李明月

摘 要：工業(yè)鍋爐物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)能通過互聯(lián)網(wǎng)把使用單位鍋爐運(yùn)行的安全數(shù)據(jù)和節(jié)能數(shù)據(jù)及時(shí)統(tǒng)一傳送到監(jiān)測中心，及時(shí)掌握每臺鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)發(fā)揮政府特種設(shè)備公共技術(shù)機(jī)構(gòu)專家力量優(yōu)勢，及時(shí)為那些運(yùn)行異常的鍋爐提供診斷和處置方案。該系統(tǒng)能形成人機(jī)互補(bǔ)關(guān)系，減少鍋爐安全事故的同時(shí)，提高鍋爐燃燒效率，促進(jìn)節(jié)能減排。

關(guān)鍵詞：工業(yè)鍋爐 物聯(lián)網(wǎng) 節(jié)能 監(jiān)測

中圖分類號：TK22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（a）-0117-02

Abstract： The monitoring system of the industrial boiler can monitor the safety data and energy saving data of the industrial boiler to the monitoring center in time. It can master the operation state of each boiler in time， and disposal plan for the boiler which runs abnormally. The system can form a complementary relationship between man and machine， reduce boiler safety accidents， improve boiler combustion efficiency.

Key Words： Industrial boiler； Internet of things； Energy saving； Monitoring

工業(yè)鍋爐是我國重要的熱能動力設(shè)備，產(chǎn)量和使用數(shù)量均居世界首位。但工業(yè)鍋爐的整體發(fā)展水平在諸多方面與國際先進(jìn)水平相比還存在一些差距。因此，國家大力倡導(dǎo)工業(yè)鍋爐安全與節(jié)能環(huán)保相結(jié)合的發(fā)展方式。在這一大背景下，將先進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測技術(shù)運(yùn)用到高耗能的工業(yè)鍋爐領(lǐng)域，契合《特種設(shè)備安全法》節(jié)能環(huán)保的原則，不僅能夠保障我國工業(yè)鍋爐整體運(yùn)行水平，而且能夠大力推進(jìn)我國節(jié)能減排事業(yè)，具有充分的必要性和很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

1 項(xiàng)目實(shí)施必要性

工業(yè)鍋爐既是耗能大戶，也是污染大戶，工業(yè)鍋爐排放的煙氣是形成城市中主要大氣污染物PM2.5的主要排放源之一，是城市霧霾治理的重點(diǎn)方向。杭州市目前實(shí)際在用鍋爐總數(shù)為5 427臺，老舊、低效燃煤工業(yè)鍋爐比例高達(dá)50%以上，使得鍋爐總體熱效率偏低。據(jù)測算，杭州市燃煤鍋爐熱效率平均值為69%，低于國家最低目標(biāo)值79%的要求達(dá)十個(gè)百分點(diǎn)；從數(shù)量上看，約有2 000臺鍋爐（占在用數(shù)37%）熱效率低于國家最低限定要求，其中熱效率低于國家最低限定要求的占70%以上。熱效率低帶來了煤、天然氣等燃料單位消耗量居高不下，進(jìn)而給杭州市節(jié)能減排工作帶來較大壓力。

監(jiān)管部門：難以集中監(jiān)管，各區(qū)域鍋爐整體基本信息及動態(tài)監(jiān)管數(shù)據(jù)難以有效獲取；司爐人員素質(zhì)不高，責(zé)任心不強(qiáng)，對壓力、溫度、水位等動態(tài)參數(shù)監(jiān)視不嚴(yán)，易產(chǎn)生鍋爐安全事故；同時(shí)，企業(yè)節(jié)能意識淡薄，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，是節(jié)能減排的重點(diǎn)和難點(diǎn)。檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)：安全檢驗(yàn)、節(jié)能檢測工作都需人工現(xiàn)場進(jìn)行，鍋爐運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄不連續(xù)、不完整、不精確，不能及時(shí)了解鍋爐運(yùn)行現(xiàn)狀。目前，國內(nèi)工業(yè)鍋爐物聯(lián)網(wǎng)研究已經(jīng)開展[1-3]，但較為系統(tǒng)的研究很少。

2 項(xiàng)目實(shí)施簡介

工業(yè)鍋爐物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)主要由：傳感器部分、現(xiàn)場控制柜、監(jiān)測中心服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)傳輸構(gòu)建設(shè)備和顯示屏等組成。該系統(tǒng)通過現(xiàn)場對鍋爐安裝傳感器和燃料現(xiàn)場分析，實(shí)現(xiàn)對鍋爐安全運(yùn)行參數(shù)、節(jié)能運(yùn)行參數(shù)、環(huán)保（預(yù)留端口）參數(shù)等可靠采集，并借助PLC對上述參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)收集、存儲，并通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)遠(yuǎn)程傳輸?shù)奖O(jiān)測用計(jì)算機(jī)上，再利用專用軟件對其進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行鍋爐的報(bào)警顯示、報(bào)表打印、數(shù)據(jù)分析、運(yùn)行管理等遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線監(jiān)測功能并能通過視頻、短信或通話形式，指導(dǎo)操作人員做出鍋爐安全與節(jié)能方面的調(diào)整。通過該技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對在用鍋爐的安全和能效相關(guān)參數(shù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測；實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警安全，實(shí)時(shí)指導(dǎo)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)整；通過對積累的運(yùn)行參數(shù)分析，針對性指導(dǎo)鍋爐技術(shù)改造和管理優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)熱效率的提升，達(dá)到節(jié)能減排目的。

3 主要功能及技術(shù)關(guān)鍵

系統(tǒng)主要功能包括：（1）鍋爐實(shí)時(shí)運(yùn)行功能，安全、節(jié)能、環(huán)保及鍋爐房管理等多個(gè)參數(shù)能實(shí)時(shí)顯示、集中管理，強(qiáng)化監(jiān)管力度。（2）數(shù)據(jù)趨勢曲線功能，能精確掌握鍋爐運(yùn)行的趨勢動態(tài)，實(shí)時(shí)與歷史趨勢的轉(zhuǎn)換有利于跟蹤數(shù)據(jù)變化規(guī)律，查找問題根源。（3）報(bào)警提醒、報(bào)警查詢功能，報(bào)警信息實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，并按法規(guī)及用戶自定義設(shè)置報(bào)警限定值，可有效實(shí)現(xiàn)安全預(yù)警及節(jié)能告警。（4）多功能報(bào)表查詢、打印功能，日報(bào)、月報(bào)、年報(bào)等多種報(bào)表提供，運(yùn)行信息的查詢、導(dǎo)出功能為集中進(jìn)行數(shù)據(jù)管理提供便利。（5）攝像監(jiān)視功能：能夠宏觀顯示區(qū)域內(nèi)鍋爐運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)鍋爐房現(xiàn)場監(jiān)視。

系統(tǒng)技術(shù)關(guān)鍵包括：（1）采用工業(yè)級微處理器，研制嵌入式鍋爐運(yùn)行參數(shù)信息采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對鍋爐安全、節(jié)能、環(huán)保等多方面參數(shù)可靠采集和遠(yuǎn)程傳輸。（2）研制基于Internet（ADSL、GPRS及3G無線網(wǎng)絡(luò)）的鍋爐運(yùn)行參數(shù)信號傳輸模塊和傳輸協(xié)議。（3）研制音視頻信號采集傳輸模塊，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控和語音對講。（4）采用3G無線服務(wù)器，利用3G網(wǎng)絡(luò)將音視頻等數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀nternet，在輸出端可通過硬解碼或軟件解碼的方式將音視頻解出，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)測。

4 節(jié)能實(shí)現(xiàn)方式

工業(yè)鍋爐物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)對提高鍋爐的運(yùn)行效率，主要通過兩種方式來實(shí)現(xiàn)。（1）提高運(yùn)行管理，實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行（管理節(jié)能。該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)在線反映鍋爐運(yùn)行效率，指導(dǎo)鍋爐運(yùn)行操作，提高鍋爐的技術(shù)性能和運(yùn)行狀態(tài)，節(jié)約能源，減少浪費(fèi)，使鍋爐的各項(xiàng)損失為最小而熱效率為最高，取得最佳的節(jié)能效果。運(yùn)行數(shù)據(jù)一旦有任何異?；蛘咂睿O(jiān)測中心人員都會及時(shí)發(fā)現(xiàn)并通過專家系統(tǒng)進(jìn)行分析，向企業(yè)發(fā)出警示和整改措施。（2）通過數(shù)據(jù)分析，實(shí)施節(jié)能改造、技術(shù)節(jié)能，如監(jiān)測到鍋爐的運(yùn)行狀況不佳且分析認(rèn)為由于鍋爐本身的結(jié)構(gòu)、技術(shù)、老化等原因，無法通過調(diào)整運(yùn)行參數(shù)來提高鍋爐運(yùn)行效率時(shí)，可以建議用戶進(jìn)行技術(shù)改造。

5 結(jié)語

綜上所述，基于Internet（ADSL、GPRS及3G）工業(yè)鍋爐遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，能夠使在集控中心的鍋爐監(jiān)測人員實(shí)時(shí)在線監(jiān)測不同區(qū)域鍋爐運(yùn)行情況，當(dāng)鍋爐超溫、超壓時(shí)，能夠及時(shí)報(bào)警，并通過短信或通話形式立刻提醒操作人員采取安全措施；當(dāng)鍋爐燃燒工況或負(fù)荷變化時(shí)，能根據(jù)在線熱效率及能效參數(shù)做出節(jié)能判斷，并通過視頻或通話形式，快速指導(dǎo)操作人員調(diào)整鍋爐燃燒狀況，達(dá)到經(jīng)濟(jì)燃燒的目的。該遠(yuǎn)程監(jiān)測不僅能夠有效降低鍋爐安全事故，而且能有效提升鍋爐運(yùn)行管理水平，經(jīng)初步測試，其對鍋爐能效的提升率可達(dá)6%～10%左右。

另外，建立地區(qū)覆蓋性的鍋爐遠(yuǎn)程監(jiān)測中心，能夠形成集鍋爐在線能耗診斷、遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)測為一體的鍋爐檢測和監(jiān)測完備體系。能夠?qū)崿F(xiàn)對燃煤、燃油、燃?xì)?、有機(jī)熱載體及熱電鍋爐安全與節(jié)能遠(yuǎn)程監(jiān)測的全覆蓋；能夠形成集鍋爐安全運(yùn)行、在線能耗診斷及遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)管為一體的鍋爐檢測和監(jiān)管完備體系；能夠?qū)崿F(xiàn)政府監(jiān)管部門、使用單位、制造單位和安全節(jié)能服務(wù)機(jī)構(gòu)4個(gè)層面的信息共享；能夠?yàn)殄仩t安全節(jié)能監(jiān)管和政策制定提供可靠依據(jù)，實(shí)現(xiàn)政府部門運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對在用鍋爐真正意義上的安全與節(jié)能動態(tài)監(jiān)管。隨著入網(wǎng)裝置數(shù)量的增多，其數(shù)據(jù)收集量將更廣、更具代表性，有助于政府、科研機(jī)構(gòu)、鍋爐制造單位進(jìn)行研究，促進(jìn)鍋爐產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造水平的提高，其社會影響和經(jīng)濟(jì)效益將更加廣泛。

參考文獻(xiàn)

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