工业锅炉能效测试智能评价诊断管理系统开发*

李四海 黄六一 马宏伟 单祖荣

(浙江省特种设备检验研究院，杭州 310022)



工业锅炉能效测试智能评价诊断管理系统开发*

李四海 黄六一 马宏伟 单祖荣

(浙江省特种设备检验研究院，杭州 310022)

基于国内相关国家标准的要求，开发了一套具有锅炉效率自动计算、不确定度评定、能效评价、状态诊断和数据库统计等多项功能的工业锅炉能效测试智能评价诊断管理系统，既有利于提高能效报告出具效率，也便于后期数据统计分析。

工业锅炉；能效测试；能效评价；软件系统

0 引言

锅炉节能工作中的一个重要环节就是锅炉能效测试，锅炉运行情况及节能技术应用效果的评价等都离不开能效测试，能效测试也是政府实施锅炉节能监管的重要技术支撑。

目前全国已经普遍开展能效测试工作，对测试数据进行计算、统计和分析是锅炉能效测试后期的主要工作，利用能效测试结果对锅炉能效进行分析、评价和优化，对推动锅炉节能工作具有积极意义。基于计算机技术的数据管理系统在计量管理领域已得到应用[1]，本单位开发了一套集效率计算、自动评价、智能诊断、数据库管理和智能统计等多项功能为一体的工业锅炉能效智能评价诊断管理系统，该系统通过对后期数据信息的统计分析，充分挖掘测试工作带来的信息价值。

1 工业锅炉能效智能评价诊断管理系统软件设计

按照工业锅炉能效测试相关国家标准的要求，本系统以模块化的形式实现，主要包括定型测试、详细测试、简单测试、能效评价及诊断、不确定度计算、数据库管理6大功能模块，实现了工业锅炉能效测试相关的4方面功能。

依据工业锅炉能效测试、能效评价等方面的国家标准，实现的主要功能包括：

1)多种燃料(煤、油、气、电、余热)、多种供热介质(饱和蒸汽、过热蒸汽、热水、有机热载体)、多种测试方法(定型测试、运行详细测试、运行简单测试)等情况下工业锅炉能效测试结果的自动计算及报告输出功能；2)依据GB/T 17954-2007《工业锅炉经济运行》等5个典型国家标准的能效评价、诊断及报告输出功能；3)对各类能效测试结果进行不确定度计算，给出锅炉能效的不确定度；4)对历史能效测试结果的查询、统计及分析功能。

此外，在数据库模块中，设计了数据库记录的批量导入及导出功能，实现了数据的共享；能效测试报告以Excel文件形式输出，方便易用，对用户的电脑操作专业知识和熟练程度要求低。

2 工业锅炉能效智能评价诊断管理系统功能实现及操作

系统各模块采用的标准情况如表1所列。通过进行图1中所示流程操作实现各模块功能。软件运行时，从Windows状态下点击软件图标启动程序，输入用户名和密码登陆，登陆成功即进入系统主操作介面。

图1 软件操作流程

各功能模块主要操作步骤介绍如下：

1)定型测试模块和详细测试模块主要操作步骤较为相似，只是在测试过程中有不同的要求，但是在数据处理方面基本相同。点击 “定型测试”功能按钮(或“详细测试”模块)进入功能介面，选择模版，建立项目。软件中根据如下原则进行了模板组合分类：

锅炉类别分为：工业锅炉、余热锅炉；燃料类别分为：(煤、水煤浆、生物质、油)、气、电；介质类别区分为：饱和蒸汽、过热蒸汽、热水、有机热载体。

表1 软件采用的国家标准情况

录入锅炉参数、测试项目、测点布置、所用仪器、燃料特性等能效测试信息后，系统进行自动计算，便可得到锅炉正、反平衡以及平均热效率。

完成以上流程后，点击“生成热工测试报告”按钮，将报告以Excel文件格式输出到用户指定位置。报告模板中已设计好相应的报告封面、报告注意事项、目录等页面。

2)简单测试模块，锅炉能效简单测试所涉及到的数据相对详细测试来说少了很多，因此其操作流程包括新建项目、数据输入及计算、生成报告三个步骤。其中新建项目及生成报告的操作与详细测试类似，不做赘述。

3)能效评价及诊断模块，在系统主界面上点击“能效评价及诊断”功能按钮后，进入评价标准选择界面，可以实现依据表1中所列出5个标准的能效评价，因不同标准评价所需参数不同，相应的数据输入界面会有所变化。

选择好评价标准后，进入“数据录入”界面，见图2，该界面需要填入的信息与相应标准的要求一致，包括锅炉基本信息、锅炉经济运行实测数据等情况，数据录入后，点击“评价”按钮则自动完成相关计算及评价，并进入报告输出界面，热效率、排烟温度、灰渣可燃物含量等各项评价指标的实测值、标准中相应的规定值、评价结果、依据的评价标准等信息直接输出到了报告中。

图2 评价诊断模块界面

诊断功能是在评价的基础上，对不合格的项目，指出锅炉运行存在的问题，并提出改进的意见。在上述评价过程中录入有关数据后点击“诊断”按钮则生成相应的诊断报告。系统自动根据该锅炉类型(燃煤、燃油气)，针对排烟温度、过量空气系数、灰渣可燃物含量指标合格的情况，指出该锅炉存在的问题，并提出建议。

4)不确定度计算模块界面如图3所示。采用B类评定方法[2]。不确定度计算是基于系统完成相应的能效计算的基础上进行的，进入不确定度计算模块后，录入正反平衡测试中各测量项目所使用仪器的不确定度分量等相关数据，即可完成个分量不确定度灵敏系数的计算，并以此计算得到相应热效率的标准不确定度和扩展不确定度。

图3 不确定度计算界面

5)数据库管理模块，以锅炉能效测试报告中的重要数据项作为数据库记录，包括基础信息、设计数据、实测数据三大部分共计16个数据段。可以实现查询、统计、分析等功能，便于使用者通过对大量历史数据的分析，找出某一类锅炉能效状况的规律。具体功能包括：

a.数据库记录的增加、修改、删除；b.条件查询：按照测试类型(定型测试、运行详细测试、简单测试)、燃料种类(煤、生物质、油、气、电、余热)、供热介质(蒸汽、热水、有机热载体)、有无尾部受热面、蒸发量范围等条件进行查询；c.单击某一列数据可以进行排序，自动给出最大、最小及平均值；d.任意指定某列数据为X轴、Y轴，进行绘图。

3 结语

随着我国工业锅炉能效测试工作的不断深入，能效测试数据处理量将持续增大，本文介绍的工业锅炉能效智能评价诊断管理系统是能效测试后期数据处理一个便捷高效的平台，能极大提高数据处理工作的效率；系统集成的能效评价诊断功能模块为锅炉能效分析提供有力支撑；数据库管理功能模块为锅炉能效长期监测、深度挖掘分析工作提供数据基础。该管理系统的研发和应用对促进锅炉节能工作有积极意义。

[1] 刘杰，陈青云.计算机在计量管理方面的应用开发.计量技术，2003(2)

[2] JJF 10591—2012测量不确定度评定与表示

[3] GB/T 17954—2007工业锅炉经济运行

[4] TSG G002—2010锅炉节能技术监督管理规程

[5] JB/T 10094—2002工业锅炉通用技术条件

[6] TSG G002—2010锅炉节能技术监督管理规程

[7] TSG G003—2010工业锅炉能效测试与评价规则

[8] GB/T 10180—2003工业锅炉热工性能试验规程

[9] GB/T 10863—1989烟道式余热锅炉热工试验方法

[10] TSG G003—2010工业锅炉能效测试与评价规则

[11] GB 24500—2009工业锅炉能效限定值及能效等级

[12] GB/T 19065—2003电加热锅炉系统经济运行

浙江省质量监督系统科研计划项目(20090215)

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.05.22