一种多热源热网调控系统的制作方法
【专利摘要】一种多热源热网调控系统，包括主控中心、通讯网络、总线、现场监控设备、执行器、热源、供热管道、换热站、蒸汽用户测量站和热用户，所述主控中心通过所述通讯网络与所述现场监控设备连接，所述热源、换热站、蒸汽用户测量站和热用户之间通过供热管道相连，所述热源、换热站、蒸汽用户测量站、热用户和供热管道处均设有所述现场监控设备，所述现场监控设备通过总线与所述执行器相连，所述执行器上设有执行反馈系统，所述主控中心设有调控中心，所述执行反馈系统通过所述通讯网络与所述调控中心连接，所述调控中心通过所述总线与所述主控中心连接；本实用新型事故率低、运行效率高、综合成本低，调控便利，主要应用于城市集中供热领域。
【专利说明】一种多热源热网调控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种集中供热管网调控系统，尤其涉及一种多热源热网调控系统。
【背景技术】
[0002]随着社会技术进步及经济的发展，我国供热管网发展迅速，特别是城市集中供热面积迅猛增加，热网系统不断加大。但是，目前大部分供热系统的换热站都采用人工监控，需要人工24小时值守，各换热站数量多、地点分散，从而导致值班人员多，劳动强度大，不但浪费人力，而且影响劳动者的身体健康；供暖中心无法实时掌握设备的实际运行情况，无法做到合理调度。如果出现事故隐患，工作人员难以发现，易造成供热事故，特别是集中供热的管线，线路覆盖地域范围大，很难在短时间内发现并排除故障，事故发生率高；各换热站都独立运行，易造成热力分配不均衡，而且无法互为备用，难以达到供热系统整体最佳状态，供热效率低，能耗高，综合成本高，特别是在供热达不到预期效果时，调整控制困难，效率低。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是提供一种节约人力、事故率低、运行效率高、综合成本低、调控便利的多热源热网调控系统。
[0004]本实用新型解决技术问题采用的技术方案为:一种多热源热网调控系统，包括主控中心、通讯网络、总线、现场监控设备、执行器、热源、供热管道、换热站、蒸汽用户测量站和热用户，所述主控中心通过所述通讯网络与所述现场监控设备连接，所述热源、换热站、蒸汽用户测量站和热用户之间通过供热管道相连，所述热源、换热站、蒸汽用户测量站、热用户和供热管道处均设有所述现场监控设备，所述现场监控设备通过总线与所述执行器相连，所述执行器上设有执行反馈系统，所述主控中心设有调控中心，所述执行反馈系统通过所述通讯网络与所述调控中心连接，所述调控中心通过所述总线与所述主控中心连接；
[0005]所述调控中心包括通过总线相互连接的通讯服务器、数据库服务器、工程师站、操作员站、大型显示设备、网络交换机、调控单元；
[0006]所述供热管道上设有可远程控制的调控结构，所述调控结构通过所述通讯网络与所述调控中心连接，所述调控结构包括设有进水口和出水口的控制阀、与所述控制阀进水口相连的所述供热管道、与所述控制阀出水口相连的所述供热管道，进行热量调节时，通过调整控制阀的开度来调整通过热流体的流量而达到调整热量的目的，从而完成热量一次调整；与所述控制阀进水口相连的所述供热管道的尺寸与所述出控制阀出水口管道相连的所述供热管道尺寸不相等，在不增加设备的同时，通过所述进水口与所述出水口供热管道的管径的尺寸差来达到二次调整通过的热量，使调整效果更好；所述调控结构包括“粗细”结构和“细粗”结构，所述“粗细”结构即与所述控制阀进水口相连的所述供热管道的尺寸大于与所述控制阀出水口相连的所述供热管道的尺寸，这样在调整热流量的时候，虽然所述控制阀的开启幅度较大，但是由于与所述控制阀出水口相连的所述供热管道尺寸小于所述控制阀进水口相连的所述供热管道的尺寸，所以其流量变化较小，更有利于精确调节流量；所述“细粗”结构即与所述控制阀进水口相连的所述供热管道的尺寸小于与所述控制阀出水口相连的所述供热管道的尺寸，这样在调整热流量的时候，虽然所述控制阀的开启幅度较小，但是由于与所述控制阀出水口相连的所述供热管道尺寸大于所述控制阀进水口相连的所述供热管道的尺寸，所以其流量变化较大，更有利于快速调整流量；所述调控结构可单独由所述“粗细”结构构成，也可以单独由所述“细粗”结构构成，还可以由所述“粗细”结构和“细粗”结构两者结合构成；如果由所述“粗细”结构和“细粗”结构两者结合构成时，在正常供热情况下，所述“粗细”结构和“细粗”结构中的所述控制阀均处于开启状态，在调整流量时，可以单独调整所述“粗细”结构中的所述控制阀，也可以单独调整“细粗”结构中的所述控制阀，也可以同时调整所述“粗细”结构和所述“细粗”结构中的所述控制阀；
[0007]所述主控中心包括通过总线相互连接的通讯服务器、数据库服务器、工程师站、操作员站、打印机、UPS电源、大型显示设备、网络交换机、监控元件；
[0008]所述通讯网络包括光缆、ADSL, GPRS中的一种或几种；
[0009]所述现场监控设备包括通过总线相互连接的视频监控器、传感器、热参数控制装置、就地PLC控制器、通讯单元、变送器、热量表；
[0010]所述热源分为主热源和辅热源，所述主热源和辅热源通过所述供热管道相连，所述主热源、辅热源相互之间设有自动平衡协调系统，所述自动平衡协调系统用来协调、均衡各热源之间的热力供应，其主要包括:控制参数设定与修改系统、全网平衡系统、一次网阀的时间表控制系统、二次网变频循环泵的控制系统、供热管道调节阀控制系统、控制效果的评价系统、负荷预测系统、阀位自动跟踪系统、控制方式选择系统、网络OPC系统、报表生成系统；所述自动平衡协调系统通过所述通讯网络与所述主控中心连接，由所述主控中心控制所述自动平衡协调系统整体运行；
[0011]所述主热源为热电联产的热源，所述辅热源为单独锅炉供热站，一般情况下使用主热源，当主热源不能满足供热要求时，不足部分由效率较低的辅热源供应；
[0012]所述换热站包括将一级管网的热水引入换热站的二级循环泵、可控制所述二级循环泵所在供热管道流量的流量控制装置以及与所述流量控制装置可控连接的传感器；
[0013]所述蒸汽用户测量站包括Modbus接口蒸汽热量表和通信单元，通过GPRS通讯传输数据给所述主控中心；
[0014]所述执行器包括加热装置、流量控制装置，主要是根据热用户的热量需求来控制热网加热和热力分布；
[0015]所述执行反馈系统包括相互连接的数据记忆模块、数据分析模块、通信模块，所述执行反馈系统主要用来记忆执行调控前的参数数据，通过数据分析模块，对比调控前后的运行状态，将所述运行状态反馈给所述主控中心，供所述主控中心修正数据参考；
[0016]所述操作员站包括通过总线连接的显示屏、监控系统、键盘，用来处理日常实时操作；
[0017]所述工程师站包括通过总线连接的热源控制计算机、热网控制计算机、网源结合仿真计算机、所述热源控制计算机、热网控制计算机、网源结合仿真计算机均采用双机热备的方式，即一台为主机，一台为备用机，在主机正常工作时，备用机实时刷新本身的数据区，始终保持与主机数据相同，主机失效时，所有功能切换到备用机上，双机实现无扰动切换。所述工程师站是用来让工程师根据热网监控指标对系统进行维护、开发、编辑、更改和更新参数和常数；
[0018]所述传感器包括分别设置在所述供热管道出水口处和回水口处的温度传感器、设置在户外可感测室外温度的室外温度传感器、设置在所述供热管道上的压力传感器和湿度传感器；
[0019]所述流量控制装置为可控制变频控制柜；
[0020]进一步改进，所述调控结构包括多个串联在一起的“粗细”机构，这样使调控效果更好；
[0021]进一步改进，所述调控结构包括多个串联在一起的“细粗”机构，这样使调控效果更好；
[0022]进一步改进，所述调控结构包括多个并联在一起的“粗细”机构，如果一个粗细结构出现故障，可以在不停止工作的情况下，修复故障，维修便利；
[0023]进一步改进，所述调控结构包括多个并联在一起的“细粗”机构，如果一个粗细结构出现故障，可以在不停止工作的情况下，修复故障，维修便利；
[0024]进一步改进，所述供热管道上设置有余热回流和补给系统，所述余热回流和补给系统包括控制阀和加压装置，所述余热回流和补给系统一端与所述供热管道相通，另一端与所述热源相通，所述热流体可以从所述供热管道内流经所述余热回流和补给系统进入到所述热源，与所述供热管道相通一端设有所述控制阀，与所述热源相通一端也设有所述控制阀；所述控制阀和加压装置可以分别采用远程控制和现场控制两种方式控制，采用远程控制方式时，所述控制阀和加压装置通过所述通讯网络与所述调控中心连接，由所述调控中心根据数据处理的结果进行控制；采用现场控制时，在所述控制阀和加压装置处设置操作室或者操作井，由操作人员根据指令现场控制；正常使用时，所述控制阀均处在闭合状态，则所述热流体不能进入所述余热回流和补给系统，如果热量富余，经过所述调控结构调控后仍然不能达到要求，可开启所述余热回流和补给系统中的所述控制阀，在加压装置的作用下，所述热流体经过所述余热回流和补给系统返回所述热源，将多余的热量输送给热源，这样即避免了热能的浪费，又提高了所述热源的加热效率，减少了能耗；如果局部供热不足，在加压装置的作用下，所述热流体可以通过所述余热回流和补给系统直接从热源补给到供热不足的部分，从而使热量快速集聚，从而达到要求；
[0025]进一步改进，所述余热回流和补给系统设有排放口，排放口处设有控制阀，如果所述余热回流和补给系统内残留有温度过低的流体时，会影响所述余热回流和补给系统的使用效果，则可以通过排放口将多余的流体排放出去，使所述余热回流和补给系统使用效果更好；
[0026]进一步改进，所述热源还设有太阳能供热系统，包括太阳能集热器、储热水箱、安装在储热水箱内的水位传感器、水温传感器和通讯传输设备，所述太阳能供热系统通过所述通讯传输设备与所述主控中心连接，在所述主热源和辅热源出现故障或者不能满足供热要求时，启动太阳能供热，应急使用；
[0027]进一步改进，所述流量控制装置为串联供热管道上并与所述传感器保持可控连接的电动控制阀；
[0028]进一步改进，所述热源、换热站、蒸汽用户测量站和热用户处设有分控中心，所述分控中心与所述主控中心通过所述通讯网络连接，如果主控中心出现故障时，可以启动分控中心现场监控，而不影响整个系统运行；
[0029]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0030]本实用新型采用基于物联网技术的“主控中心-调控中心-网络-现场监控设备-调控结构-热源-换热站-热用户”的热网调控系统，全面解决了供热系统的自动化监控、调整、管理，达到全网的最佳运行状态，最大限度节约人力、能源；保证集中供热系统的安全平稳运行，运行效率高、调控效果好、事故率低、综合成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1是本实用新型运行原理示意图。
[0032]图2是本实用新型的主控中心结构示意图。
[0033]图3是本实用新型的调控结构示意图。
[0034]图4是本实用新型余热回流和补给系统示意图。
[0035]图中，I为主计算机系统，2为网络服务器，3为操作员站，4为工程师站，5为彩色显示屏，6为扫描仪，7为彩色打印机，8为局域网设备，9为UPS电源，10为显示大屏幕，11为监控元件，12为与控制阀进水口相连的供热管道，13为控制阀，14为与控制阀出水口相连的供热管道，15为热源，16为加压装置，17为排放口，18为供热管道。
【具体实施方式】
[0036]下面结合具体实施例对本实用新型进一步说明。
[0037]实施例1，一种多热源热网调控系统，包括主控中心、通讯网络、现场监控设备、热源、供热管道、换热站、蒸汽用户测量站和热用户，所述主控中心通过所述通讯网络与所述现场监控设备连接，所述热源、换热站、蒸汽用户测量站和热用户之间通过供热管道相连，所述热源、换热站、蒸汽用户测量站、热用户和供热管道处均设有所述现场监控设备，所述现场监控设备与执行器相连，所述执行器上设有执行反馈系统，所述主控中心设有调控中心，所述执行反馈系统通过所述通讯网络与所述调控中心连接，所述调控中心通过所述总线与所述主控中心连接，所述调控中心包括通过总线相互连接的通讯服务器、数据库服务器、工程师站、操作员站、大型显示设备、网络交换机、调控单元；所述供热管道上设有可远程控制的调控结构，所述调控结构通过所述通讯网络与所述调控中心连接，所述调控结构包括设有进水口和出水口的控制阀、与所述控制阀进水口相连的所述供热管道、与所述控制阀出水口相连的所述供热管道，进行热量调节时，通过调整控制阀的开度来调整通过热流体的流量而达到调整热量的目的，从而完成热量一次调整；与所述控制阀进水口相连的所述供热管道的尺寸与所述出控制阀出水口管道相连的所述供热管道尺寸不相等，在不增加设备的同时，通过所述进水口与所述出水口供热管道的管径的尺寸差来达到二次调整通过的热量，使调整效果更好；所述调控结构为“粗细”结构；
[0038]所述主控中心I主要采用清华同方的有关设备，其主要设备及参数如下:一套100%采用双CPU在线的主计算机系统I ;双线制的开发式网络服务器2 ;两台操作员站3 ;两台工程师站4 ;两台带键盘的彩色显示屏5 ;—台扫描仪6 ;—台带图形存储的彩色打印机7 套完整的局域网设备8 ;—台UPS9 ;—套投影仪及显示大屏幕10 ;监控元件11 ;
[0039]网络服务器:
[0040]CPU:Pent ium IV 3.0GHz，800MHz 前端总线
[0041]RAM: IGB ECC DDR SDRAM 内存
[0042]DVD dr iver:48XCD_R0M OR 8 速 DVD
[0043]硬盘:160GB，SCSI接口
[0044]操作员站:
[0045]CPU:Pent ium IV 3.0GHz，800MHz 前端总线
[0046]内存:512M
[0047]显卡:FX5900
[0048]DVD 光驱:16XDVD-R0M DVD
[0049]硬盘:80GB
[0050]显示器:分辨率1280 X 1024，17寸液晶显示器
[0051]以太网卡:PCICard
[0052]工程师站:
[0053]CPU:Pent ium IV 3.0GHz，800MHz 前端总线
[0054]内存:512M，DDR
[0055]光驱:CD-RW
[0056]硬盘:80GB
[0057]实施例2，与实施例1不同之处在于:所述热源为太阳能供热系统，包括太阳能集热器、储热水箱、安装在储热水箱内的水位传感器、水温传感器和通讯传输设备，所述太阳能供热系统通过所述通讯传输设备与所述主控中心连接，在所述主热源和辅热源出现故障或者不能满足供热要求时，启动太阳能供热，应急使用。
[0058]实施例3，与实施例1不同之处在于:所述流量控制装置为串联供热管道上并与所述传感器保持可控连接的电动控制阀。
[0059]实施例4，与实施例1不同之处在于:所述热源、换热站、蒸汽用户测量站和热用户处设有分控中心，所述分控中心与所述主控中心通过所述通讯网络连接。
[0060]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种多热源热网调控系统，包括主控中心、通讯网络、总线、现场监控设备、执行器、热源、供热管道、换热站、蒸汽用户测量站和热用户，所述主控中心通过所述通讯网络与所述现场监控设备连接，所述热源、换热站、蒸汽用户测量站和热用户之间通过供热管道相连，所述热源、换热站、蒸汽用户测量站、热用户和供热管道处均设有所述现场监控设备，所述现场监控设备通过总线与所述执行器相连，其特征在于:所述执行器上设有执行反馈系统，所述主控中心设有调控中心，所述执行反馈系统通过所述通讯网络与所述调控中心连接，所述调控中心通过所述总线与所述主控中心连接。
2.如权利要求1所述的多热源热网调控系统，其特征在于:所述调控中心包括通过总线相互连接的通讯服务器、数据库服务器、工程师站、操作员站、大型显示设备、网络交换机、调控单元。
3.如权利要求1或2所述的多热源热网调控系统，其特征在于:所述供热管道上设有可远程控制的调控结构，所述调控结构通过所述通讯网络与所述调控中心连接，所述调控结构包括设有进水口和出水口的控制阀、与所述控制阀进水口相连的所述供热管道、与所述控制阀出水口相连的所述供热管道。
4.如权利要求3所述的多热源热网调控系统，其特征在于:所述调控结构的与所述控制阀进水口相连的所述供热管道的尺寸大于与所述控制阀出水口相连的所述供热管道。
5.如权利要求3所述的多热源热网调控系统，其特征在于:所述调控结构的与所述控制阀进水口相连的所述供热管道的尺寸小于与所述控制阀出水口相连的所述供热管道。
6.如权利要求4或5任意一项所述的多热源热网调控系统，其特征在于:所述执行反馈系统包括相互连接的数据记忆模块、数据分析模块、通信模块。
7.如权利要求6所述的多热源热网调控系统，其特征在于:所述主控中心包括通过总线相互连接的通讯服务器、数据库服务器、工程师站、操作员站、打印机、即3电源、大型显示设备、网络交换机、监控单元。
8.如权利要求7所述的多热源热网调控系统，其特征在于:所述现场监控设备包括通过总线相互连接的视频监控器、传感器、热参数控制装置、就地？IX控制器、通讯单元、变送器、热量表。
9.如权利要求8所述的多热源热网调控系统，其特征在于:所述热源分为主热源和辅热源，所述主热源和辅热源通过所述供热管道相连，所述主热源、辅热源相互之间设有自动平衡协调系统，所述自动平衡协调系统包括温度测量仪、温度分析仪和温度比较器、全网平衡控制系统。
10.如权利要求9所述的多热源热网调控系统，其特征在于:所述供热管道上设置有余热回流和补给系统，所述余热回流和补给系统包括控制阀和加压装置，所述余热回流和补给系统一端与所述供热管道相通，另一端与所述热源相通，与所述供热管道相通一端设有所述控制阀，与所述热源相通一端设有所述控制阀。
【文档编号】F24D19/10GK204176741SQ201420560184
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】刘伟, 邹涤, 蒋红, 姜炜, 刘红建, 殷继武, 秦绪忠, 秦冰, 喻汉运, 王润生, 司济源, 李喜生, 全新山, 王新民, 戚江平, 代国栋, 王伟, 梁海川, 戴玉敏 申请人:新疆天富能源股份有限公司供热分公司