張帥+++丁信磊

摘 要：建立鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)，對城市等大區(qū)域范圍內(nèi)鍋爐進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測管理，系統(tǒng)具有實(shí)時監(jiān)測、效率分析、排名公示、數(shù)據(jù)查詢、異常報(bào)警、工作管、節(jié)能技術(shù)展示等功能，可以有效實(shí)現(xiàn)鍋爐現(xiàn)代化管理，提高整體運(yùn)行水平，同時系統(tǒng)預(yù)留接口用于后期根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行軟硬件及功能的拓展。

關(guān)鍵詞：鍋爐；在線監(jiān)測；管理

前言

鍋爐是以消耗燃煤為主的熱能供應(yīng)設(shè)備，是煤煙型大氣污染的重要源頭，在國民生產(chǎn)中起到重要作用，特別是在能源消耗占有很高的比例，以山東省為例，據(jù)統(tǒng)計(jì)山東省擁有登記注冊鍋爐4.7萬臺，實(shí)際在用鍋爐2.5萬臺，年耗能約占全省能源消耗的14%，因此鍋爐能耗管理對于節(jié)能減排及“十二五”規(guī)劃工作的順利進(jìn)行具有良好的推動作用。目前鍋爐運(yùn)行及管理具有明顯的缺點(diǎn)：即能耗大、污染嚴(yán)重、數(shù)量多位置分散、管理水平低，缺乏統(tǒng)一的監(jiān)管與調(diào)控手段。近年來隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源生產(chǎn)與消費(fèi)、能源建設(shè)與環(huán)境生態(tài)建設(shè)的矛盾越來越突出。鍋爐能耗在能源消耗中占有著較大比重，是節(jié)能工作的重點(diǎn)，針對鍋爐采用經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會可接受的措施對其節(jié)能環(huán)保改造，是推進(jìn)供熱節(jié)能減排的重點(diǎn)工作。本文以節(jié)能減排為目的，針對鍋爐分散、管理水平低等問題，設(shè)計(jì)鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)，對市級以上區(qū)域鍋爐采用集中監(jiān)測管理，提高鍋爐管理水平。

1 系統(tǒng)組成

鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)集成區(qū)域內(nèi)所有鍋爐的分散數(shù)據(jù)，利用信息化平臺集中監(jiān)測全市鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，主要包括運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行能耗、排煙溫度及排煙含氧量等參數(shù)；同時采用云計(jì)算技術(shù)將先進(jìn)節(jié)能策略應(yīng)用到鍋爐系統(tǒng)。

系統(tǒng)配備鍋爐監(jiān)測軟件平臺，提供從數(shù)據(jù)監(jiān)測、節(jié)能環(huán)保分析到調(diào)度管理等功能。

鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖1。

圖1

2 數(shù)據(jù)采集

本系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)自身鍋爐控制系統(tǒng)自動化程度設(shè)計(jì)兩套方案。

一種是配備有DCS系統(tǒng)等控制系統(tǒng)的鍋爐，利用原系統(tǒng)監(jiān)控軟件提供的OPC Server接口，同時安裝OPC Client讀取系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過Internet上傳到監(jiān)管中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

另一種是無自動控制系統(tǒng)的鍋爐，利用煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)或氧化鋯分析儀等監(jiān)測儀表提供的標(biāo)準(zhǔn)接口，如4～20mA信號、RS 485通訊接口等，采用能耗數(shù)據(jù)采集器統(tǒng)一采集、存儲，利用Internet上傳到監(jiān)管中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

3 監(jiān)管中心

系統(tǒng)監(jiān)管中心主要包含軟件平臺服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、打印機(jī)等構(gòu)成，同時可擴(kuò)展配置，如大屏幕和移動終端等，以滿足更豐富的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能需求。監(jiān)管中心配置鍋爐監(jiān)測軟件平臺，旨在建設(shè)一個集監(jiān)測、節(jié)能、管理為一體的鍋爐信息管理平臺。通過平臺系統(tǒng)的實(shí)施和應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)化功能。

3.1 將有助于集中分散在各處的鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)，建立大區(qū)域鍋爐數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一遠(yuǎn)程監(jiān)管。

3.2 將有助于進(jìn)一步規(guī)范轄區(qū)內(nèi)的鍋爐運(yùn)行管理，重點(diǎn)監(jiān)管其煙氣排放指標(biāo)，使其在運(yùn)行效率、節(jié)能環(huán)保運(yùn)行方面得到轉(zhuǎn)變和提高。

監(jiān)測軟件通過先進(jìn)的平臺整合技術(shù)，接收各區(qū)域鍋爐在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，然后通過平臺進(jìn)行展示、分析、管理，實(shí)現(xiàn)從原先粗放型的管理模式到在線高效能源管理的轉(zhuǎn)變。

平臺整體設(shè)計(jì)為構(gòu)架在商業(yè)級J2EE平臺上的多層分布式應(yīng)用，依靠多級數(shù)據(jù)模型作為核心運(yùn)行，多級數(shù)據(jù)模型中包含了靜態(tài)模型信息和規(guī)定系統(tǒng)計(jì)算和行為的動態(tài)信息、算法與數(shù)據(jù)對象。

4 功能設(shè)計(jì)

鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺主要設(shè)計(jì)有以下功能模塊：實(shí)時監(jiān)測、效率分析、排名公示、數(shù)據(jù)查詢、異常報(bào)警、工作管理、節(jié)能技術(shù)展示，滿足鍋爐集中監(jiān)測與管理的功能需求，并預(yù)留接口用于擴(kuò)展功能模塊。

4.1 實(shí)時監(jiān)測：配備成熟的GIS引擎，附加全市鍋爐分布數(shù)據(jù)圖層，通過多級數(shù)據(jù)模型中的配置信息和模型信息，將實(shí)時信息組件中獲取的實(shí)時信息生動直觀地呈現(xiàn)在Web頁面上。選取某個鍋爐房時地圖上可定位至相應(yīng)位置，點(diǎn)擊該鍋爐房圖標(biāo)，即彈窗顯示其主要參數(shù)。對鍋爐監(jiān)測采用表格形式的數(shù)據(jù)監(jiān)測和動態(tài)流程圖監(jiān)測兩種形式。

4.2 效率分析：該功能對鍋爐能耗和效率進(jìn)行分析，即統(tǒng)計(jì)鍋爐供出熱量的各種途徑消耗量以及水、電、燃煤等各類能耗數(shù)據(jù)，并分析其比例，以圖表展示。結(jié)合鍋爐能耗數(shù)據(jù)與鍋爐出熱量，在線分析鍋爐運(yùn)行效率。

4.3 排名公示：根據(jù)鍋爐運(yùn)行效率、能耗指標(biāo)、排煙指標(biāo)等關(guān)鍵參數(shù)，對系統(tǒng)監(jiān)測的所有鍋爐房進(jìn)行排名；同時對同一鍋爐房可進(jìn)行環(huán)比比較。通過該功能可以掌握所轄鍋爐房的總體運(yùn)行狀態(tài)，便于發(fā)現(xiàn)存在較大問題的區(qū)域。

4.4 數(shù)據(jù)查詢：數(shù)據(jù)查詢功能包含了歷史查詢、報(bào)表查詢、日志管理等功能。

歷史查詢可根據(jù)需求選擇時間段查詢運(yùn)行參數(shù)、排煙指標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)，查看參數(shù)變化趨勢；報(bào)表查詢根據(jù)需求制作報(bào)表，報(bào)表分為日報(bào)表、月報(bào)表和月報(bào)表匯總?？蓪⒆詣由傻膱?bào)表導(dǎo)出生成excel文件，完成報(bào)表的打印工作；管理員可根據(jù)日志管理得知誰登錄了平臺，是否對平臺進(jìn)行了編輯等操作。

4.5 異常報(bào)警：異常報(bào)警包括排煙指標(biāo)超限報(bào)警和鍋爐運(yùn)行報(bào)警兩大類。報(bào)警信息可通過郵件、手機(jī)短信的方式推送至指定負(fù)責(zé)人，以第一時間發(fā)現(xiàn)異常情況。在頁面上點(diǎn)擊處理，可查看報(bào)警詳細(xì)信息，并可給出參考處理意見。

4.6 工作管理：用于記錄工作人員的操作，形成工作日志。支持按時間、業(yè)務(wù)類型等查詢工作記錄。記錄包含鍋爐設(shè)備基礎(chǔ)信息與維修維護(hù)信息，同時通過人工錄入，記錄每批入庫和出庫燃煤數(shù)量及熱值，也可記錄燃煤使用化驗(yàn)數(shù)據(jù)（如爐渣含碳量等），為燃煤使用調(diào)度計(jì)劃及鍋爐運(yùn)行效率分析提供數(shù)據(jù)支撐。

4.7 節(jié)能技術(shù)展示：可根據(jù)需求，設(shè)置該動態(tài)展示模塊，用于展示鍋爐行業(yè)的最新技術(shù)動態(tài)、行業(yè)標(biāo)桿信息、先進(jìn)科技成果等信息。也可根據(jù)鍋爐監(jiān)測信息為企業(yè)量身定制適合企業(yè)的鍋爐節(jié)能技術(shù)。

5 結(jié)束語

鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)可以系統(tǒng)有效的整合整個系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的鍋爐的數(shù)據(jù)采集、分析和管理，為政府及企業(yè)個人的鍋爐節(jié)能管理提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，給今后更好地對鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造提供依據(jù)。

鍋爐集中在線監(jiān)測平臺基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)時有效的對全市鍋爐進(jìn)行監(jiān)管，并為國家今后節(jié)能減排工作提供技術(shù)支持，系統(tǒng)運(yùn)行后其節(jié)能減排的效果將非常明顯，能夠?yàn)樯鐣髁x現(xiàn)代化建設(shè)和“十二五”規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)發(fā)揮巨大作用。

參考文獻(xiàn)

[1]韓璞.火電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)測與監(jiān)控[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[2]于重重，譚勵.監(jiān)測系統(tǒng)中智能信息處理技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[3]杜聚賓.搞定J2EE：Struts+Spring+Hibernate整合詳解與典型案例[M]..北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[4]戚正偉.嵌入式GIS開發(fā)及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

作者簡介：張帥（1986，3-），男，山東省煙臺市，職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：電氣工程及其自動化。

摘 要：建立鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)，對城市等大區(qū)域范圍內(nèi)鍋爐進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測管理，系統(tǒng)具有實(shí)時監(jiān)測、效率分析、排名公示、數(shù)據(jù)查詢、異常報(bào)警、工作管、節(jié)能技術(shù)展示等功能，可以有效實(shí)現(xiàn)鍋爐現(xiàn)代化管理，提高整體運(yùn)行水平，同時系統(tǒng)預(yù)留接口用于后期根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行軟硬件及功能的拓展。

關(guān)鍵詞：鍋爐；在線監(jiān)測；管理

前言

鍋爐是以消耗燃煤為主的熱能供應(yīng)設(shè)備，是煤煙型大氣污染的重要源頭，在國民生產(chǎn)中起到重要作用，特別是在能源消耗占有很高的比例，以山東省為例，據(jù)統(tǒng)計(jì)山東省擁有登記注冊鍋爐4.7萬臺，實(shí)際在用鍋爐2.5萬臺，年耗能約占全省能源消耗的14%，因此鍋爐能耗管理對于節(jié)能減排及“十二五”規(guī)劃工作的順利進(jìn)行具有良好的推動作用。目前鍋爐運(yùn)行及管理具有明顯的缺點(diǎn)：即能耗大、污染嚴(yán)重、數(shù)量多位置分散、管理水平低，缺乏統(tǒng)一的監(jiān)管與調(diào)控手段。近年來隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源生產(chǎn)與消費(fèi)、能源建設(shè)與環(huán)境生態(tài)建設(shè)的矛盾越來越突出。鍋爐能耗在能源消耗中占有著較大比重，是節(jié)能工作的重點(diǎn)，針對鍋爐采用經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會可接受的措施對其節(jié)能環(huán)保改造，是推進(jìn)供熱節(jié)能減排的重點(diǎn)工作。本文以節(jié)能減排為目的，針對鍋爐分散、管理水平低等問題，設(shè)計(jì)鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)，對市級以上區(qū)域鍋爐采用集中監(jiān)測管理，提高鍋爐管理水平。

1 系統(tǒng)組成

鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)集成區(qū)域內(nèi)所有鍋爐的分散數(shù)據(jù)，利用信息化平臺集中監(jiān)測全市鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，主要包括運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行能耗、排煙溫度及排煙含氧量等參數(shù)；同時采用云計(jì)算技術(shù)將先進(jìn)節(jié)能策略應(yīng)用到鍋爐系統(tǒng)。

系統(tǒng)配備鍋爐監(jiān)測軟件平臺，提供從數(shù)據(jù)監(jiān)測、節(jié)能環(huán)保分析到調(diào)度管理等功能。

鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖1。

圖1

2 數(shù)據(jù)采集

本系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)自身鍋爐控制系統(tǒng)自動化程度設(shè)計(jì)兩套方案。

一種是配備有DCS系統(tǒng)等控制系統(tǒng)的鍋爐，利用原系統(tǒng)監(jiān)控軟件提供的OPC Server接口，同時安裝OPC Client讀取系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過Internet上傳到監(jiān)管中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

另一種是無自動控制系統(tǒng)的鍋爐，利用煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)或氧化鋯分析儀等監(jiān)測儀表提供的標(biāo)準(zhǔn)接口，如4～20mA信號、RS 485通訊接口等，采用能耗數(shù)據(jù)采集器統(tǒng)一采集、存儲，利用Internet上傳到監(jiān)管中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

3 監(jiān)管中心

系統(tǒng)監(jiān)管中心主要包含軟件平臺服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、打印機(jī)等構(gòu)成，同時可擴(kuò)展配置，如大屏幕和移動終端等，以滿足更豐富的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能需求。監(jiān)管中心配置鍋爐監(jiān)測軟件平臺，旨在建設(shè)一個集監(jiān)測、節(jié)能、管理為一體的鍋爐信息管理平臺。通過平臺系統(tǒng)的實(shí)施和應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)化功能。

3.1 將有助于集中分散在各處的鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)，建立大區(qū)域鍋爐數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一遠(yuǎn)程監(jiān)管。

3.2 將有助于進(jìn)一步規(guī)范轄區(qū)內(nèi)的鍋爐運(yùn)行管理，重點(diǎn)監(jiān)管其煙氣排放指標(biāo)，使其在運(yùn)行效率、節(jié)能環(huán)保運(yùn)行方面得到轉(zhuǎn)變和提高。

監(jiān)測軟件通過先進(jìn)的平臺整合技術(shù)，接收各區(qū)域鍋爐在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，然后通過平臺進(jìn)行展示、分析、管理，實(shí)現(xiàn)從原先粗放型的管理模式到在線高效能源管理的轉(zhuǎn)變。

平臺整體設(shè)計(jì)為構(gòu)架在商業(yè)級J2EE平臺上的多層分布式應(yīng)用，依靠多級數(shù)據(jù)模型作為核心運(yùn)行，多級數(shù)據(jù)模型中包含了靜態(tài)模型信息和規(guī)定系統(tǒng)計(jì)算和行為的動態(tài)信息、算法與數(shù)據(jù)對象。

4 功能設(shè)計(jì)

鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺主要設(shè)計(jì)有以下功能模塊：實(shí)時監(jiān)測、效率分析、排名公示、數(shù)據(jù)查詢、異常報(bào)警、工作管理、節(jié)能技術(shù)展示，滿足鍋爐集中監(jiān)測與管理的功能需求，并預(yù)留接口用于擴(kuò)展功能模塊。

4.1 實(shí)時監(jiān)測：配備成熟的GIS引擎，附加全市鍋爐分布數(shù)據(jù)圖層，通過多級數(shù)據(jù)模型中的配置信息和模型信息，將實(shí)時信息組件中獲取的實(shí)時信息生動直觀地呈現(xiàn)在Web頁面上。選取某個鍋爐房時地圖上可定位至相應(yīng)位置，點(diǎn)擊該鍋爐房圖標(biāo)，即彈窗顯示其主要參數(shù)。對鍋爐監(jiān)測采用表格形式的數(shù)據(jù)監(jiān)測和動態(tài)流程圖監(jiān)測兩種形式。

4.2 效率分析：該功能對鍋爐能耗和效率進(jìn)行分析，即統(tǒng)計(jì)鍋爐供出熱量的各種途徑消耗量以及水、電、燃煤等各類能耗數(shù)據(jù)，并分析其比例，以圖表展示。結(jié)合鍋爐能耗數(shù)據(jù)與鍋爐出熱量，在線分析鍋爐運(yùn)行效率。

4.3 排名公示：根據(jù)鍋爐運(yùn)行效率、能耗指標(biāo)、排煙指標(biāo)等關(guān)鍵參數(shù)，對系統(tǒng)監(jiān)測的所有鍋爐房進(jìn)行排名；同時對同一鍋爐房可進(jìn)行環(huán)比比較。通過該功能可以掌握所轄鍋爐房的總體運(yùn)行狀態(tài)，便于發(fā)現(xiàn)存在較大問題的區(qū)域。

4.4 數(shù)據(jù)查詢：數(shù)據(jù)查詢功能包含了歷史查詢、報(bào)表查詢、日志管理等功能。

歷史查詢可根據(jù)需求選擇時間段查詢運(yùn)行參數(shù)、排煙指標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)，查看參數(shù)變化趨勢；報(bào)表查詢根據(jù)需求制作報(bào)表，報(bào)表分為日報(bào)表、月報(bào)表和月報(bào)表匯總?？蓪⒆詣由傻膱?bào)表導(dǎo)出生成excel文件，完成報(bào)表的打印工作；管理員可根據(jù)日志管理得知誰登錄了平臺，是否對平臺進(jìn)行了編輯等操作。

4.5 異常報(bào)警：異常報(bào)警包括排煙指標(biāo)超限報(bào)警和鍋爐運(yùn)行報(bào)警兩大類。報(bào)警信息可通過郵件、手機(jī)短信的方式推送至指定負(fù)責(zé)人，以第一時間發(fā)現(xiàn)異常情況。在頁面上點(diǎn)擊處理，可查看報(bào)警詳細(xì)信息，并可給出參考處理意見。

4.6 工作管理：用于記錄工作人員的操作，形成工作日志。支持按時間、業(yè)務(wù)類型等查詢工作記錄。記錄包含鍋爐設(shè)備基礎(chǔ)信息與維修維護(hù)信息，同時通過人工錄入，記錄每批入庫和出庫燃煤數(shù)量及熱值，也可記錄燃煤使用化驗(yàn)數(shù)據(jù)（如爐渣含碳量等），為燃煤使用調(diào)度計(jì)劃及鍋爐運(yùn)行效率分析提供數(shù)據(jù)支撐。

4.7 節(jié)能技術(shù)展示：可根據(jù)需求，設(shè)置該動態(tài)展示模塊，用于展示鍋爐行業(yè)的最新技術(shù)動態(tài)、行業(yè)標(biāo)桿信息、先進(jìn)科技成果等信息。也可根據(jù)鍋爐監(jiān)測信息為企業(yè)量身定制適合企業(yè)的鍋爐節(jié)能技術(shù)。

5 結(jié)束語

鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)可以系統(tǒng)有效的整合整個系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的鍋爐的數(shù)據(jù)采集、分析和管理，為政府及企業(yè)個人的鍋爐節(jié)能管理提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，給今后更好地對鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造提供依據(jù)。

鍋爐集中在線監(jiān)測平臺基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)時有效的對全市鍋爐進(jìn)行監(jiān)管，并為國家今后節(jié)能減排工作提供技術(shù)支持，系統(tǒng)運(yùn)行后其節(jié)能減排的效果將非常明顯，能夠?yàn)樯鐣髁x現(xiàn)代化建設(shè)和“十二五”規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)發(fā)揮巨大作用。

參考文獻(xiàn)

[1]韓璞.火電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)測與監(jiān)控[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[2]于重重，譚勵.監(jiān)測系統(tǒng)中智能信息處理技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[3]杜聚賓.搞定J2EE：Struts+Spring+Hibernate整合詳解與典型案例[M]..北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[4]戚正偉.嵌入式GIS開發(fā)及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

作者簡介：張帥（1986，3-），男，山東省煙臺市，職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：電氣工程及其自動化。

摘 要：建立鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)，對城市等大區(qū)域范圍內(nèi)鍋爐進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)測管理，系統(tǒng)具有實(shí)時監(jiān)測、效率分析、排名公示、數(shù)據(jù)查詢、異常報(bào)警、工作管、節(jié)能技術(shù)展示等功能，可以有效實(shí)現(xiàn)鍋爐現(xiàn)代化管理，提高整體運(yùn)行水平，同時系統(tǒng)預(yù)留接口用于后期根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行軟硬件及功能的拓展。

關(guān)鍵詞：鍋爐；在線監(jiān)測；管理

前言

鍋爐是以消耗燃煤為主的熱能供應(yīng)設(shè)備，是煤煙型大氣污染的重要源頭，在國民生產(chǎn)中起到重要作用，特別是在能源消耗占有很高的比例，以山東省為例，據(jù)統(tǒng)計(jì)山東省擁有登記注冊鍋爐4.7萬臺，實(shí)際在用鍋爐2.5萬臺，年耗能約占全省能源消耗的14%，因此鍋爐能耗管理對于節(jié)能減排及“十二五”規(guī)劃工作的順利進(jìn)行具有良好的推動作用。目前鍋爐運(yùn)行及管理具有明顯的缺點(diǎn)：即能耗大、污染嚴(yán)重、數(shù)量多位置分散、管理水平低，缺乏統(tǒng)一的監(jiān)管與調(diào)控手段。近年來隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源生產(chǎn)與消費(fèi)、能源建設(shè)與環(huán)境生態(tài)建設(shè)的矛盾越來越突出。鍋爐能耗在能源消耗中占有著較大比重，是節(jié)能工作的重點(diǎn)，針對鍋爐采用經(jīng)濟(jì)上合理以及環(huán)境和社會可接受的措施對其節(jié)能環(huán)保改造，是推進(jìn)供熱節(jié)能減排的重點(diǎn)工作。本文以節(jié)能減排為目的，針對鍋爐分散、管理水平低等問題，設(shè)計(jì)鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)，對市級以上區(qū)域鍋爐采用集中監(jiān)測管理，提高鍋爐管理水平。

1 系統(tǒng)組成

鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)集成區(qū)域內(nèi)所有鍋爐的分散數(shù)據(jù)，利用信息化平臺集中監(jiān)測全市鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，主要包括運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行能耗、排煙溫度及排煙含氧量等參數(shù)；同時采用云計(jì)算技術(shù)將先進(jìn)節(jié)能策略應(yīng)用到鍋爐系統(tǒng)。

系統(tǒng)配備鍋爐監(jiān)測軟件平臺，提供從數(shù)據(jù)監(jiān)測、節(jié)能環(huán)保分析到調(diào)度管理等功能。

鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)架構(gòu)如圖1。

圖1

2 數(shù)據(jù)采集

本系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)自身鍋爐控制系統(tǒng)自動化程度設(shè)計(jì)兩套方案。

一種是配備有DCS系統(tǒng)等控制系統(tǒng)的鍋爐，利用原系統(tǒng)監(jiān)控軟件提供的OPC Server接口，同時安裝OPC Client讀取系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過Internet上傳到監(jiān)管中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

另一種是無自動控制系統(tǒng)的鍋爐，利用煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)或氧化鋯分析儀等監(jiān)測儀表提供的標(biāo)準(zhǔn)接口，如4～20mA信號、RS 485通訊接口等，采用能耗數(shù)據(jù)采集器統(tǒng)一采集、存儲，利用Internet上傳到監(jiān)管中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

3 監(jiān)管中心

系統(tǒng)監(jiān)管中心主要包含軟件平臺服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、打印機(jī)等構(gòu)成，同時可擴(kuò)展配置，如大屏幕和移動終端等，以滿足更豐富的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能需求。監(jiān)管中心配置鍋爐監(jiān)測軟件平臺，旨在建設(shè)一個集監(jiān)測、節(jié)能、管理為一體的鍋爐信息管理平臺。通過平臺系統(tǒng)的實(shí)施和應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)化功能。

3.1 將有助于集中分散在各處的鍋爐運(yùn)行數(shù)據(jù)，建立大區(qū)域鍋爐數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一遠(yuǎn)程監(jiān)管。

3.2 將有助于進(jìn)一步規(guī)范轄區(qū)內(nèi)的鍋爐運(yùn)行管理，重點(diǎn)監(jiān)管其煙氣排放指標(biāo)，使其在運(yùn)行效率、節(jié)能環(huán)保運(yùn)行方面得到轉(zhuǎn)變和提高。

監(jiān)測軟件通過先進(jìn)的平臺整合技術(shù)，接收各區(qū)域鍋爐在線監(jiān)測數(shù)據(jù)，然后通過平臺進(jìn)行展示、分析、管理，實(shí)現(xiàn)從原先粗放型的管理模式到在線高效能源管理的轉(zhuǎn)變。

平臺整體設(shè)計(jì)為構(gòu)架在商業(yè)級J2EE平臺上的多層分布式應(yīng)用，依靠多級數(shù)據(jù)模型作為核心運(yùn)行，多級數(shù)據(jù)模型中包含了靜態(tài)模型信息和規(guī)定系統(tǒng)計(jì)算和行為的動態(tài)信息、算法與數(shù)據(jù)對象。

4 功能設(shè)計(jì)

鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺主要設(shè)計(jì)有以下功能模塊：實(shí)時監(jiān)測、效率分析、排名公示、數(shù)據(jù)查詢、異常報(bào)警、工作管理、節(jié)能技術(shù)展示，滿足鍋爐集中監(jiān)測與管理的功能需求，并預(yù)留接口用于擴(kuò)展功能模塊。

4.1 實(shí)時監(jiān)測：配備成熟的GIS引擎，附加全市鍋爐分布數(shù)據(jù)圖層，通過多級數(shù)據(jù)模型中的配置信息和模型信息，將實(shí)時信息組件中獲取的實(shí)時信息生動直觀地呈現(xiàn)在Web頁面上。選取某個鍋爐房時地圖上可定位至相應(yīng)位置，點(diǎn)擊該鍋爐房圖標(biāo)，即彈窗顯示其主要參數(shù)。對鍋爐監(jiān)測采用表格形式的數(shù)據(jù)監(jiān)測和動態(tài)流程圖監(jiān)測兩種形式。

4.2 效率分析：該功能對鍋爐能耗和效率進(jìn)行分析，即統(tǒng)計(jì)鍋爐供出熱量的各種途徑消耗量以及水、電、燃煤等各類能耗數(shù)據(jù)，并分析其比例，以圖表展示。結(jié)合鍋爐能耗數(shù)據(jù)與鍋爐出熱量，在線分析鍋爐運(yùn)行效率。

4.3 排名公示：根據(jù)鍋爐運(yùn)行效率、能耗指標(biāo)、排煙指標(biāo)等關(guān)鍵參數(shù)，對系統(tǒng)監(jiān)測的所有鍋爐房進(jìn)行排名；同時對同一鍋爐房可進(jìn)行環(huán)比比較。通過該功能可以掌握所轄鍋爐房的總體運(yùn)行狀態(tài)，便于發(fā)現(xiàn)存在較大問題的區(qū)域。

4.4 數(shù)據(jù)查詢：數(shù)據(jù)查詢功能包含了歷史查詢、報(bào)表查詢、日志管理等功能。

歷史查詢可根據(jù)需求選擇時間段查詢運(yùn)行參數(shù)、排煙指標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)，查看參數(shù)變化趨勢；報(bào)表查詢根據(jù)需求制作報(bào)表，報(bào)表分為日報(bào)表、月報(bào)表和月報(bào)表匯總。可將自動生成的報(bào)表導(dǎo)出生成excel文件，完成報(bào)表的打印工作；管理員可根據(jù)日志管理得知誰登錄了平臺，是否對平臺進(jìn)行了編輯等操作。

4.5 異常報(bào)警：異常報(bào)警包括排煙指標(biāo)超限報(bào)警和鍋爐運(yùn)行報(bào)警兩大類。報(bào)警信息可通過郵件、手機(jī)短信的方式推送至指定負(fù)責(zé)人，以第一時間發(fā)現(xiàn)異常情況。在頁面上點(diǎn)擊處理，可查看報(bào)警詳細(xì)信息，并可給出參考處理意見。

4.6 工作管理：用于記錄工作人員的操作，形成工作日志。支持按時間、業(yè)務(wù)類型等查詢工作記錄。記錄包含鍋爐設(shè)備基礎(chǔ)信息與維修維護(hù)信息，同時通過人工錄入，記錄每批入庫和出庫燃煤數(shù)量及熱值，也可記錄燃煤使用化驗(yàn)數(shù)據(jù)（如爐渣含碳量等），為燃煤使用調(diào)度計(jì)劃及鍋爐運(yùn)行效率分析提供數(shù)據(jù)支撐。

4.7 節(jié)能技術(shù)展示：可根據(jù)需求，設(shè)置該動態(tài)展示模塊，用于展示鍋爐行業(yè)的最新技術(shù)動態(tài)、行業(yè)標(biāo)桿信息、先進(jìn)科技成果等信息。也可根據(jù)鍋爐監(jiān)測信息為企業(yè)量身定制適合企業(yè)的鍋爐節(jié)能技術(shù)。

5 結(jié)束語

鍋爐集中在線監(jiān)測系統(tǒng)可以系統(tǒng)有效的整合整個系統(tǒng)覆蓋區(qū)域內(nèi)的鍋爐的數(shù)據(jù)采集、分析和管理，為政府及企業(yè)個人的鍋爐節(jié)能管理提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐，給今后更好地對鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造提供依據(jù)。

鍋爐集中在線監(jiān)測平臺基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)時有效的對全市鍋爐進(jìn)行監(jiān)管，并為國家今后節(jié)能減排工作提供技術(shù)支持，系統(tǒng)運(yùn)行后其節(jié)能減排的效果將非常明顯，能夠?yàn)樯鐣髁x現(xiàn)代化建設(shè)和“十二五”規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)發(fā)揮巨大作用。

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作者簡介：張帥（1986，3-），男，山東省煙臺市，職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：電氣工程及其自動化。