李四海 黃六一 馬宏偉 單祖榮

(浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，杭州 310022)

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工業(yè)鍋爐能效測(cè)試智能評(píng)價(jià)診斷管理系統(tǒng)開發(fā)*

李四海 黃六一 馬宏偉 單祖榮

(浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，杭州 310022)

基于國(guó)內(nèi)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，開發(fā)了一套具有鍋爐效率自動(dòng)計(jì)算、不確定度評(píng)定、能效評(píng)價(jià)、狀態(tài)診斷和數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)等多項(xiàng)功能的工業(yè)鍋爐能效測(cè)試智能評(píng)價(jià)診斷管理系統(tǒng)，既有利于提高能效報(bào)告出具效率，也便于后期數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

工業(yè)鍋爐；能效測(cè)試；能效評(píng)價(jià)；軟件系統(tǒng)

0 引言

鍋爐節(jié)能工作中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是鍋爐能效測(cè)試，鍋爐運(yùn)行情況及節(jié)能技術(shù)應(yīng)用效果的評(píng)價(jià)等都離不開能效測(cè)試，能效測(cè)試也是政府實(shí)施鍋爐節(jié)能監(jiān)管的重要技術(shù)支撐。

目前全國(guó)已經(jīng)普遍開展能效測(cè)試工作，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和分析是鍋爐能效測(cè)試后期的主要工作，利用能效測(cè)試結(jié)果對(duì)鍋爐能效進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)和優(yōu)化，對(duì)推動(dòng)鍋爐節(jié)能工作具有積極意義?；谟?jì)算機(jī)技術(shù)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在計(jì)量管理領(lǐng)域已得到應(yīng)用[1]，本單位開發(fā)了一套集效率計(jì)算、自動(dòng)評(píng)價(jià)、智能診斷、數(shù)據(jù)庫(kù)管理和智能統(tǒng)計(jì)等多項(xiàng)功能為一體的工業(yè)鍋爐能效智能評(píng)價(jià)診斷管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對(duì)后期數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計(jì)分析，充分挖掘測(cè)試工作帶來的信息價(jià)值。

1 工業(yè)鍋爐能效智能評(píng)價(jià)診斷管理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

按照工業(yè)鍋爐能效測(cè)試相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，本系統(tǒng)以模塊化的形式實(shí)現(xiàn)，主要包括定型測(cè)試、詳細(xì)測(cè)試、簡(jiǎn)單測(cè)試、能效評(píng)價(jià)及診斷、不確定度計(jì)算、數(shù)據(jù)庫(kù)管理6大功能模塊，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)鍋爐能效測(cè)試相關(guān)的4方面功能。

依據(jù)工業(yè)鍋爐能效測(cè)試、能效評(píng)價(jià)等方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)的主要功能包括：

1)多種燃料(煤、油、氣、電、余熱)、多種供熱介質(zhì)(飽和蒸汽、過熱蒸汽、熱水、有機(jī)熱載體)、多種測(cè)試方法(定型測(cè)試、運(yùn)行詳細(xì)測(cè)試、運(yùn)行簡(jiǎn)單測(cè)試)等情況下工業(yè)鍋爐能效測(cè)試結(jié)果的自動(dòng)計(jì)算及報(bào)告輸出功能；2)依據(jù)GB/T 17954-2007《工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》等5個(gè)典型國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的能效評(píng)價(jià)、診斷及報(bào)告輸出功能；3)對(duì)各類能效測(cè)試結(jié)果進(jìn)行不確定度計(jì)算，給出鍋爐能效的不確定度；4)對(duì)歷史能效測(cè)試結(jié)果的查詢、統(tǒng)計(jì)及分析功能。

此外，在數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的批量導(dǎo)入及導(dǎo)出功能，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享；能效測(cè)試報(bào)告以Excel文件形式輸出，方便易用，對(duì)用戶的電腦操作專業(yè)知識(shí)和熟練程度要求低。

2 工業(yè)鍋爐能效智能評(píng)價(jià)診斷管理系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)及操作

系統(tǒng)各模塊采用的標(biāo)準(zhǔn)情況如表1所列。通過進(jìn)行圖1中所示流程操作實(shí)現(xiàn)各模塊功能。軟件運(yùn)行時(shí)，從Windows狀態(tài)下點(diǎn)擊軟件圖標(biāo)啟動(dòng)程序，輸入用戶名和密碼登陸，登陸成功即進(jìn)入系統(tǒng)主操作介面。

圖1 軟件操作流程

各功能模塊主要操作步驟介紹如下：

1)定型測(cè)試模塊和詳細(xì)測(cè)試模塊主要操作步驟較為相似，只是在測(cè)試過程中有不同的要求，但是在數(shù)據(jù)處理方面基本相同。點(diǎn)擊 “定型測(cè)試”功能按鈕(或“詳細(xì)測(cè)試”模塊)進(jìn)入功能介面，選擇模版，建立項(xiàng)目。軟件中根據(jù)如下原則進(jìn)行了模板組合分類：

鍋爐類別分為：工業(yè)鍋爐、余熱鍋爐；燃料類別分為：(煤、水煤漿、生物質(zhì)、油)、氣、電；介質(zhì)類別區(qū)分為：飽和蒸汽、過熱蒸汽、熱水、有機(jī)熱載體。

表1 軟件采用的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)情況

錄入鍋爐參數(shù)、測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)點(diǎn)布置、所用儀器、燃料特性等能效測(cè)試信息后，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算，便可得到鍋爐正、反平衡以及平均熱效率。

完成以上流程后，點(diǎn)擊“生成熱工測(cè)試報(bào)告”按鈕，將報(bào)告以Excel文件格式輸出到用戶指定位置。報(bào)告模板中已設(shè)計(jì)好相應(yīng)的報(bào)告封面、報(bào)告注意事項(xiàng)、目錄等頁(yè)面。

2)簡(jiǎn)單測(cè)試模塊，鍋爐能效簡(jiǎn)單測(cè)試所涉及到的數(shù)據(jù)相對(duì)詳細(xì)測(cè)試來說少了很多，因此其操作流程包括新建項(xiàng)目、數(shù)據(jù)輸入及計(jì)算、生成報(bào)告三個(gè)步驟。其中新建項(xiàng)目及生成報(bào)告的操作與詳細(xì)測(cè)試類似，不做贅述。

3)能效評(píng)價(jià)及診斷模塊，在系統(tǒng)主界面上點(diǎn)擊“能效評(píng)價(jià)及診斷”功能按鈕后，進(jìn)入評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)選擇界面，可以實(shí)現(xiàn)依據(jù)表1中所列出5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的能效評(píng)價(jià)，因不同標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)所需參數(shù)不同，相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸入界面會(huì)有所變化。

選擇好評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)后，進(jìn)入“數(shù)據(jù)錄入”界面，見圖2，該界面需要填入的信息與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求一致，包括鍋爐基本信息、鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)等情況，數(shù)據(jù)錄入后，點(diǎn)擊“評(píng)價(jià)”按鈕則自動(dòng)完成相關(guān)計(jì)算及評(píng)價(jià)，并進(jìn)入報(bào)告輸出界面，熱效率、排煙溫度、灰渣可燃物含量等各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)測(cè)值、標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)的規(guī)定值、評(píng)價(jià)結(jié)果、依據(jù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等信息直接輸出到了報(bào)告中。

圖2 評(píng)價(jià)診斷模塊界面

診斷功能是在評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，對(duì)不合格的項(xiàng)目，指出鍋爐運(yùn)行存在的問題，并提出改進(jìn)的意見。在上述評(píng)價(jià)過程中錄入有關(guān)數(shù)據(jù)后點(diǎn)擊“診斷”按鈕則生成相應(yīng)的診斷報(bào)告。系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)該鍋爐類型(燃煤、燃油氣)，針對(duì)排煙溫度、過量空氣系數(shù)、灰渣可燃物含量指標(biāo)合格的情況，指出該鍋爐存在的問題，并提出建議。

4)不確定度計(jì)算模塊界面如圖3所示。采用B類評(píng)定方法[2]。不確定度計(jì)算是基于系統(tǒng)完成相應(yīng)的能效計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，進(jìn)入不確定度計(jì)算模塊后，錄入正反平衡測(cè)試中各測(cè)量項(xiàng)目所使用儀器的不確定度分量等相關(guān)數(shù)據(jù)，即可完成個(gè)分量不確定度靈敏系數(shù)的計(jì)算，并以此計(jì)算得到相應(yīng)熱效率的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度。

圖3 不確定度計(jì)算界面

5)數(shù)據(jù)庫(kù)管理模塊，以鍋爐能效測(cè)試報(bào)告中的重要數(shù)據(jù)項(xiàng)作為數(shù)據(jù)庫(kù)記錄，包括基礎(chǔ)信息、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)三大部分共計(jì)16個(gè)數(shù)據(jù)段?？梢詫?shí)現(xiàn)查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等功能，便于使用者通過對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)的分析，找出某一類鍋爐能效狀況的規(guī)律。具體功能包括：

a.數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的增加、修改、刪除；b.條件查詢：按照測(cè)試類型(定型測(cè)試、運(yùn)行詳細(xì)測(cè)試、簡(jiǎn)單測(cè)試)、燃料種類(煤、生物質(zhì)、油、氣、電、余熱)、供熱介質(zhì)(蒸汽、熱水、有機(jī)熱載體)、有無尾部受熱面、蒸發(fā)量范圍等條件進(jìn)行查詢；c.單擊某一列數(shù)據(jù)可以進(jìn)行排序，自動(dòng)給出最大、最小及平均值；d.任意指定某列數(shù)據(jù)為X軸、Y軸，進(jìn)行繪圖。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)工業(yè)鍋爐能效測(cè)試工作的不斷深入，能效測(cè)試數(shù)據(jù)處理量將持續(xù)增大，本文介紹的工業(yè)鍋爐能效智能評(píng)價(jià)診斷管理系統(tǒng)是能效測(cè)試后期數(shù)據(jù)處理一個(gè)便捷高效的平臺(tái)，能極大提高數(shù)據(jù)處理工作的效率；系統(tǒng)集成的能效評(píng)價(jià)診斷功能模塊為鍋爐能效分析提供有力支撐；數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能模塊為鍋爐能效長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)、深度挖掘分析工作提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。該管理系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用對(duì)促進(jìn)鍋爐節(jié)能工作有積極意義。

[1] 劉杰，陳青云.計(jì)算機(jī)在計(jì)量管理方面的應(yīng)用開發(fā).計(jì)量技術(shù)，2003(2)

[2] JJF 10591—2012測(cè)量不確定度評(píng)定與表示

[3] GB/T 17954—2007工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

[4] TSG G002—2010鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程

[5] JB/T 10094—2002工業(yè)鍋爐通用技術(shù)條件

[6] TSG G002—2010鍋爐節(jié)能技術(shù)監(jiān)督管理規(guī)程

[7] TSG G003—2010工業(yè)鍋爐能效測(cè)試與評(píng)價(jià)規(guī)則

[8] GB/T 10180—2003工業(yè)鍋爐熱工性能試驗(yàn)規(guī)程

[9] GB/T 10863—1989煙道式余熱鍋爐熱工試驗(yàn)方法

[10] TSG G003—2010工業(yè)鍋爐能效測(cè)試與評(píng)價(jià)規(guī)則

[11] GB 24500—2009工業(yè)鍋爐能效限定值及能效等級(jí)

[12] GB/T 19065—2003電加熱鍋爐系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

浙江省質(zhì)量監(jiān)督系統(tǒng)科研計(jì)劃項(xiàng)目(20090215)

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.05.22