超聲波管網(wǎng)流量/熱量監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

目 錄

第一章 引言    

1.1 項目背景        

1.2 建設(shè)目標(biāo)        

1.3 建設(shè)原則        

第二章 項目介紹        

2.1 系統(tǒng)概述        

2.2 系統(tǒng)應(yīng)用示意圖        

2.3 系統(tǒng)優(yōu)勢        

第三章 超聲波流量計        

3.1 整機結(jié)構(gòu)及功能        

3.2 流量計/熱量計主機        

3.2.1 整機結(jié)構(gòu)及參數(shù)        

3.2.2 通信接口說明        

3.3 超聲波換能器        

3.3.1 超聲探測原理        

3.3.2 規(guī)格選型        

3.3.3 管道材質(zhì)/介質(zhì)測定說明        

3.4 PT100溫度傳感器        

3.4.1 典型功能        

3.4.2 熱力計量原理        

3.5 安裝及注意事項        

3.5.1 安裝管段選擇        

3.5.2 換能器安裝注意事項        

3.5.3 溫度傳感器安裝注意事項        

第四章 綜合環(huán)境監(jiān)控云平臺        

第一章 引言

1.1 項目背景

 在當(dāng)前工業(yè)及市政管網(wǎng)運維體系中，管網(wǎng)流量、流速的實時精準(zhǔn)監(jiān)測，是實現(xiàn)供水管網(wǎng)漏損控制、水廠生產(chǎn)精準(zhǔn)調(diào)度、污水處理工藝優(yōu)化及熱力管網(wǎng)能效管控的核心前提，直接決定了管網(wǎng)運行的經(jīng)濟性與安全性。然而，傳統(tǒng)流量計因結(jié)構(gòu)與安裝方式的局限，已難以適配智慧水務(wù)、智慧水廠等場景的精細(xì)化管理需求，無法為流量流速監(jiān)測提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)支撐。

傳統(tǒng)流量計需斷管安裝，施工周期長、對管網(wǎng)運行影響大，且易因磨損、結(jié)垢導(dǎo)致精度漂移，后期維護需頻繁停役檢修，運維成本高。同時，其對管道材質(zhì)、內(nèi)襯及流體介質(zhì)的適配性有限，在鋼管、鑄鐵、FRP內(nèi)襯及多種流體介質(zhì)并存的復(fù)雜管網(wǎng)中，易出現(xiàn)數(shù)據(jù)失真、適配性差等問題，無法滿足精準(zhǔn)計量要求。隨著智慧水務(wù)、智慧水廠調(diào)度系統(tǒng)的普及，管網(wǎng)流量監(jiān)測需實現(xiàn)全時段、無干擾、高精度的數(shù)據(jù)采集，以支撐管網(wǎng)流量監(jiān)測、水廠生產(chǎn)調(diào)度、污水廠數(shù)字化監(jiān)控及熱力管網(wǎng)熱量監(jiān)測等核心業(yè)務(wù)。

當(dāng)前，超聲波流量計憑借非接觸式測量、無需斷管安裝、適配多材質(zhì)管道及多種流體介質(zhì)的優(yōu)勢，可有效彌補傳統(tǒng)流量計的不足，為管網(wǎng)流量監(jiān)測、智慧水務(wù)調(diào)度、污水廠數(shù)字化監(jiān)控等場景提供精準(zhǔn)、穩(wěn)定、低維護的流量計量解決方案，助力管網(wǎng)運維向智能化、精細(xì)化轉(zhuǎn)型。

1.2 建設(shè)目標(biāo)

圍繞管網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能化運維核心需求，構(gòu)建全場景覆蓋、高適配性、高可靠性的一體化管網(wǎng)流量監(jiān)測體系。通過采用非接觸式超聲測量技術(shù)，針對性解決傳統(tǒng)監(jiān)測設(shè)備安裝復(fù)雜、維護成本高、管道材質(zhì)與環(huán)境適配性差等行業(yè)共性難題，實現(xiàn)管網(wǎng)流量、流速、熱量等關(guān)鍵運行參數(shù)的全域精準(zhǔn)感知、數(shù)據(jù)高效傳輸、異常智能預(yù)警，有效打通信息壁壘、消除監(jiān)測盲區(qū)。推動管網(wǎng)運維管理模式由傳統(tǒng)人工巡檢、被動應(yīng)急處置向主動預(yù)判預(yù)警、智能優(yōu)化調(diào)度、全流程精益管控轉(zhuǎn)型升級，為管網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定、高效節(jié)能、長期可靠運行提供堅實的技術(shù)保障與決策支撐。具體建設(shè)架構(gòu)圖如下：

1.3 建設(shè)原則

在研發(fā)設(shè)計本系統(tǒng)的時候，我們應(yīng)該總結(jié)前人開發(fā)的經(jīng)驗，結(jié)合自控和軟硬件技術(shù)，打造信息化、無縫隙、精準(zhǔn)化、可視化、智慧型的管網(wǎng)流量流速監(jiān)測系統(tǒng)，滿足市政水務(wù)、工業(yè)制造、石油化工、食品加工等多行業(yè)的流量計量、漏損管控、能耗審計與安全運維需求。具體設(shè)計原則如下：

1、總體設(shè)計具有實用性、開放性、安全性、經(jīng)濟性的特點。

2、總體設(shè)計符合國家、行業(yè)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

3、管網(wǎng)流量流速數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度和精密度滿足要求。

4、所采用的設(shè)備均符合結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、能耗低的原則，系統(tǒng)可在無人值守的條件下長期工作。

5、方案具有良好的兼容性和可擴展性，保證當(dāng)用戶有更多的要求時，引入的新設(shè)備可以順利地與本次配備的設(shè)備共同工作，進一步擴展與提高系統(tǒng)的性能和功能。

6、取樣方式設(shè)計合理，非接觸式安裝方式，避免斷管施工與頻繁停役檢修，大幅降低對管網(wǎng)正常運行的影響，同時減少后期維護成本，提升管網(wǎng)運維效率與經(jīng)濟性。

7、整個方案盡可能采用無線傳輸方式，去掉各種冗余配置，減少故障點，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)造價。

8、方案一直以更高性價比為目標(biāo)，不斷升級和改進軟硬件產(chǎn)品，針對各大環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)都有對應(yīng)的產(chǎn)品和方案。我公司一直以“為客戶提供最高性價比的方案”為設(shè)計目標(biāo)來進行方案設(shè)計，綜合客戶需求以及擴展性要求，選擇最合適的產(chǎn)品，降低系統(tǒng)造價，為客戶節(jié)約項目成本。

9、方案設(shè)計根據(jù)客戶需求、項目規(guī)模等，選擇合適的監(jiān)控產(chǎn)品和技術(shù)方案實現(xiàn)，力爭使系統(tǒng)更容易使用和維護，降低客戶使用監(jiān)控系統(tǒng)的管理和維護成本。

第二章 項目介紹

2.1 系統(tǒng)概述

超聲波管網(wǎng)流量監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，可有效破解傳統(tǒng)計量方式的痛點，實現(xiàn)對流體流量、流速、熱量的非接觸、高精度、實時在線監(jiān)測，為漏損控制、生產(chǎn)調(diào)度及能效優(yōu)化提供支撐，推動管網(wǎng)運維數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升運行經(jīng)濟性與安全性。

本方案以超聲波流量計為核心，融合“超聲波探測、熱力學(xué)統(tǒng)計”等多種技術(shù)思路于一體，在“滿管、流態(tài)穩(wěn)定均勻、無明顯振動、無內(nèi)壁結(jié)垢、流體溫度適宜、無干擾”的管段部署超聲波換能器，只需將換能器貼在管壁外側(cè)，不切割管道，無需停產(chǎn)即可安裝，實現(xiàn)從管道外部“非接觸測量”。超聲波流量計通過結(jié)合“管道參數(shù)、流體參數(shù)以及多種修正優(yōu)化參數(shù)”，通過內(nèi)部專業(yè)程序運算得到管道內(nèi)部流體的“流速、瞬時/正/負(fù)/凈累積流量、今日凈累積流量、供/回水溫度、瞬時/正/負(fù)/凈累積熱量”等數(shù)據(jù)，支持“4G/RS485/電流輸出/OCT脈沖輸出/繼電器輸出”等多種輸出方式，將數(shù)據(jù)上傳至云平臺進行分析和處理。各級政府主管部門、安全監(jiān)督機構(gòu)、監(jiān)測單位、各責(zé)任主體單位可以在電腦端、手機APP實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程查看和設(shè)備的遠程管理。當(dāng)任意一管網(wǎng)流量、流速、熱量數(shù)值超過安全閾值時，及時通過“現(xiàn)場聲光、語音播報、短信、微信、電話振鈴、郵件”等方式發(fā)送報警信息，提醒運維人員立即核實數(shù)據(jù)、排查管網(wǎng)泄漏、堵塞、壓力異常等問題，及時調(diào)節(jié)閥門、泵機等設(shè)備，控制運行參數(shù)回歸安全范圍，并做好記錄與后續(xù)檢修，以此有效避免管網(wǎng)爆管、破裂、設(shè)備過載損壞、供能供水中斷及安全事故等問題。

2.2 系統(tǒng)應(yīng)用示意圖