, 预测当天的最佳况匹配, 进而对热源和热力网实行直接自动控制或运行指导。 (4) 及时诊断故障, 确保安全运行。 (5) 健全运行档案, 实现量化管理。计算机系统可以建立各种信息数据库, 能够对运行进程的各种信息数据进行分析, 根据需要打印运行日志。水压图、煤耗、电耗、水耗、供热量等运行控制指标, 还可调阅各重要参数的历史数据。供热系统的计算机自动监控, 不但可以改善供热效果, 而且能大大提高系统的热能利用率, 一般在手动调节的基础上, 还能再节能10% 20%左右。
2.2 计算机监控系统的2 种监控方式
目前在国内, 对于供热系统计算机监控方式有两种不同的思路: (1) 采用中央集中式监控方式, 即中央大权独揽, 热力站机组只有测试仪表和执行机构, 它的功能只是参数的下情上达和指令的上情下达本身没有独立的自动调控的决策功能: (2) 中央与就地分工协作的监控方法, 即集散式 ( 或又称分布式) 的系统。在后者系统中, 各热力站的专用控制器 ( 或PLC系统) 就成为连接一次网和二次网, 起“承上启下”作用的关键设备。对一次网来说, 中央控制室从各热力站控制器获得需求信息, 然后综合调配各站的供量, 调节自身出力, 满足总负荷的变化。对二次网来说, 控制器要保证在室外温度变化的情下用户室内温度达到需求, 并确保系统安全稳定运行, 这是目前国内外最常采用的方式。由于供热网广域分布的特点, 其监控系统的联网方式是保证运行可靠性的关键环节, 对这样复杂的系统, 常将其称为SCADA系统 ( 监视控制与数据采集系统:supervis0rycontro1 And
2.3 监控系统硬件4 大组成部分
供热网计算机监控系统从硬件角度看由4 大部分 ( 或4个层次) 组成。
(1) 中央控制室系统又称管理级。有和热源监控系统 ( 如锅炉房或热电厂首站) 全为一体的, 也有单独对外部供热网实施监控的, 有和单位局域网联网的, 也有自成体系的。其硬件部分主要包括:工控机 ( 上位机) 、服务器、 UPS电源、网络通讯设备等。
(2) 通讯系统又称通讯级。实现远程监控的各种通讯手段, 一般分为有线传输和无线传输两大类型。
(3) 热力站自控系统又称自动级。由于换热站的自控系统功能明确, 监测参数相对固定 ( 国家换热站机组规范中有明确规定) , 所以, 一般不再采用PLC系统, 而是使用针对不同应用要求而开发的换热站专用控制器。控制器的基本功能除参数监测、安全保护、数据远传外, 主要就是通过控制一次侧调节阀开度而改变一次侧流量, 从而达到控制二次侧水温的目的。根据应用层次不同, 大概可以分为3 类。a简单单回路控制器。在生活热水系统中, 换热器二次侧水温要求相对稳定, 所以只安装自力式温控阀便可基本满足要求。b气候补偿型控制器。根据室外温度的变化而改变二次网的水温, 在保证室内温度合格的前提下, 做到舒适、节能。这也是一种简单的控制器, 只采集室外温度和二次供水温度, 根据面板定的控制曲线改变调节阀开度。它不能采集更多的参数, 也没有更复杂的功能, 但价格便宜, 安装使用方便, 运行可靠, 所以特别适合在小型机组上应用, 在无人值守站中也可使用。由于它没有联网功能, 所以在大型的供热网监控系统中不使用。c标准换热站控制器。为了适应我国供热网规模大, 工况复杂, 技术水平相对落后的情况, 对作为供热网监控系统核心设备的换热站控制器就提出了较高要求。调节功能。通过设定的标准温度控制曲线或有关指令控制次侧调节阀开度改变一次侧流量, 从而调节二次侧水温, 使其达到预定的要求。计算功能。通过采集一次网瞬时流量、一次供水温度、一次回水温度, 计算出一次网瞬时热量, 进而进行流量累积和热量累积。同样, 二次网也可以如此。控制功能包括二次侧供水温度/供回水平均温度控制 ( 不同时段的不同曲线:最高及最低限制) , 一次侧回水温度最高限制, 一次、二次回水温度限制 (DRT) , 一次流量最高、最低限制, 阀位最大、最小开度限制, 二次侧供、回压差控制, 二次侧回水定压, 手动/自动方式切换等等。安全功能。包括防汽化, 二次供温超高限保护及报警, 二次供压超高限保护及报警, 二次回温超低限保护及报警, 泵变频器运行保护及报警, 水箱水位低保护及报警联网功能。适应多种方式的广域网联接, 本地多台控制器的局域联接。
(4) 最后要说明的是控制器自身有内部的软件, 国内产品大部分不需要复杂的二次开发, 只进行简单设置或组态即可。
参考文献
[1]张志军, 徐向东, 徐春晖.热力系统计算机监控实验台的研制[J].仪器仪表学报, 2000 (04) .
油田注水管网的系统优化模型 篇9
在油田开发过程中, 油田注水系统是五大系统之一。随着油田的深度开采, 逐步发展起油田注水开发技术。在油田地面工程优化中, 油田注水系统规划优化研究属于仿真技术领域。合理的规划管网布局, 一方面可以降低系统的建造成本, 另一方面可以降低系统运行的成本[1,2]。
在采油工程基本理论的基础上, 利用系统工程法和最优化理论, 对油田注水系统进行整体优化, 通过综合考虑压力、产量等多种因素的影响, 对这种大型系统化模型进行求解, 得到油田注水系统的整体优化方案[3]。
1 油田注水系统的整体结构
图1是油田注水系统的整体结构简图。从图中可以看出, 注水站、配水间、注水井和连接它们的管线共同构成整个注水系统。对于整个油田注水系统来说, 其构成错综复杂, 主要包括若干个注水站, 一个注水站可以向若干个配水间供水, 一个配水间又和若干口注入井相连[4]。
2 油田注水管网系统优化的数学模型
对于油田注水管网系统来说, 其属于枝状管系, 并且节点之间的管路比较长, 通常情况下不计入局部水头损失, 而是按长管进行计算。将管网视为一系列的单元 (管元) 组, 通过一定数量的节点将许多管元之间进行连接。管道恒定流, 通过质量守恒和能量守恒定律导出的代数方程对单管或与管网相联的管元进行定量描述。任意管元i (即单元) 如图2所示, j和k为与此单元相联系的节点。
图中:D、C、L分别表示管径 (m) 、谢才系数 (m0.5/s) 、单元长度 (m) 。
2.1 管元的数学方程
管元的能量方程为:△Hi=Hk-Hj (1)
式中:△Hi为i管元的总水头损失。节点k、j的总水头分别为Hk、Hj, 规定水由k流向j, 则
Hk>Hj。△H水头损失常用的计算公式如下:
谢才 (Chezy) 公式:
式中:D、v、△、l、C分别为管径 (m) 、管道平均流速 (m/s) 、管壁粗糙度、管元长度 (m) 、谢才系数 (m0.5/s) 。
谢才系数可用曼宁 (Manning) 公式计算:
式中:R=A/x, R、A、x、n分别为水力半径 (米) 、过流面积 (m2) 、湿周 (m) 、粗糙系数。通常情况下, 对于普通圆管来说, 水力半径R=D/4, 所以
管元的连续性方程为:Qi=Aivi=const (5)
式中:vi、Qi、Ai分别为管元的流速 (m/s) 、流量 (m3/s) 、面积 (m2) , 把 (2) 式代入 (5) 式, 得到相应于谢才公式的流量公式为Qi=Ki (△Hi) 0.5 (6)
式中在第i管元
将 (4) 式代入 (7) 式得
式 (6) 说明管道流量与水头损失之间是非线性的, 对其进行变形:
根据现场给定的数据, 可得到
2.2 注水管网的数学模型
在图3中, 画出了地面注入系统枝状管网的水力示意图。在图3中, 三角符号代表注入井, 不同注入井的井口压力和注入量分别用P、Q表示, 注水主管道利用较粗的管道表示, 由主管道到注入井的管道利用较细的管道表示, 箭头的方向是注入水的流动方向。
根据水电相似原理, 做出水力图, 如图3所示, 相应的电力示意图, 如图4所示。图中:Pi0、Pi1、Qi、Ri、Ri0分别表示主管道分支点的压力、注入井的井口压力、注入井的注入量、分支管道由分支点到井口的沿程阻力、主管道由一个分支点到下一个分支点的沿程阻力。
根据电力学分析, 建立关于压力、注入量、沿程阻力的方程组。
求解方程组 (11) , 求得Q值。
3 结束语
本文运用系统工程理论, 结合油田注水系统的特点, 建立了一种适用于注水管网优化的数学模型。完整的优化设计需要运用最优化理论, 通过建立目标函数, 根据给定的约束条件, 寻求最优的设计方案。而该模型的提出, 可为目标函数的建立以及优化方案的确定提供指导。
参考文献
[1]王尊策, 陈思, 李森, 徐艳.基于CFD的潜油电泵叶轮冲刷磨损数值模拟[J].石油矿场机械, 2013, 42 (5) :31-34.
[2]常玉连, 高胜, 郭俊忠.油田注水系统最优控制数学模型及系统设计[J].石油机械, 2001, 29 (12) :24-26.
[3]张和烽, 夏涛, 罗放, 鄢烈祥.油田注水系统仿真模型校正[J].计算机与应用化学, 2010, 27 (12) :1647-1650.
蒸汽热力管网系统的优化与节能 篇10
1我国蒸汽热力管网系统存在的问题及优化措施的概述
就目前来看, 我国大部分工厂中的热网主干系统的建设时间都比较早, 主要都是在20世纪60年代左右建成的, 尽管经过了多次的扩增和技术改造, 但其流程仍然存在许多不合理的问题一直迟迟未能解决, 使得系统的蒸汽遭到了很大损失。例如, 在蒸汽主管线中, 凝结水和蒸汽同时进行开放式排放, 使得蒸汽造成了很大浪费。通过实地考察可以发现, 蒸汽系统损失主要是由三个部分组成的, 分别为排凝放空损失、主干管线散热损失以及蒸汽计量损失这三部分。而凝结水的排汽加压站以及气动式的排凝回收站的建立能有效杜绝或降低排凝放空的损失。关于蒸汽主管线的带汽排凝所研发出来的专用装置CVA, 不仅能实现对蒸汽凝结水回收, 而且也有助于排凝损失的减少。此外, 通过建立在线职能检测对优化离线的模拟系统以及蒸汽系统的实施数据采集系统也能有效地减少主干管线的散热损失和蒸汽计量损失。
2热力管网实现优化节能所采取的措施
2.1 更新蒸汽管网系统保温
关于这一项措施的实施, 可通过采集模拟监控和蒸汽数据对蒸汽管网的保温和散热速率进行评估, 从而实现改进管线保温。具体操作如下:通过观测蒸汽管线的表面温度, 如发现管线外表面的温度与环境温度差比其它管线大许多, 则可确定此段管线的保温效率出现严重下降。而蒸汽管网中的大部分管架是与钢管的外壁直接接触的, 由于其裸露的缝隙比较大, 因此这些管线的保温效果也不理想。管托裸露也是造成管线总散热损失超过标准值的最重要因素。通过有关的实验模拟结果可得, 蒸汽管网在实际操作过程中的散热量要比理论上的散热量大1.3倍左右。因此要实现减少散热损失, 必须对散热量较大、保温损失严重、保温效率较差的管线进行及时地保温更新。
2.2 降低蒸汽系统损失
正如上述所提到的, 蒸汽系统损失主要是由排凝放空损失、主干管线散热损失以及蒸汽计量损失这三个部分组成的。首先, 针对排凝放空损失, 我们应采取实现凝疏水的正常排放以及对凝疏水进行回收和利用, 具体的优化措施如下:可在长期需要排凝的位置进行汽水分离设施以及疏水器的设置, 实现凝结水的正常回收, 使蒸汽系统既减少了排放损失, 又达到保护环境的目的。要使正常排凝放空的问题得到解决, 最有效的办法就是在不改变目前蒸汽管网排凝管的管径、数量和位置的基础上, 在整个蒸汽系统中建立起一个气动式的排凝回收站, 在排凝方式上可选用受控蒸汽喷射携带的方法进行排凝, 实现汽水的集中分离。
2.3 建立蒸汽模拟监控和数据采集系统
首先, 可把蒸汽系统中数据采集点化为多个T型站, 而这个T型站既能把采集来的二次仪表信号传发到企业局域网上, 又能与二次仪表实现通讯, 并通过工作站的建立实现与企业局域网服务器联网。此外, 安装在工作站上的客户端软件不仅能和服务端的软件进行实时的通讯, 而且对于工控机的实时数据也能通过客户端软件看到, 工作人员直接在微机上就可以实现对热网运行情况的检测。
其次, 蒸汽管网在线模拟职能检测系统主要是由数据采集系统、模拟分析系统、实时数据库、局域网、蒸汽管网仪表系统、控制器以及工业控制机等各个部分组成的。通过数据采集系统, 可对蒸汽管网上的数据采集点的调节阀开度、流量、压力以及温度进行采集。此外, 在整个监控系统的操作过程中, 可把对蒸汽管网的热力和水力模拟计算结果用于对蒸汽管的分析和监控, 从而实现优化蒸汽管网的目的。
3蒸汽热力管网的优化效果
3.1 改善热力管网的保温性能
通过数据采集和模拟监控系统运行结果可以发现, 经过对蒸汽热力管网的节能性能的更新, 可以改善热力管网中管线的保温效果, 使得热力管网实现了节能降耗的优化效果。实践证明, 当管网外表面积存在比例为1%的管线裸露面积时, 其热损失量就会增加10%左右, 实际散热损失要比理论散热损失大7.5t/h左右, 也就意味着蒸汽管网的节能潜力为7.6左右。通过对热力管网保温的改进, 每年可有效节约蒸汽为60000t左右。
3.2 有效利用低压蒸汽
凝结水回收时所产生的低压蒸汽具有很大的利用价值。可以把回收过来的低压蒸汽作为凝结水泵中的一个驱动力, 不仅使凝结水泵中出现的汽蚀现象得到有效解决, 而且还能实现对凝结水和蒸汽的梯级回收。通过凝结水的回收, 可以对排凝管线中的低点排空以及蒸汽直通的冒汽现象进行消除, 从而让蒸汽排空的损失量出现很大幅度的降低, 而凝结水的回收量也得到加大, 大大提高了整个蒸汽管网运行的经济效益。
3.3 数据自动采集和监控系统取得了很好的成效
通过实践证明, 在计算损失的减少、供气方案的调整与优化、散热损失的减少等各方面蒸汽系统中的数据自动采集和监控系统都取得了很好的成效, 其中散热损失的平均减少量可达3.5t/h左右。此外, 通过对蒸汽方案的不断调整, 使得调整后的蒸汽消耗量比调整前的蒸汽消耗量出现大幅度下降。
4结束语
对于蒸汽凝结水进行回收以及再次利用具有很重要的意义。它不仅能有效减少在蒸汽管网运行过程中对环境造成的污染, 而且还能提高水资源的利用效率。而通过数据采集和检测对热力管网的运行情况的评估和蒸汽管网运行的数学模型的建立, 有效实现了蒸汽管网工况的分析和离线模拟, 且模拟的结果也十分可靠, 具有显著的节能效果。
参考文献
[1]卢丽冰, 高岩波.热力管网小口径节流与节能[J]油气田地面工程, 2005, 24 (5) .
管网监控系统 篇11
一、管损原因
目前我市供水管网铺设年代跨度比较大，1949年以前50.7km，1978年前有168.7km，1978年至2000年有781.9 km，2000年后的有574.83 k，的管网铺设于解放前后，管网的陈旧与老化，容易引起水管受拉而断裂，在管道不均匀沉降时弯距过大而爆裂。
铺设管道材料的原因。供水管材种类繁多，有即混凝土管、铸铁管、镀锌管、钢管、PVC管、PPR管、PE管等，进货渠道不统一，质量参差不齐，部分配件质量各异。镇江市地形是丘陵地形，各路段的管网压力不一致，部分供水路段管道压力过大，造成爆管。
人为造成的原因。自来水管的铺设分为直埋，直埋水管有深度方面的规范要求。目前我市有些建设、开发单位为节省材料、节约空间、地形条件限制等原因，随意变更给水管道和管沟图纸设计，不仅将管沟高度变小，而且靠近自来水管附近砌建筑物为爆管留下隐患。加之目前我市城市拆迁和城市道路改造造成原有路面受力改变导致自来水管不堪负重而爆管
设计施工质量存在的问题。管道埋设过深或过浅都会容易形成爆管。管道埋设过深时，由于上部荷载加重管道又没有基础，致使管道发生局部沉陷而产生爆管；管道埋设过浅时，抗重压能力较差，受到管道上面土层，路面的静荷和交通车辆的动负荷作用下，容易造成断裂。此外，如果管道埋深过浅，在冬天气温较低时，由于冰冻的作用，对于使用年限较长的铸铁管更容易造成断裂。管道安装时没有严格按照规范进行管道基础和回填土的处理。在铺设管道时对地下情况不详，没有对地下管网做出有效的勘察，以致施工过程中变更较多造成官网局部阻力增大，抗冲力减弱，致使挖爆、压爆现有给水管道，造成不必要的损失。
供水压力瞬间过大。管网运行压力大的管损大于压力小的管网。供水压力持续高压或压力的骤变，均会引起爆管事故的发生。
水锤作用。安装或维修管道后空管开阀通水的速度过快，致使管内水流速度急剧变化形成水锤而造成管道破裂。
二、控制管损的措施
管材的选用。从目前来看，球墨铸铁管是广泛推广 的优质管材，强度高、延伸率大、抗腐蝕、抗老化等优点，寿命可达50年以上，该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//www.ems86.com总第543期2014年第11期-----转载须注名来源其接口采用柔性橡胶圈接口，安装方便，应力释放能 力强。而一些入户的小管道采用PVC、PPR、PE等管材，该类型管材具有重量轻、运输、安装方便、造价 低、耐压强度、流体阻力小、耐腐蚀性强，不影响水质，目前我公司均采用以上管材。
把好施工质量关，严格按照《给水排水管道工程施工及验收规范》的要求进行施工。
做好管材验收及防腐工作，特别要对敷设在容易受外界影响而腐蚀的地段的管道作特殊的防腐处理；做好管道基础和回填土的处理工作；给水管道必须在冲洗试压及消毒合格后才能投入使用；对管道安装过程中的主要工序及隐蔽工程进行检查验收，加强施工的全程质量控制；认真做好管道施工竣工图绘制，及时整理归档备案，以便管网维修管理。
建立《供水管网爆管抢修预案》，确保应对反应迅速。建立《供水管网爆管抢修预案》，是为了及时、迅速、有效地处理和抢修市政供水管网的各种爆管事故，最大程度保障城市供水和人民生命财产安全。各供水企业应根据实际情况，制定《供水管网爆管抢修预案》。抢修预案主要包括：明确应急处理组织机构的人员组成及职责、明确应急处理的流程及信息报告程序、明确不同程度爆管事故的处理措施等。加强对供水管网技术资料包括管道施工图、竣工图、管径、管材、位置、敷设年代、水压、阀栓、漏点检修记录资料、管网改造结果等进行归档管理。有效地利用供水管网技术档案。
加强管网巡视队伍的建设。组织巡视人员，对管线进行检查，有利于保护管网安全，降低管道损坏次数和隐患。城市道路拓宽、新建、开发拆迁等原因，造成管道损坏屡见不鲜。对巡视人员， 通过管网资料，即时通知施工方，减少盲目施工。对其它管线施工方，构成对给水管网损坏隐患和维护不便等情况应即时给予制止，通知对方整改。对违章用水、私 自接水的严格执法，打击盗水行为。
目前我公司采取了一系列有效措施，管损得到了进一步的控制并取得了明显的效果，管损从2008年19.69%、2009年21.05%、2000年20.41%下降到了2011年16.72%、2012年16.25%、2013年17.29%平均每年下降了3%--4%左右，为企业的社会效益和经济效益的双丰收立下了汗了功劳。供水管网漏损控制是一个长期的过程，只要有水在管道中流动，就会有漏失情况；所以我们应该通过加大供水管网建设，加大陈旧、老化管网的更新改造，大力推广采用优质的新型管材；加强管网管理力度、探漏力度；加强与各供水 企业交流技术经验，才能提高公司管网的管理水平和技术，为保证供水管网的安全运行，供水企业的全体员工应该齐心协力，统一认识，形成一个职责明确、协调配合、科学调度、科学管理的机制，利用先进的科技手段和先进的仪器设备，彻底根治爆管这个顽症，确保城市供水动脉的畅通，尽力把供水管网漏损率减少到最小。
浅谈排水管网在线监测系统建设 篇12
1 城市排水管网现状及管理模式
与城市排水管网建设水平和投资的快速发展相比, 排水管网运行管理水平一直处于较低的水平, 仍然沿用传统的, 依靠纸图甚至老工人记忆和经验的管理模式。而管网的运行状况, 只有通过工作人员打开井盖观察的方式去了解。对于排水管网的运行状况是否符合原设计的要求, 雨污合流情况, 专业管理人员并不了解得十分清楚。尽管随着计算机技术的普及和发展, 排水管网数据也进行了信息化处理, 但通常其信息化和专业化程度都比较低, 多采用AutoCAD、Excel等格式的单个文件分块存储排水管网数据, 只实现了基本的地图显示和查询功能, 无法体现排水管网的复杂网络特征。对于管道的实时运行状况, 包括水位、流速、流量、有毒有害气体等指标, 一直无法准确的掌握。因而, 无法更好地指导管网改造工程的实施, 维护好排水管网正常运行, 也不能为设计单位提供翔实可靠的原始资料。
2 排水管网在线监测信息系统建设的必要性
2.1 城市化发展导致雨洪灾害频发
随着城市化的迅猛发展, 道路硬化面积不断增加, 汇流速度变快, 使得城市蓄水能力急剧下降, 致使降雨强度较大时, 雨水径流量增大, 雨水管网中洪峰流量提早出现, 进而导致排水不畅, 道路积水, 严重影响了城市交通和民众出行。
2.2 排水管网规划建设存在不足
城市排水管网的规划设计与建设由于历史的原因导致中心城区道路狭窄, 地下的各种管网繁多, 几乎已无扩容空间, 只能通过强化管理提高管网排水能力。
2.3 排水管网养护管理缺乏有效的监测技术手段
大多城市老城区依然采用合流制排水体制, 甚至部分排水系统存在雨污混接现象, 晴天污水流速较低, 导致混接的雨水管网严重淤积, 同时有的建筑工地不文明施工, 将一些建筑垃圾也排放到污水管网中, 导致管网堵塞, 有效过流能力也大大减小。由于地下管网本身的隐蔽性, 日常养护人员也难以极早发现问题管段和乱排垃圾的用户。同时, 因为是地下隐蔽工程, 城市排水管网运行的主要指标及参数:流速、流量、运行水位、有毒有害气体含量等都是不能直观地看到。但是, 这些指标是日常管理必不可少的, 对于管道的维护、更新改造、抢险排涝、污水收集, 乃至于排水管道的科学研究、设计、规划等都有及其重要的意义。但是多年以来, 这些数据的获得缺乏科学依据, 基本依靠维护工人的经验、记忆获得。在城市排水管网运行管理几乎停留在定性分析方面, 更谈不上定量分析。
3 排水管网在线监测信息系统的优势
3.1 先进技术
要解决上述排水管网管理的问题, 通过采取先进成熟的技术手段, 建设一套功能实用, 运行稳定的运行监测系统, 实时掌握城市排水管网运行的各项技术指标和变化规律, 也就是将排水管网运行管理方面所需要的各类指标实时采集、传输、处理、分析、汇集整理, 以满足管理工作的需要, 达到隐蔽工程排水管网运行全过程的透明化、数量化监控并利用现代通信与计算机技术实现数据自动化处理, 使城市排水管网运行管理水平达到质的飞跃。如城市管网监测SCADA Supervisory Control And Data Acquisition系统, 是在PLC可编程逻辑控制器技术的基础上, 结合了远程通信技术、网络技术、计算机技术而发展起来新型通用测控系统。它既保留了PLC现场测控的功能, 又能通过远程网络通信协议实现远程测控, 实现远程设备的遥测 (Tele-Metering) 遥控 (Tele-Contro1) 遥讯 (Tele Singa1) 遥调 (TeleAdjusting) 。利用SCADA系统有效监测和管理城市污水排放及排污管网情况, 能够准确及时地反映排水管网和检查井等构筑物以及污水干管的水质情况, 实时监视和控制重点工业污水排放单位的水质、水量、可燃性气体百分比, 为管理部门提供决策资料, 同时起到污水排放监督, 保护城市环境的作用。
3.2 先进设备
以水量监测为例, 水量监测一般通过流量计直接测量。鉴于排水管道内部环境复杂多变, 选择流量计需要做到日常免维护, 无需人工值守等特点, 实际经验表明, ISCO型面积速度法流量计性能优良, 对排水管道紊流、逆流等状况能记录并发出报警信号, 适应能力强, 能满足在排水管道流量监测的需要, 且该仪器具有较宽水位测量范围、较高测量精度, 对满流和一定程度的反向流速度面积探头同样能获得准确的数据。
4 排水管网在线监测信息系统建设的意义
针对排水管网管线复杂、隐蔽性强的特点, 建立城市排水管网在线监测信息系统是科学、有效地管理城市排水管网的前提和基础。通过对排水管网水质、水量、有毒有害气体、可燃性气体的在线监测和数据分析, 可实时从全局掌握整个管网运行状况, 明确显示水质状况、水量变化、有毒有害气体浓度、可燃气体百分比, 有效识别淤积管段, 评估管道养护效果, 为制定管道管理、养护方案、管网运行调度、养护管理、排水事故分析、防汛快速响应和应急处理、排水管网改造升级以及排水管道的工程监管等方面提供了有效的数据支持, 有效减少了相应行政成本与人力成本的投入。
参考文献
[1]雷景峰.水位监测信息系统在排水管网管理中的应用[J].中国给水排水.