工业燃气锅炉能效远程监管系统开发业成\王雯雯\周秋萍2,王红轩1

　　1我国工业燃气锅炉现状随着世界能源结构优质化和中国能源结构的调整，特别是中大城市煤改气和节能减排政策的实施，工业燃气锅炉设计、使用优化已成为国际社会能源环境领域的重要研究课题m.目前我国工业燃气锅炉存在很多问题，如排烟温度过高，过量空气系数压特种设备安全保障技术。

　　过大或过小，燃烧调整不佳，平均热效率仅达80，比发达国家低10，以致能源浪费和环境污染极其严重0.此外，使用过程中，各类运行监测仪表不全，管理人员无法直观方便的在监控室依据实时运行数据对锅炉运行状态做出准确判断，致使锅炉无法处于佳工作状态。在我国如今饱受能源紧缺与环境污染等严峻问题的现状下，如何提高工业燃气锅炉能效和减少废气排放已成为当务之急。

　　近几年来，我国对工业锅炉的安全节能工作愈加重视，对锅炉等高耗能特种设备进行节能监管力度加大。虽然我国工业燃气锅炉大多已广泛应用仪表检测系统，并集成了计算机控制系统，但基本很少个部分组成：远程信息管理平台和现场数据采集有涵盖锅炉燃烧、产热、排放和安全等各类参数的在平台。

　　线检测、自动诊断、远程监管与评估的自动测控系统成套功能。

　　2系统总体构架本系统总体构架如所示，该系统主要由两工业燃气锅炉能效远程监管系统远程信息管理平台即为服务器端，由数据库和执行程序组成。本系统采用SQL2008关系数据库存放现场传送来的实时运行数据和数据分析结果。

　　执行程序主要包括数据接收模块、能效计算模块、故障诊断模块和B/S发布模块。接收模块接收从In-temet传来的实时数据，并按照一定的要求和时间存放到SQL2008数据库中；能效计算模块根据锅炉正平衡和反平衡计算公式分别完成锅炉热效率的计算，并将计算结果存储在数据库中；专家诊断模块对锅炉运行能效进行分析，并找出影响该锅炉能效低的主要因素，再将专家诊断分析结果存储到数据库中；B/S发布模块完成信息发布的门户工作，服务器端建立Web服务器，用于工业锅炉实时运行数据显示、能效以及故障诊断结果的网络发布。

　　现场数据采集平台即为客户端，主要由数据采集和数据发送两个模块组成。基于485总线通信方式，本系统采用ADAM-4017模块实现传感器输出4~20mA电流信号的转换、传感器输出485信号的采集以及数字量信号的采集，并将采集到的数据按照预设好的通信协议经GPRS网络实时上传至数据库服务器端，完成数据发送的功能。

　　3系统主要工作模块开发3.1通讯模块本系统通讯模块采用方式实现与锅炉运行现场的GPRS终端（客户端）通信。GPRS终端根据预设好的静态IP地址，主动通过Socket连接服务器进行数据通信。通信接口软件将接收到的数据按照预设协议进行数据解析，同时将各数据进行分类存储于SQL2008数据库服务器中。Socket是开发通讯模块的核心元素，其大致工作流程图如。

　　从可以看出，户端两部分，分别完成数据接收和数据发送的功Socket基本原理图-饱和蒸汽锅炉正平衡值和过热蒸3.2能效计算模块锅炉能效是锅炉经济运行的重要技术指标，它反映了锅炉设备的完善程度和运行管理水平H.本系统通过传感器实时监测12个现场数据（燃气流量、燃气压力、燃气温度、烟气成分（2、CO）、烟气温度、给水压力、给水温度、蒸汽流量、蒸汽温度、蒸汽湿度、蒸汽压力、入炉冷空气温度），通过正平衡和反平衡两种计算方式实时计算锅炉热效率。

　　正平衡法通过直接测量燃气带入锅炉热量和锅炉有效利用热量求得锅炉热效率。计算公式如BQr汽锅炉正平衡值；DSc―蒸汽锅炉输出蒸汽量/m3h-1，直接由现场传感器获得；hbq―饱和蒸汽焓值/k-kg-1，由压力或温度根据计算软件计算；hgq―过热蒸汽焓值/kkg-1，由压力和温度根据计算软件计算；hgs―蒸汽锅炉给水焓/kkg-1，由压力和温度根据计算软件计算；Y―汽化潜热/k-kg-1，由压力和温度根据计算软件计算；―蒸汽湿度/，直接由现场传感器获得；B――燃气消耗量/m3-h-1，直接由现场传感器获得；供的热值，定期输入到计算程序中。

　　反平衡法通过测定锅炉的各项热损失，间接求出锅炉热效率。计算公式如下8-10―气体未完全燃烧热损失；损失对于燃气锅炉来说基本为零，不予考虑。根据以上两种计算公式通过C语言编程实现锅炉能效的实时计算，并将计算结果存储在SQL数据库中，实时发布到网络页面，供现场锅炉运营人员根据实时能效值对锅炉运行状态做出准确判断和相应的运行调整，确保锅炉处于佳工作状态。

　　3.3专家诊断模块-2010锅炉节能技术监督管理规则附件A中工业燃气锅炉热效率限定值，判断实时计算的锅炉热效率是否符合限定值的要求。如果热效率小于限定值，则根据SQL数据库中预存的专家系统知识库判定热效率低的原因，并找出主要影响因素，发布到网络页面，供现场锅炉运行管理人员，工作流程图如所示。

　　专家诊断程序流程。4Web发布模块服务器）架构的Web应用程序开发，主要完成锅炉（下转第50页）换热系数几乎没有影响。但加热功率不能过大，以免引起液池剧烈核沸腾，引起壁温骤升，使液池干涸甚至烧毁热管。冷凝段和蒸发段的平均换热系数都随着Lc/L的增加而降低，对加热段壁温以及液池平均换热系数影响较小。因此在保证传热的基础上可适当缩短冷凝段长度比例。

　　热管内径对冷凝换热系数影响较小。随着内径减小，液池高度随之升高，蒸发段液池液面以上对应的液膜厚度越薄。蒸发段液膜段平均换热系数随内径的变化而有波动，管径小时换热系数相对较大。

　　蒸发段液池部分的平均换热系数随着内径的减小而增大，因此应尽量减小热管内径。