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

GPRS管網(wǎng)動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)在萊鋼供水系統(tǒng)中的應用

吳雪,趙燕鵬,盛國鋒,郭慧,劉濱濱
(山東鋼鐵萊蕪分公司能源動力廠,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移動通信技術的管網(wǎng)流量、壓力無線遠傳系統(tǒng)在萊鋼供水管網(wǎng)中的應用，對其實施背景、應用情況、實施效益等進行了闡述說明。

【關鍵詞】GPRS；供水管網(wǎng)；動態(tài)監(jiān)控；無線遠傳；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，伴隨著萊鋼生產(chǎn)規(guī)模的擴大，作為冶金行業(yè)重要輔助部分的動力能源系統(tǒng)也有了長足發(fā)展和進步，供水能力由原來的1500萬t/年增加到現(xiàn)在的4500萬t/年，供水管線不斷延長，管網(wǎng)覆蓋區(qū)域不斷擴大，形成了區(qū)域互補、共同支撐的多個環(huán)狀供水管網(wǎng)。

萊鋼型鋼區(qū)為萊鋼重點冶金生產(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)遍及整個區(qū)域，分布復雜；供水管道多為焊接鋼管，壓力輸送管道，深埋地下，建設使用已近10年；同時由于該區(qū)域地址地形條件所限，大部分管道敷設于巖石上，管道溝回填多為砂礫石土，造成供水管線泄漏現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)、勘查難度加大，管網(wǎng)日常維護難度較大。

近幾年型鋼區(qū)供水量不斷增加，與之伴隨而來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)無法得到實時有效的監(jiān)控，對保供以及成本利潤指標完成造成了一定影響。根據(jù)統(tǒng)計目前國內(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，對整個管網(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低為公司帶來經(jīng)濟效益損失。

2　實施背景

為了積極適應鋼鐵行業(yè)節(jié)能減排的要求，實現(xiàn)對水資源的有效保護利用，杜絕跑冒滴漏等各種浪費水資源現(xiàn)象，如何通過技術手段實現(xiàn)對管網(wǎng)流量、壓力的實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)漏點，降低管網(wǎng)虧損率，穩(wěn)定管網(wǎng)運行，提高經(jīng)濟效益成為我們面臨的一個難題也是重要課題。

2012年，萊鋼能源動力廠經(jīng)過系統(tǒng)研究，確定引入基于GPRS移動通信原理的無線流量、壓力遠傳系統(tǒng)。同年5月，系統(tǒng)正式安裝調(diào)試完畢投入實際運行；2014年7月，完善增加三個新監(jiān)控點位，實現(xiàn)了對型鋼區(qū)重要監(jiān)測點流量、壓力的實時動態(tài)監(jiān)控，提高了供水管網(wǎng)動態(tài)監(jiān)控水平。

3　過程介紹

3.1系統(tǒng)原理

供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的是實現(xiàn)對供水管網(wǎng)各監(jiān)測點的數(shù)據(jù)采集和控制。系統(tǒng)由監(jiān)控中心和各個監(jiān)測點位組成，各個管網(wǎng)監(jiān)測點的數(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行分析和決策取用，提高工作效率，保證供水穩(wěn)定。

當前，供水管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)通信分為有線和無線兩大類。有線通信往往需要架設光纜、電纜等，當?shù)匦螐碗s時建設周期較長，投資較大。無線通信包括衛(wèi)星通信、超短波無線數(shù)傳、GSM通信等，衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)費用昂貴，只在某些特定的領域使用，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)實際。GPRS移動通信技術目前是一種較為成熟穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通信方式。

GPRS無線遠傳管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是利用中國移動GPRS網(wǎng)絡，將每個監(jiān)測點的管網(wǎng)流量、壓力信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的微機上，在監(jiān)測點位及監(jiān)控主機上均安裝有數(shù)據(jù)傳輸模塊，監(jiān)控中心軟件能接收、顯示、查詢、存儲每個監(jiān)測點的信息。

各監(jiān)控點使用GPRS透明數(shù)據(jù)傳輸終端，通過中國移動GPRS網(wǎng)絡與監(jiān)控中心相連；各數(shù)據(jù)采集點使用移動通信公司統(tǒng)一的SIM卡；各信息采集點運行監(jiān)控系統(tǒng)軟件，支持24 h實時在線，實現(xiàn)信息采集點24 h傳送采集的信息數(shù)據(jù)。

3.2系統(tǒng)特點

相比傳統(tǒng)信息傳輸，該系統(tǒng)節(jié)約了大量線纜建設費用，并且不存在信號易受干擾、數(shù)據(jù)丟失等問題；只要SIM不欠費就能實現(xiàn)系統(tǒng)長久運行。選用的數(shù)據(jù)傳輸模塊功耗低，符合當前節(jié)能降耗要求；計量設備可根據(jù)實際管道情況進行選取，選擇范圍廣；監(jiān)控軟件系統(tǒng)運行穩(wěn)定，故障率低，傳輸數(shù)據(jù)準確，誤差小，數(shù)據(jù)能夠長期儲存在電腦硬盤上，供日后查看分析之用；利用現(xiàn)有的成熟的GPRS移動網(wǎng)絡，系統(tǒng)投入運行時基本不需要調(diào)試，安裝快簡捷；在實際安裝過程中，只需要安裝相關的超聲波流量計、壓力傳感器及對應的流量、壓力模塊即可，工程量較小。數(shù)據(jù)通信覆蓋范圍廣泛，擴容無限制，接入點無限制，充分滿足了型鋼區(qū)復雜供水管網(wǎng)的需求。

日常運行過程中，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，系統(tǒng)還能夠發(fā)出報警信息，人員能夠第一時間確定問題管段，趕到事故地點進行處理解決，保證管網(wǎng)運行安全，提高管網(wǎng)管控水平。

該套GPRS無線壓力、流量遠傳系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、測量設備、數(shù)據(jù)模塊、通信系統(tǒng)組成，架構較為合理簡單。

4　應用實施

2012年5月，能源動力廠通過對整個型鋼區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)仔細勘察與研究，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，對管網(wǎng)穩(wěn)定運行具有重要意義。

現(xiàn)場在供水管道上安裝了超聲波流量計及壓力傳感器，將監(jiān)控主機設置在型鋼水處理廠（為型鋼區(qū)供水）主控室內(nèi)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時監(jiān)測；同時系統(tǒng)還能協(xié)助運行人員生成日報表及生產(chǎn)趨勢歷史曲線等，極大的方便了日常生產(chǎn)運行。該系統(tǒng)是萊鋼區(qū)域供水系統(tǒng)第一套GPRS無線遠傳壓力、流量監(jiān)控系統(tǒng)，填補了萊鋼區(qū)域供水無線監(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，對保證管網(wǎng)穩(wěn)定運行、及時發(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，在運行中發(fā)現(xiàn)型鋼東線DN1000供水管道流量監(jiān)測值與型鋼水廠1#泵房出水值存在一定差值，初步判斷東線監(jiān)測點處存在漏點，通過現(xiàn)場勘探發(fā)現(xiàn)一處300 m3/h漏點，迅速制定方案進行了堵漏處理，挽回了巨大經(jīng)濟損失。

2013年7月，新西線管道100 t電爐供水北線監(jiān)測點流量壓力發(fā)生異常，通過現(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)一處200 m3/h漏點，萊鋼能源動力廠迅速協(xié)調(diào)萊鋼特鋼項目部進行搶修，避免了事故狀態(tài)對項目建設造成的影響。

5　結語

作為萊鋼區(qū)域第一套無線遠傳流量、壓力系統(tǒng)，該系統(tǒng)在實際應用過程中為保證型鋼區(qū)供水安全穩(wěn)定發(fā)揮了重要作用，其對供水管網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控進一步降低了型鋼區(qū)供水虧損率，尤其是在當前鋼鐵行業(yè)持續(xù)低迷的情況下具有十分顯著的經(jīng)濟效益和保供意義，減少了供水管網(wǎng)實際運行過程中的不穩(wěn)定性，實現(xiàn)了對管網(wǎng)的動態(tài)監(jiān)控，具有一定的推廣實踐意義。

自動化

作者簡介：吳雪（1987-），女，大學本科學歷，助理工程師，現(xiàn)從事給排水技術管理工作。

收稿日期:2014- 12- 30

【中圖分類號】TF085

【文獻標識碼】B

【文章編號】1006-6764（2015）04-0054-02