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數(shù)字孿生技術改革智慧供熱,換熱站3D可視化引領未來

圖撲-數(shù)字孿生 ? 來源:圖撲-數(shù)字孿生 ? 作者:圖撲-數(shù)字孿生 ? 2023-12-19 10:03 ? 次閱讀
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換熱站作為供熱系統(tǒng)不可或缺的一部分,其能源消耗對城市環(huán)保至關重要。在雙碳目標下,供熱企業(yè)可通過搭建智慧供熱系統(tǒng),實現(xiàn)供熱方式的低碳、高效、智能化,從而減少碳排放和能源浪費。通過應用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等高新技術,對熱源、管網(wǎng)等供熱系統(tǒng)進行智慧化改造,實現(xiàn)從熱源、管網(wǎng)到居民戶內的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通與共享,構建數(shù)字化、智能化的智慧供熱全流程管理體系。

圖撲自主研發(fā)的 HT for Web 產(chǎn)品提供基于 Web 的數(shù)字孿生建模和可視化服務。支持對換熱站內設備進行三維建模和渲染,提高供熱系統(tǒng)的可視化程度,實現(xiàn)實時監(jiān)測設備、預測告警、提前維護、數(shù)據(jù)分析,保障供熱系統(tǒng)正常運行,優(yōu)化系統(tǒng)運行,降低能源消耗。

基于圖撲 HT 引擎,再搭配自動化技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、GIS(地理信息系統(tǒng)),實現(xiàn)對用熱單位及室內溫度、管網(wǎng)壓力、流量、溫度等參數(shù)的匯聚管理和可視化展示,輔助量化決策,以更精細動態(tài)的方式管理供熱系統(tǒng)的整個生產(chǎn)、管理和服務流程,達到安全供熱、平衡供熱、精準供熱、按需送熱、降低漏損的目的。消除過熱點和不熱點,提高從熱源—管網(wǎng)—用戶的供熱服務水平和業(yè)務管理制度。

社區(qū)供熱可視化

初始頁面場景以天津實際地圖為背景,基于圖撲 HT for Web GIS 技術,對換熱站的三維標識進行手工建模,生成城市路網(wǎng)布局。結合物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等新 ICT 技術進行數(shù)據(jù)聚合和統(tǒng)計計算,以統(tǒng)計圖表和圖形形式展示在頁面和場景上。圖撲 HT 換熱站可視化系統(tǒng)通過高亮渲染,在 GIS 底圖上呈現(xiàn)出換熱站社區(qū)供熱范圍。

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圖撲軟件既可整合 SuperMap、ArcGIS 來實現(xiàn)空間位置標示,也可在 HT for Web 基礎上實現(xiàn)輕量快捷的 GIS 解決方案,降低了實施成本也縮短了項目實施周期。HT for Web GIS 產(chǎn)品支持多種類型地圖服務、航拍傾斜攝影實景的 3DTiles 格式數(shù)據(jù)以及城市建筑群等不同的 GIS 數(shù)據(jù)的加載。

數(shù)據(jù)監(jiān)控

場景兩側 2D 面板整合社區(qū)供熱量明細,重點展示設備溫度、能效、告警等關鍵信息。通過供熱量的明細展示,社區(qū)可深入了解供熱需求,包括不同時間段的峰谷值和社區(qū)熱負荷差異。也有助于居民和管理者更好地了解熱能使用情況,優(yōu)化供熱系統(tǒng)運行。同時,鼓勵居民參與節(jié)能環(huán)保,采取措施減少環(huán)境影響,提高能源利用效率。

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圖撲 HT 二三維結合,以多維數(shù)據(jù)的方式表達數(shù)據(jù)的各個屬性值,用戶能夠從不同的維度觀察數(shù)據(jù),直觀地了解數(shù)據(jù)和地理分布信息,進而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)更深入的觀察和分析。

換熱站系統(tǒng)監(jiān)控

圖撲 HT 可視化平臺制作動畫效果,實現(xiàn)社區(qū)頁面到換熱站系統(tǒng)頁面的過渡切換。展示散熱器拆解組裝和整個換熱站系統(tǒng)搭建,底部按鈕支持倍速選擇和快進操作,方便用戶高效定位所需查看的動畫環(huán)節(jié)。

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數(shù)據(jù)展現(xiàn)

故障信息以清晰的表單形式呈現(xiàn),匯總了事故報送的次數(shù)和類型,使運維人員能夠更直觀地查看各熱源廠的告警情況,分析變化趨勢,并能夠及時采取有效的干預措施。為決策維護計劃和優(yōu)化系統(tǒng)運行策略提供了強有力的支持。

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此外,通過系統(tǒng)能耗情況的匯總和展示,能夠有效協(xié)助企業(yè)管理能源和成本,為決策制定、問題診斷以及性能優(yōu)化提供確切支持。推動企業(yè)的數(shù)字化、創(chuàng)新化、信息化的轉型升級,促進人員、設備、環(huán)境因素的可持續(xù)發(fā)展。

板式散熱器拆解組裝

板式散熱器是換熱站中常用且最關鍵的設備之一。圖撲 HT 數(shù)字孿生板式散熱器 3D 模型,以及動態(tài)展示組裝和拆解,呈現(xiàn)其內部結構和工作原理

1.內部結構展示:包括金屬板、密封墊片、連接螺栓等組件,清晰呈現(xiàn)板式散熱器內部結構和相互關系。

2.材料和密封展示:展示板式散熱器所使用的金屬板的材質、密封墊片的位置和作用,有助于用戶理解板式散熱器的耐壓和密封性能。

3.拆卸和維護演示:演示板式散熱器的螺栓解開、板堆取出等常規(guī)拆卸過程,使運維人員在線上了解維修和更換部件的過程,降低培訓成本,增加設備的可維護性。

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拆解組合意在突顯展示板式散熱器在工業(yè)過程中的實際運作態(tài)勢,幫助用戶更好地理解其在換熱站中的作用。降低其對于海量設備零件信息的認知負載,減輕維護負擔。

換熱站系統(tǒng)搭建

將板式散熱器、除污器、水箱、補水泵、循環(huán)泵、軟化裝置、分/集水器等設備組件通過管網(wǎng)連接,與物聯(lián)數(shù)采系統(tǒng)結合,形成一套兼顧數(shù)據(jù)和工藝流程可視化的一體化換熱站系統(tǒng),以滿足日常運維需求,提高管理效率。

■除污器

在供熱換熱站系統(tǒng)中,水循環(huán)經(jīng)過換熱設備時攜帶污垢、沉積物、氧化物和其他雜質,附著在設備表面,導致熱阻和能耗增加,容易引發(fā)設備腐蝕和故障。針對以上問題,除污器通過物理或化學方法將污垢和雜質從系統(tǒng)中去除,保持換熱設備高效運行,延長使用壽命。通常有磁性除污器、粒狀除污器、化學除垢劑物理清洗裝置四類除污器。

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■水箱

水箱是供熱換熱站系統(tǒng)中關鍵的組件,負責提供必要的補水功能。由于蒸發(fā)、泄漏或排放等原因,系統(tǒng)水位下降可能導致反流,水箱通過自動控制和反流防止裝置,提供穩(wěn)定的補水功能,為供熱系統(tǒng)提供適量的水分,確保系統(tǒng)的安全性和可靠性。

圖撲 HT 可視化系統(tǒng)中,通過三維模型綁定物聯(lián)數(shù)據(jù),結合水位信號實現(xiàn)自動補水,滿足系統(tǒng)的水量使用要求??赏ㄟ^ 2D 彈窗查看 pH 值、濁度、溶解氧含量、供水壓力、溫度等參數(shù)變化,以及水位補水情況的三維實時動畫。

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■補水泵

補水泵通常位于補水箱旁或主管道附近,通過電動或液壓驅動,自動調節(jié)水流量和水壓,將水從箱中抽送到換熱站系統(tǒng),確保供熱換熱系統(tǒng)穩(wěn)定運行,為任何高度的用戶提供正常循環(huán)供暖熱水。

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■循環(huán)泵

在換熱站系統(tǒng)中的換熱階段,通過電動或液壓驅動,將熱介質(如水或蒸汽)從熱源抽取,并通過管道輸送到供熱系統(tǒng)的熱用戶處。循環(huán)泵實現(xiàn)了熱能傳遞,滿足系統(tǒng)熱負荷需求,同時提供足夠的水壓以克服管道阻力和高低差,確保熱介質在系統(tǒng)中順利循環(huán)。

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在換熱站系統(tǒng)的供熱階段,循環(huán)泵通過調節(jié)流量閥門或變頻器來控制輸出流量,以滿足不同熱用戶的需求,實現(xiàn)有效的能量供應,一定程度地減少能源消耗,提高系統(tǒng)能效。

■軟化裝置

供熱換熱站中的軟化裝置屬于水處理設備,通過軟化裝置內部構件相互作用,去除系統(tǒng)水源中的硬度離子,防止水垢積聚、管道堵塞和設備腐蝕,提高熱交換效率和設備壽命。其中,離子交換樹脂床是核心部件,包括陰離子和陽離子交換樹脂,配有高效過濾器使用石英砂、活性炭過濾懸浮顆粒物和雜質,防止對離子交換樹脂的污染。

在圖撲 HT 換熱站可視化監(jiān)控系統(tǒng)中,通過監(jiān)測軟化硬度、水壓、水流量等屬性信息,判斷軟化裝置實時監(jiān)控情況。能夠幫助運維人員及時判斷軟化裝置是否需要修理、確定軟化劑的添加時間以及如何合理分配軟化劑等管理決策。

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■分/集水器

分/集水器主要分為兩部分功能:

一、分配熱介質:分水器將從熱源方向流入的熱介質分配到不同的管道或熱用戶上??筛鶕?jù)需求通過多個出口將流量分配到多個熱用戶或不同的熱區(qū);

二、收集熱介質:集水器將熱介質從不同的熱用戶或熱區(qū)收集回來,以便重新送回熱源進行熱能的再循環(huán)或再利用。

數(shù)字孿生場景中的 2D 彈窗展示分/集水器各分路水溫、水流、水壓信息,直觀獲取分/集水器在分配和收集熱介質的過程中的運轉工況,確保換熱站在供熱過程中的安全性和可靠性。

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■管網(wǎng)

管網(wǎng)負責連接換熱站系統(tǒng)各單體設備以及供熱管道,根據(jù)功能分為主干和支線。就如同人體血管脈絡,串聯(lián)心、肝、肺、脾、腎重要器官,構建功能高效強大的換熱供熱系統(tǒng)。主干管道負責高流量和壓力,將熱介質從熱源輸送至熱用戶;支線管道較小,從主干分支,輸送熱介質至熱用戶,但流量較??;回水管道與供水管道對應,實現(xiàn)熱源循環(huán)作用。同時,管網(wǎng)上會配閥門和絕熱保護,用于控制流量和節(jié)約能量。

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遠程控制

圖撲換熱站監(jiān)控系統(tǒng)結合 PLC 平臺或通過遠程 IO,實現(xiàn)遠程訪問并實時監(jiān)控整個換熱站補水壓力、用戶數(shù)、供熱總面積、供熱總能量等參數(shù)運轉情況??梢暬O(jiān)控幫助提高設備監(jiān)測效率、降低企業(yè)運營成本、優(yōu)化運行效果,確保系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行。

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圖撲軟件支持跨平臺操作,移動終端均可輕松打開場景,實現(xiàn)觸屏設備的單指旋轉、雙指縮放、三指平移等操作,用戶無需再為跨平臺交互模式而煩惱。

該平臺支持設置用戶權限控制、設備狀態(tài)指示、報表和日志記錄等多維度監(jiān)控功能,以供增強系統(tǒng)安全性和可管理性。換熱站可視化監(jiān)控系統(tǒng)通過直觀圖形界面和實時數(shù)據(jù)展示,為用戶提供系統(tǒng)狀態(tài)信息,包括實時數(shù)據(jù)、設備拓撲圖、趨勢分析圖和能耗統(tǒng)計等功能,對其進行趨勢分析和能耗優(yōu)化。預警告警功能則確保在關鍵參數(shù)異常變化時得以及時提醒,即使遠程監(jiān)管也能清晰知曉當前工況的實時狀態(tài)。

智慧換熱站可視化優(yōu)勢

在運行效率提升方面:圖撲 HT 平臺支持 7*24h 監(jiān)測和優(yōu)化關鍵參數(shù),監(jiān)測和優(yōu)化關鍵參數(shù)提高運行效率,降低能源浪費,降低成本,提升整個換熱站的可持續(xù)性。

在故障預警和預防方面:HT 可視化監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測設備狀態(tài),迅速生成告警列表。幫助預測潛在故障,采取預防性維護,減少停機時間,提高系統(tǒng)可靠性。

在遠程管理和維護方面:允許操作人員遠程訪問系統(tǒng),提高工作靈活性,降低維護成本,無需親臨現(xiàn)場監(jiān)控和管理整個系統(tǒng)。

在數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化方面:提供歷史數(shù)據(jù)的趨勢分析和能耗統(tǒng)計,支持運營團隊數(shù)據(jù)驅動決策,助力系統(tǒng)長期優(yōu)化和性能提升。

在安全性和合規(guī)性方面:具備嚴格的用戶權限控制和安全特性,確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)機密性和完整性,滿足法規(guī)要求,確保系統(tǒng)安全。

圖撲軟件 HT 強大的渲染引擎,加之穩(wěn)定的建模技術,以創(chuàng)意科技的風格呈現(xiàn)供熱換熱站的設備和場景,營造出充滿科技未來感的場景,給予觀眾強烈的視覺沖擊。此外,系統(tǒng)還能準確顯示各供熱源頭和供熱終點的溫度信息,幫助運營人員實時監(jiān)測、診斷故障、優(yōu)化能效。通過應用 GIS、2D/3D 組態(tài)、BIM 等可視化應用,實現(xiàn)換熱站的智慧供熱和減排的目標。

審核編輯 黃宇

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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