GPRS管网动态监控系统在莱钢供水系统中的应用

吴　雪,赵燕鹏,盛国锋,郭　慧,刘滨滨(山东钢铁莱芜分公司能源动力厂,山东莱芜271104)

GPRS管网动态监控系统在莱钢供水系统中的应用

吴雪,赵燕鹏,盛国锋,郭慧,刘滨滨
(山东钢铁莱芜分公司能源动力厂,山东莱芜271104)

【摘要】介绍了莱钢型钢生产区供水管网的基本情况以及基于GPRS移动通信技术的管网流量、压力无线远传系统在莱钢供水管网中的应用，对其实施背景、应用情况、实施效益等进行了阐述说明。

【关键词】GPRS；供水管网；动态监控；无线远传；节能降耗

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

近年来，伴随着莱钢生产规模的扩大，作为冶金行业重要辅助部分的动力能源系统也有了长足发展和进步，供水能力由原来的1500万t/年增加到现在的4500万t/年，供水管线不断延长，管网覆盖区域不断扩大，形成了区域互补、共同支撑的多个环状供水管网。

莱钢型钢区为莱钢重点冶金生产区域，该区域集中了大量热线生产用户，供水管网遍及整个区域，分布复杂；供水管道多为焊接钢管，压力输送管道，深埋地下，建设使用已近10年；同时由于该区域地址地形条件所限，大部分管道敷设于岩石上，管道沟回填多为砂砾石土，造成供水管线泄漏现场发现、勘查难度加大，管网日常维护难度较大。

近几年型钢区供水量不断增加，与之伴随而来的是供水亏损率居高不下，管网系统流量、压力等重要参数无法得到实时有效的监控，对保供以及成本利润指标完成造成了一定影响。根据统计目前国内大多数的城市供水管网及较大的工矿企业供水系统，管网泄漏率都在10%左右。管道泄漏不仅造成水资源的浪费，对整个管网系统的稳定与平衡也造成了影响，威胁到供水安全，更加直接的影响是供水回收率过低为公司带来经济效益损失。

2　实施背景

为了积极适应钢铁行业节能减排的要求，实现对水资源的有效保护利用，杜绝跑冒滴漏等各种浪费水资源现象，如何通过技术手段实现对管网流量、压力的实时监控，及时发现管网漏点，降低管网亏损率，稳定管网运行，提高经济效益成为我们面临的一个难题也是重要课题。

2012年，莱钢能源动力厂经过系统研究，确定引入基于GPRS移动通信原理的无线流量、压力远传系统。同年5月，系统正式安装调试完毕投入实际运行；2014年7月，完善增加三个新监控点位，实现了对型钢区重要监测点流量、压力的实时动态监控，提高了供水管网动态监控水平。

3　过程介绍

3.1系统原理

供水管网监控系统的主要目的是实现对供水管网各监测点的数据采集和控制。系统由监控中心和各个监测点位组成，各个管网监测点的数据采集终端采集压力、流量数据，返回中心控制室供控制中心进行分析和决策取用，提高工作效率，保证供水稳定。

当前，供水管网监控系统采用的数据通信分为有线和无线两大类。有线通信往往需要架设光缆、电缆等，当地形复杂时建设周期较长，投资较大。无线通信包括卫星通信、超短波无线数传、GSM通信等，卫星通信数据费用昂贵，只在某些特定的领域使用，超短波数据覆盖范围小，受地理环境限制不符合型钢区供水管网实际。GPRS移动通信技术目前是一种较为成熟稳定的数据通信方式。

GPRS无线远传管网监控系统是利用中国移动GPRS网络，将每个监测点的管网流量、压力信息传输到监控中心的微机上，在监测点位及监控主机上均安装有数据传输模块，监控中心软件能接收、显示、查询、存储每个监测点的信息。

各监控点使用GPRS透明数据传输终端，通过中国移动GPRS网络与监控中心相连；各数据采集点使用移动通信公司统一的SIM卡；各信息采集点运行监控系统软件，支持24 h实时在线，实现信息采集点24 h传送采集的信息数据。

3.2系统特点

相比传统信息传输，该系统节约了大量线缆建设费用，并且不存在信号易受干扰、数据丢失等问题；只要SIM不欠费就能实现系统长久运行。选用的数据传输模块功耗低，符合当前节能降耗要求；计量设备可根据实际管道情况进行选取，选择范围广；监控软件系统运行稳定，故障率低，传输数据准确，误差小，数据能够长期储存在电脑硬盘上，供日后查看分析之用；利用现有的成熟的GPRS移动网络，系统投入运行时基本不需要调试，安装快简捷；在实际安装过程中，只需要安装相关的超声波流量计、压力传感器及对应的流量、压力模块即可，工程量较小。数据通信覆盖范围广泛，扩容无限制，接入点无限制，充分满足了型钢区复杂供水管网的需求。

日常运行过程中，系统能够实现24 h不间断的信息反馈及显示；管网发生压力、流量异常时，系统还能够发出报警信息，人员能够第一时间确定问题管段，赶到事故地点进行处理解决，保证管网运行安全，提高管网管控水平。

该套GPRS无线压力、流量远传系统主要由监控中心、测量设备、数据模块、通信系统组成，架构较为合理简单。

4　应用实施

2012年5月，能源动力厂通过对整个型钢区管网系统仔细勘察与研究，分别选取在型钢新西线管道、型钢东线管道、型钢东环线管道三处安装了该套系统，该三处供水管道连接莱钢型钢厂、宽厚板厂、炼铁厂等热线生产大用户，对管网稳定运行具有重要意义。

现场在供水管道上安装了超声波流量计及压力传感器，将监控主机设置在型钢水处理厂（为型钢区供水）主控室内，实现数据实时监测；同时系统还能协助运行人员生成日报表及生产趋势历史曲线等，极大的方便了日常生产运行。该系统是莱钢区域供水系统第一套GPRS无线远传压力、流量监控系统，填补了莱钢区域供水无线监控系统的空白，尤其是在生产水供给中发挥了显著作用，对保证管网稳定运行、及时发现管网异常及管网泄漏等具有十分重要的意义。

2012年12月28日，在运行中发现型钢东线DN1000供水管道流量监测值与型钢水厂1#泵房出水值存在一定差值，初步判断东线监测点处存在漏点，通过现场勘探发现一处300 m3/h漏点，迅速制定方案进行了堵漏处理，挽回了巨大经济损失。

2013年7月，新西线管道100 t电炉供水北线监测点流量压力发生异常，通过现场查看发现一处200 m3/h漏点，莱钢能源动力厂迅速协调莱钢特钢项目部进行抢修，避免了事故状态对项目建设造成的影响。

5　结语

作为莱钢区域第一套无线远传流量、压力系统，该系统在实际应用过程中为保证型钢区供水安全稳定发挥了重要作用，其对供水管网的动态监控进一步降低了型钢区供水亏损率，尤其是在当前钢铁行业持续低迷的情况下具有十分显著的经济效益和保供意义，减少了供水管网实际运行过程中的不稳定性，实现了对管网的动态监控，具有一定的推广实践意义。

自动化

作者简介：吴雪（1987-），女，大学本科学历，助理工程师，现从事给排水技术管理工作。

收稿日期:2014- 12- 30

【中图分类号】TF085

【文献标识码】B

【文章编号】1006-6764（2015）04-0054-02