超聲波管網(wǎng)流量/熱量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案

目 錄

第一章 引言    

1.1 項(xiàng)目背景        

1.2 建設(shè)目標(biāo)        

1.3 建設(shè)原則        

第二章 項(xiàng)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(shì)        

第三章 超聲波流量計(jì)        

3.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)及功能        

3.2 流量計(jì)/熱量計(jì)主機(jī)        

3.2.1 整機(jī)結(jié)構(gòu)及參數(shù)        

3.2.2 通信接口說(shuō)明        

3.3 超聲波換能器        

3.3.1 超聲探測(cè)原理        

3.3.2 規(guī)格選型        

3.3.3 管道材質(zhì)/介質(zhì)測(cè)定說(shuō)明        

3.4 PT100溫度傳感器        

3.4.1 典型功能        

3.4.2 熱力計(jì)量原理        

3.5 安裝及注意事項(xiàng)        

3.5.1 安裝管段選擇        

3.5.2 換能器安裝注意事項(xiàng)        

3.5.3 溫度傳感器安裝注意事項(xiàng)        

第四章 綜合環(huán)境監(jiān)控云平臺(tái)        

第一章 引言

1.1 項(xiàng)目背景

 在當(dāng)前工業(yè)及市政管網(wǎng)運(yùn)維體系中，管網(wǎng)流量、流速的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，是實(shí)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(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與安全性。然而，傳統(tǒng)流量計(jì)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(chǎng)景的精細(xì)化管理需求，無(wú)法為流量流速監(jiān)測(cè)提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)支撐。

傳統(tǒng)流量計(jì)需斷管安裝，施工周期長(zhǎng)、對(duì)管網(wǎng)運(yùn)行影響大，且易因磨損、結(jié)垢導(dǎo)致精度漂移，后期維護(hù)需頻繁停役檢修，運(yùn)維成本高。同時(shí)，其對(duì)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(wèn)題，無(wú)法滿足精準(zhǔn)計(jì)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(cè)需實(shí)現(xiàn)全時(shí)段、無(wú)干擾、高精度的數(shù)據(jù)采集，以支撐管網(wǎng)流量監(jiān)測(cè)、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(cè)等核心業(yè)務(wù)。

當(dāng)前，超聲波流量計(jì)憑借非接觸式測(cè)量、無(wú)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(shì)，可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)流量計(jì)的不足，為管網(wǎng)流量監(jiān)測(cè)、智慧水務(wù)調(diào)度、污水廠數(shù)字化監(jiān)控等場(chǎng)景提供精準(zhǔn)、穩(wěn)定、低維護(hù)的流量計(jì)量解決方案，助力管網(wǎng)運(yùn)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(yùn)維核心需求，構(gòu)建全場(chǎng)景覆蓋、高適配性、高可靠性的一體化管網(wǎng)流量監(jiān)測(cè)體系。通過(guò)采用非接觸式超聲測(cè)量技術(shù)，針對(duì)性解決傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝復(fù)雜、維護(hù)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(shí)現(xiàn)管網(wǎng)流量、流速、熱量等關(guān)鍵運(yùn)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(cè)盲區(qū)。推動(dòng)管網(wǎng)運(yùn)維管理模式由傳統(tǒng)人工巡檢、被動(dòng)應(yīng)急處置向主動(dòng)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(jí)，為管網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定、高效節(jié)能、長(zhǎng)期可靠運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)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(jì)本系統(tǒng)的時(shí)候，我們應(yīng)該總結(jié)前人開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合自控和軟硬件技術(shù)，打造信息化、無(wú)縫隙、精準(zhǔn)化、可視化、智慧型的管網(wǎng)流量流速監(jiān)測(cè)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(jì)量、漏損管控、能耗審計(jì)與安全運(yùn)維需求。具體設(shè)計(jì)原則如下：

1、總體設(shè)計(jì)具有實(shí)用性、開放性、安全性、經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)。

2、總體設(shè)計(jì)符合國(guó)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(jiǎn)單、性能可靠、能耗低的原則，系統(tǒng)可在無(wú)人值守的條件下長(zhǎng)期工作。

5、方案具有良好的兼容性和可擴(kuò)展性，保證當(dāng)用戶有更多的要求時(shí)，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(jìn)一步擴(kuò)展與提高系統(tǒng)的性能和功能。

6、取樣方式設(shè)計(jì)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(duì)管網(wǎng)正常運(yùn)行的影響，同時(shí)減少后期維護(hù)成本，提升管網(wǎng)運(yùn)維效率與經(jīng)濟(jì)性。

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

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

9、方案設(shè)計(jì)根據(jù)客戶需求、項(xiàng)目規(guī)模等，選擇合適的監(jiān)控產(chǎn)品和技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，力爭(zhēng)使系統(tǒng)更容易使用和維護(hù)，降低客戶使用監(jiān)控系統(tǒng)的管理和維護(hù)成本。

第二章 項(xiàng)目介紹

2.1 系統(tǒng)概述

超聲波管網(wǎng)流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)，可有效破解傳統(tǒng)計(jì)量方式的痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)流體流量、流速、熱量的非接觸、高精度、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，為漏損控制、生產(chǎn)調(diào)度及能效優(yōu)化提供支撐，推動(dòng)管網(wǎng)運(yùn)維數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性與安全性。

本方案以超聲波流量計(jì)為核心，融合“超聲波探測(cè)、熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)”等多種技術(shù)思路于一體，在“滿管、流態(tài)穩(wěn)定均勻、無(wú)明顯振動(dòng)、無(wú)內(nèi)壁結(jié)垢、流體溫度適宜、無(wú)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(wú)需停產(chǎn)即可安裝，實(shí)現(xiàn)從管道外部“非接觸測(cè)量”。超聲波流量計(jì)通過(guò)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(guò)內(nèi)部專業(yè)程序運(yùn)算得到管道內(nèi)部流體的“流速、瞬時(shí)/正/負(fù)/凈累積流量、今日凈累積流量、供/回水溫度、瞬時(shí)/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(tái)進(jìn)行分析和處理。各級(jí)政府主管部門、安全監(jiān)督機(jī)構(gòu)、監(jiān)測(cè)單位、各責(zé)任主體單位可以在電腦端、手機(jī)APP實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程查看和設(shè)備的遠(yuǎn)程管理。當(dāng)任意一管網(wǎng)流量、流速、熱量數(shù)值超過(guò)安全閾值時(shí)，及時(shí)通過(guò)“現(xiàn)場(chǎng)聲光、語(yǔ)音播報(bào)、短信、微信、電話振鈴、郵件”等方式發(fā)送報(bào)警信息，提醒運(yùn)維人員立即核實(shí)數(shù)據(jù)、排查管網(wǎng)泄漏、堵塞、壓力異常等問(wèn)題，及時(shí)調(diào)節(jié)閥門、泵機(jī)等設(shè)備，控制運(yùn)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(guò)載損壞、供能供水中斷及安全事故等問(wèn)題。

2.2 系統(tǒng)應(yīng)用示意圖