CN201513964U - 分布式水煤浆虚拟集中供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分布式水煤浆虚拟集中供热系统，包括供热监控中心、由供热监控中心进行集中供热监控的多个水煤浆锅炉房、水煤浆储运中心和接在水煤浆锅炉房与多个用户之间的热力管网；供热监控中心内设置有供热监控中心计算机；水煤浆锅炉房内设置有依次相接的传感器阵列一、数据采集卡一和水煤浆锅炉房计算机；水煤浆储运中心内设置有依次相接的传感器阵列二、数据采集卡二和水煤浆储运中心计算机；供热监控中心计算机与水煤浆锅炉房计算机和水煤浆储运中心计算机间均以有线或无线方式进行双向通信。本实用新型供热效率高、热力管网投资少且系统整体灵活性与可复制性强，并且其供热方法集中统一、使用操作简便且供热管理效果好。

Description

分布式水煤浆虚拟集中供热系统

技术领域

本实用新型属于集中供热技术领域，尤其是涉及一种分布式水煤浆虚拟集中供热系统。

背景技术

目前，国内集中供热系统的热源主要采用热电联产和区域锅炉房两种方法，燃料为煤。

针对传统的集中供热站(区域锅炉房)锅炉热效率一般不超过75％。由于管网热损耗各不相同，根据测算，一次网实际热损失为平均20％，二次网实际热损失约10％，因而实际从煤到用户总的平均热能利用率为75％×80％×90％＝54％。另外，在运行中，由于热力失调、跑水、保温差等原因，则实际系统热效率不超过50％，因而集中供热系统是有效热能利用率最低的行业之一。传统小型燃煤锅炉热效率平均为65％，其无一次热网，实际从煤到用户总的热能利用率为65％×90％＝58.5％，由于环保与节能问题，小型燃煤锅炉在多数城市已禁止使用。但是从另一方面看，小型锅炉房供热半径小、管网损耗小、热平衡好。

综上，两种传统供热方式虽然都能达到供热目的，但也都不同程度地存在不足之处，主要表现在：1、燃煤锅炉的燃烧方式为层燃方式，热效率较低；2、传统集中供热管网传输距离长，热损耗较高；3、原煤在运输过程中存在污染；4、传统小型燃煤锅炉由于原煤质量无法集中控制，燃烧中污染情况比较严重。另外，目前除了燃煤锅炉，市场上还有使用天然气、油、电、水煤浆等为燃料的供热锅炉，其中前三种燃料，由于集中生产与质量集中管理，不会对城市造成空气污染超标，但对水煤浆锅炉，如果不进行统一的质量集中管理，则有可能会对城市的空气造成污染。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种分布式水煤浆虚拟集中供热系统，其供热效率高、热力管网投资少且系统整体灵活性与可复制性强，并且其供热方法集中统一、使用操作简便且供热管理效果好。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种分布式水煤浆虚拟集中供热系统，其特征在于：包括供热监控中心、由供热监控中心进行集中供热监控的多个水煤浆锅炉房、水煤浆储运中心和接在水煤浆锅炉房与多个用户之间的热力管网；

所述供热监控中心内设置有供热监控中心计算机；所述水煤浆锅炉房内设置有传感器阵列一、与传感器阵列一相接的数据采集卡一和与数据采集卡一相接的水煤浆锅炉房计算机，所述传感器阵列一为分别对本锅炉房内的水煤浆储量、锅炉所接热力管网的相关参数、锅炉燃料输入管道中的水煤浆流量、锅炉的烟气排放参数和给回水水温以及锅炉所用引风机、鼓风机和空压机的给风量参数进行实时检测的传感器组；所述水煤浆储运中心内设置有对本储运中心的水煤浆储量进行实时检测的传感器阵列二、与传感器阵列二相接的数据采集卡二和与数据采集卡二相接的水煤浆储运中心计算机；

所述供热监控中心计算机与水煤浆锅炉房计算机和水煤浆储运中心计算机间，均以有线或无线方式进行双向通信；所述供热监控中心计算机为根据传感器阵列一和传感器阵列二实时所检测数据，并结合各水煤浆锅炉房中锅炉的容量、功率和效率，且经内部处理运算后相应生成所有水煤浆锅炉房的供热管理方案和水煤浆配送方案并同步进行监测报警的计算机；所述水煤浆锅炉房计算机为采集并上传传感器阵列一所检测数据至供热监控中心计算机，且根据供热监控中心计算机实时生成的供热管理方案相应生成当日供热运行方案的计算机；所述水煤浆储运中心计算机为采集并上传传感器阵列二所检测数据至供热监控中心计算机，且根据供热监控中心计算机实时生成的配送水煤浆方案相应生成当日水煤浆配送方案的计算机。

所述水煤浆锅炉房内还设置有与水煤浆锅炉房计算机相接的数字签名设备和现场视频采集设备；水煤浆储运中心内还设置有与水煤浆储运中心计算机相接的数字签名设备和现场视频采集设备。

所述供热监控中心计算机与水煤浆锅炉房计算机和水煤浆储运中心计算机间，均通过建立在INTERNET网上的VPN虚拟专用网络进行双向通信。

所述供热监控中心内设置有对VPN虚拟专用网络进行管理的VPN管理设备，VPN管理设备和VPN虚拟专用网络间通过INTERNET网络接入设备进行连接；所述供热监控中心计算机、水煤浆锅炉房计算机和水煤浆储运中心计算机均通过INTERNET网络接入设备接入VPN虚拟专用网络。

所述供热监控中心计算机、水煤浆锅炉房计算机和水煤浆储运中心计算机均为配置有打印机的计算机。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：1、供热效率高，供热系统中水煤浆锅炉的热效率平均在83％以上且无一次热网，实际从水煤浆燃料到用户间总的热能利用率为83％×90％＝74.7％。2、燃料质量统一管理、排放参数统一监控，可确保每一个独立热力站排放达标。3、优化的供热运行策略可使各热力站保持在高效节能工作状况。4、水煤浆燃料配送过程中无粉尘污染。5、各热力站规模适中(4～50蒸吨)，与用户用热量匹配速度快。6、大大节省管网投资、提高项目建设周期。7、供热系统整体灵活性与可复制性强。8、通过使用身份认证、隧道加密技术，能够有效防止资料外泄，阻止恶意攻击，数据传送的安全性能够得到保证。综上所述，本实用新型提供了一种对集中供热与分散供热进行“取长补短”，利用水煤浆燃料的节能、环保特性，在供热区域内建造若干一定规模(4～50蒸吨)的独立的水煤浆锅炉房，并通过互联网(Internet)组建虚拟专用网络(VPN)构成水煤浆供热监控专网，将锅炉房信息(工况、燃料、排放)统一监控管理，达到“热能集中管理、燃料集中管理、排放集中管理”目的的集中供热系统，其通过计算机虚拟专用网络(VPN)统一管理各个供热站的燃料储运、燃料质量、运行参数、供热运行策略并监控各个供热站的大气排放参数，可实现各个供热站在“物理上分离、管理上集中”的监控模式，是一种使用计算机虚拟专用网络(VPN)统一监控、管理下的“虚拟集中”供热系统，其供热系统供热效率高、热力管网投资少且系统整体灵活性与可复制性强，并且其供热方法集中统一、使用操作简便且供热管理效果好。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的使用状态参考图。

图2为本实用新型的硬件电路框图。

图3为本实用新型的工作流程框图。

附图标记说明：

1-供热监控中心；     1-1-供热监控中心计  1-2-VPN管理设备；

                     算机；

2-水煤浆锅炉房；     2-1-传感器阵列一；  2-2-数据采集卡一；

2-3-水煤浆锅炉房计   3-水煤浆储运中心；  3-1-传感器阵列二；

算机；

3-2-数据采集卡二；   3-3-水煤浆储运中心  4-热力管网；

                     计算机；

5-VPN虚拟专用网络；  6-数字签名设备；    7-现场视频采集设备；

9-用户；             10-数据输入设备。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型包括供热监控中心1、由供热监控中心1进行集中供热监控的多个水煤浆锅炉房2、水煤浆储运中心3和接在水煤浆锅炉房2与多个用户9之间的热力管网4。

所述供热监控中心1内设置有供热监控中心计算机1-1。所述水煤浆锅炉房2内设置有传感器阵列一2-1、与传感器阵列一2-1相接的数据采集卡一2-2和与数据采集卡一2-2相接的水煤浆锅炉房计算机2-3。所述传感器阵列一2-1为分别对本锅炉房内的水煤浆储量、锅炉所接热力管网4的相关参数、锅炉燃料输入管道中的水煤浆流量、锅炉的烟气排放参数和给回水水温以及锅炉所用引风机、鼓风机和空压机的给风量参数进行实时检测的传感器组。所述水煤浆储运中心3内设置有对本储运中心的水煤浆储量进行实时检测的传感器阵列二3-1、与传感器阵列二3-1相接的数据采集卡二3-2和与数据采集卡二3-2相接的水煤浆储运中心计算机3-3。其中，锅炉的烟气排放参数包括灰分、CO₂、SO₂和NO_X等多种烟气的排放量。

所述供热监控中心计算机1-1与水煤浆锅炉房计算机2-3和水煤浆储运中心计算机3-3间，均以有线或无线方式进行双向通信。所述供热监控中心计算机1-1为根据传感器阵列一2-1和传感器阵列二3-1实时所检测数据，并结合各水煤浆锅炉房2中锅炉的容量、功率和效率，且经内部处理运算后相应生成所有水煤浆锅炉房2的供热管理方案和水煤浆配送方案并同步进行监测报警的计算机。所述水煤浆锅炉房计算机2-3为采集并上传传感器阵列一2-1所检测数据至供热监控中心计算机1-1，且根据供热监控中心计算机1-1实时生成的供热管理方案相应生成当日供热运行方案的计算机。所述水煤浆储运中心计算机3-3为采集并上传传感器阵列二3-1所检测数据至供热监控中心计算机1-1，且根据供热监控中心计算机1-1实时生成的配送水煤浆方案相应生成当日水煤浆配送方案的计算机。

本实施例中，所述水煤浆锅炉房2内还设置有与水煤浆锅炉房计算机2-3相接的数字签名设备6和现场视频采集设备7。所述水煤浆储运中心3内还设置有与水煤浆储运中心计算机3-3相接的数字签名设备6和现场视频采集设备7。

所述供热监控中心计算机1-1与水煤浆锅炉房计算机2-3和水煤浆储运中心计算机3-3间，均通过建立在INTERNET网上的VPN虚拟专用网络5进行双向通信。

所述供热监控中心1内设置有对VPN虚拟专用网络5进行管理的VPN管理设备1-2，VPN管理设备1-2和VPN虚拟专用网络5间通过INTERNET网络接入设备即宽带网接入设备进行连接。所述供热监控中心计算机1-1、水煤浆锅炉房计算机2-3和水煤浆储运中心计算机3-3均通过INTERNET网络接入设备接入VPN虚拟专用网络5。所述供热监控中心计算机1-1、水煤浆锅炉房计算机2-3和水煤浆储运中心计算机3-3均为配置有打印机的计算机。

如图3所示，本实用新型的工作过程包括以下步骤：

步骤一、现场数据实时采集和同步上传：在各水煤浆锅炉房2通过热力管网4对多个用户9进行供热过程中，传感器阵列一2-1实时进行检测，并将所有检测数据经数据采集卡2-2采集后送至水煤浆锅炉房计算机2-3；所述水煤浆锅炉房计算机2-3再通过有线或无线方式将传感器阵列一2-1实时所检测的所有数据传送至供热监控中心计算机1-1。

本实施例中，水煤浆锅炉房计算机2-3通过建立在INTERNET网上的VPN(Virtual Private Network)虚拟专用网络5将传感器阵列一2-1实时所检测的所有数据传送至供热监控中心计算机1-1；并且水煤浆锅炉房计算机2-3还同步将经数字签名设备6录入的包括身份识别的本地数据，以及现场视频采集设备7摄取的现场环境视频信息同步通过VPN虚拟专用网络5上传至供热监控中心计算机1-1。

同时，传感器阵列二3-1实时对将本储运中心内的水煤浆储量进行检测，并将检测数据经数据采集卡二3-2采集后送至水煤浆储运中心计算机3-3；所述水煤浆储运中心计算机3-3再通过通过有线或无线将传感器阵列二3-1实时所检测数据上传至供热监控中心计算机1-1。

同样，本实施例中，水煤浆储运中心计算机3-3通过建立在INTERNET网上的VPN虚拟专用网络5将传感器阵列二3-1实时所检测数据上传至供热监控中心计算机1-1；并且水煤浆储运中心计算机3-3同步将通过与水煤浆储运中心计算机3-3相接的数据输入设备10输入的水煤浆参数、经数字签名设备6录入的包括身份识别的本地数据以及现场视频采集设备7摄取的现场环境视频信息通过建立在INTERNET网上的VPN虚拟专用网络5上传至供热监控中心计算机1-1。

步骤二、供热监控中心计算机1-1对所有现场上传数据进行综合处理，相应生成所有水煤浆锅炉房2的供热管理方案和水煤浆配送方案并同步进行监测报警；之后再将所生成的供热管理方案和水煤浆配送方案分别同步下传至各水煤浆锅炉房计算机2-3和水煤浆储运中心计算机3-3，其水煤浆配送方案的生成过程如下：

201、供热监控中心计算机1-1根据传感器阵列一2-1实时所检测的对应锅炉房内的水煤浆储量和传感器阵列二3-1实时所检测信号，并结合锅炉的容量、功率和效率，计算得出本锅炉房内此时所存储水煤浆的可续用时间，并相应作出是否需配送水煤浆的判断：当判断出本锅炉房内需配送水煤浆时，则分析得出对应的包括需配送水煤浆量和应配送时间数据的水煤浆配送方案且录入当日配送表中，并同步进行配送报警提示，同时给出解决方案建议。

如此重复，直至生成所有水煤浆锅炉房2对应的水煤浆配送方案。

202、供热监控中心计算机1-1将所生成的所有水煤浆锅炉房2的水煤浆配送方案，通过有线或无线方式同步下传至水煤浆储运中心计算机3-3。

本实施例中，供热监控中心计算机1-1将所生成的所有水煤浆锅炉房2的水煤浆配送方案，通过建立在INTERNET网上的VPN虚拟专用网络5下传至水煤浆储运中心计算机3-3。

其供热管理方案的生成过程如下：

211、供热监控中心计算机1-1根据传感器阵列一2-1实时所检测的对应锅炉房内锅炉所接热力管网4的相关参数、锅炉燃料输入管道中的水煤浆流量、锅炉的烟气排放参数和给回水水温以及锅炉所用引风机、鼓风机和空压机的给风量参数，并结合锅炉的功率和效率，经内部处理运算后相应判断出是否需对本锅炉房内锅炉燃料输入管道中的水煤浆流量以及锅炉所用引风机、鼓风机和空压机的给风量参数进行调整，即判断出是否需要更改本锅炉房内现行的供热管理方案：当判断出需更改现行供热管理方案时，则分析得出对应的包括锅炉燃料输入管道中的水煤浆流量以及锅炉所用引风机、鼓风机和空压机的给风量参数的供热管理方案且录入当日供热管理策略表中，并同步进行供热管理报警提示，同时给出解决方案建议。

如此重复，直至生成所有水煤浆锅炉房2对应的供热管理方案。

212、供热监控中心计算机1-1将所生成的所有水煤浆锅炉房2的供热管理方案，通过有线或无线方式对应同步下传至各水煤浆锅炉房计算机2-3。

本实施例中，供热监控中心计算机1-1将所生成的所有水煤浆锅炉房2的供热管理方案，通过建立在INTERNET网上的VPN虚拟专用网络5对应同步下传至各水煤浆锅炉房计算机2-3。

同时，同时，供热监控中心计算机1-1根据传感器阵列一2-1实时所检测的对应锅炉房内锅炉的烟气排放参数，经内部处理运算后对相应锅炉房内的烟气排放总量是否超标进行判断，并相应进行烟气排放超标报警提示，同时给出解决方案建议。所述烟气排放总量为传感器阵列一2-1所测出的本锅炉所排出的灰分、CO₂、SO₂和NO_X等多种烟气排放量数据之和。

步骤三、水煤浆储运中心计算机3-3接收到所有水煤浆锅炉房2的水煤浆配送方案后，根据配送时间相应选出当日需进行配送的水煤浆锅炉房2，并对应生成当日水煤浆配送方案。

所述水煤浆锅炉房计算机2-3接收到对应的供热管理方案后，相应生成当日供热运行方案。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种分布式水煤浆虚拟集中供热系统，其特征在于：包括供热监控中心(1)、由供热监控中心(1)进行集中供热监控的多个水煤浆锅炉房(2)、水煤浆储运中心(3)和接在水煤浆锅炉房(2)与多个用户(9)之间的热力管网(4)；

所述供热监控中心(1)内设置有供热监控中心计算机(1-1)；所述水煤浆锅炉房(2)内设置有传感器阵列一(2-1)、与传感器阵列一(2-1)相接的数据采集卡一(2-2)和与数据采集卡一(2-2)相接的水煤浆锅炉房计算机(2-3)，所述传感器阵列一(2-1)为分别对本锅炉房内的水煤浆储量、锅炉所接热力管网(4)的相关参数、锅炉燃料输入管道中的水煤浆流量、锅炉的烟气排放参数和给回水水温以及锅炉所用引风机、鼓风机和空压机的给风量参数进行实时检测的传感器组；所述水煤浆储运中心(3)内设置有对本储运中心的水煤浆储量进行实时检测的传感器阵列二(3-1)、与传感器阵列二(3-1)相接的数据采集卡二(3-2)和与数据采集卡二(3-2)相接的水煤浆储运中心计算机(3-3)；

所述供热监控中心计算机(1-1)与水煤浆锅炉房计算机(2-3)和水煤浆储运中心计算机(3-3)间，均以有线或无线方式进行双向通信。

2.按照权利要求1所述的分布式水煤浆虚拟集中供热系统，其特征在于：所述水煤浆锅炉房(2)内还设置有与水煤浆锅炉房计算机(2-3)相接的数字签名设备(6)和现场视频采集设备(7)；水煤浆储运中心(3)内还设置有与水煤浆储运中心计算机(3-3)相接的数字签名设备(6)和现场视频采集设备(7)。

3.按照权利要求1或2所述的分布式水煤浆虚拟集中供热系统，其特征在于：所述供热监控中心计算机(1-1)与水煤浆锅炉房计算机(2-3)和水煤浆储运中心计算机(3-3)间，均通过建立在INTERNET网上的VPN虚拟专用网络(5)进行双向通信。

4.按照权利要求3所述的分布式水煤浆虚拟集中供热系统，其特征在于：所述供热监控中心(1)内设置有对VPN虚拟专用网络(5)进行管理的VPN管理设备(1-2)，VPN管理设备(1-2)和VPN虚拟专用网络(5)间通过INTERNET网络接入设备进行连接；所述供热监控中心计算机(1-1)、水煤浆锅炉房计算机(2-3)和水煤浆储运中心计算机(3-3)均通过INTERNET网络接入设备接入VPN虚拟专用网络(5)。

5.按照权利要求1或2所述的分布式水煤浆虚拟集中供热系统，其特征在于：所述供热监控中心计算机(1-1)、水煤浆锅炉房计算机(2-3)和水煤浆储运中心计算机(3-3)均为配置有打印机的计算机。

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