鍋爐集中在線監測系統設計

張帥+++丁信磊

摘 要：建立鍋爐集中在線監測系統，對城市等大區域范圍內鍋爐進行統一監測管理，系統具有實時監測、效率分析、排名公示、數據查詢、異常報警、工作管、節能技術展示等功能，可以有效實現鍋爐現代化管理，提高整體運行水平，同時系統預留接口用于后期根據實際情況進行軟硬件及功能的拓展。

關鍵詞：鍋爐；在線監測；管理

前言

鍋爐是以消耗燃煤為主的熱能供應設備，是煤煙型大氣污染的重要源頭，在國民生產中起到重要作用，特別是在能源消耗占有很高的比例，以山東省為例，據統計山東省擁有登記注冊鍋爐4.7萬臺，實際在用鍋爐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能減排及“十二五”規劃工作的順利進行具有良好的推動作用。目前鍋爐運行及管理具有明顯的缺點：即能耗大、污染嚴重、數量多位置分散、管理水平低，缺乏統一的監管與調控手段。近年來隨著經濟的迅速發展，能源生產與消費、能源建設與環境生態建設的矛盾越來越突出。鍋爐能耗在能源消耗中占有著較大比重，是節能工作的重點，針對鍋爐采用經濟上合理以及環境和社會可接受的措施對其節能環保改造，是推進供熱節能減排的重點工作。本文以節能減排為目的，針對鍋爐分散、管理水平低等問題，設計鍋爐集中在線監測系統，對市級以上區域鍋爐采用集中監測管理，提高鍋爐管理水平。

1 系統組成

鍋爐集中在線監測系統集成區域內所有鍋爐的分散數據，利用信息化平臺集中監測全市鍋爐系統運行參數，主要包括運行狀態、運行能耗、排煙溫度及排煙含氧量等參數；同時采用云計算技術將先進節能策略應用到鍋爐系統。

系統配備鍋爐監測軟件平臺，提供從數據監測、節能環保分析到調度管理等功能。

鍋爐集中在線監測系統的設計架構如圖1。

圖1

2 數據采集

本系統根據企業自身鍋爐控制系統自動化程度設計兩套方案。

一種是配備有DCS系統等控制系統的鍋爐，利用原系統監控軟件提供的OPC Server接口，同時安裝OPC Client讀取系統數據，通過Internet上傳到監管中心數據庫服務器。

另一種是無自動控制系統的鍋爐，利用煙氣在線監測系統或氧化鋯分析儀等監測儀表提供的標準接口，如4～20mA信號、RS 485通訊接口等，采用能耗數據采集器統一采集、存儲，利用Internet上傳到監管中心數據庫服務器。

3 監管中心

系統監管中心主要包含軟件平臺服務器、數據庫服務器、打印機等構成，同時可擴展配置，如大屏幕和移動終端等，以滿足更豐富的遠程監控功能需求。監管中心配置鍋爐監測軟件平臺，旨在建設一個集監測、節能、管理為一體的鍋爐信息管理平臺。通過平臺系統的實施和應用，將實現以下優化功能。

3.1 將有助于集中分散在各處的鍋爐運行數據，建立大區域鍋爐數據庫，實現統一遠程監管。

3.2 將有助于進一步規范轄區內的鍋爐運行管理，重點監管其煙氣排放指標，使其在運行效率、節能環保運行方面得到轉變和提高。

監測軟件通過先進的平臺整合技術，接收各區域鍋爐在線監測數據，然后通過平臺進行展示、分析、管理，實現從原先粗放型的管理模式到在線高效能源管理的轉變。

平臺整體設計為構架在商業級J2EE平臺上的多層分布式應用，依靠多級數據模型作為核心運行，多級數據模型中包含了靜態模型信息和規定系統計算和行為的動態信息、算法與數據對象。

4 功能設計

鍋爐集中在線監測系統平臺主要設計有以下功能模塊：實時監測、效率分析、排名公示、數據查詢、異常報警、工作管理、節能技術展示，滿足鍋爐集中監測與管理的功能需求，并預留接口用于擴展功能模塊。

4.1 實時監測：配備成熟的GIS引擎，附加全市鍋爐分布數據圖層，通過多級數據模型中的配置信息和模型信息，將實時信息組件中獲取的實時信息生動直觀地呈現在Web頁面上。選取某個鍋爐房時地圖上可定位至相應位置，點擊該鍋爐房圖標，即彈窗顯示其主要參數。對鍋爐監測采用表格形式的數據監測和動態流程圖監測兩種形式。

4.2 效率分析：該功能對鍋爐能耗和效率進行分析，即統計鍋爐供出熱量的各種途徑消耗量以及水、電、燃煤等各類能耗數據，并分析其比例，以圖表展示。結合鍋爐能耗數據與鍋爐出熱量，在線分析鍋爐運行效率。

4.3 排名公示：根據鍋爐運行效率、能耗指標、排煙指標等關鍵參數，對系統監測的所有鍋爐房進行排名；同時對同一鍋爐房可進行環比比較。通過該功能可以掌握所轄鍋爐房的總體運行狀態，便于發現存在較大問題的區域。

4.4 數據查詢：數據查詢功能包含了歷史查詢、報表查詢、日志管理等功能。

歷史查詢可根據需求選擇時間段查詢運行參數、排煙指標的歷史數據，查看參數變化趨勢；報表查詢根據需求制作報表，報表分為日報表、月報表和月報表匯總?？蓪⒆詣由傻膱蟊韺С錾蒭xcel文件，完成報表的打印工作；管理員可根據日志管理得知誰登錄了平臺，是否對平臺進行了編輯等操作。

4.5 異常報警：異常報警包括排煙指標超限報警和鍋爐運行報警兩大類。報警信息可通過郵件、手機短信的方式推送至指定負責人，以第一時間發現異常情況。在頁面上點擊處理，可查看報警詳細信息，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、業務類型等查詢工作記錄。記錄包含鍋爐設備基礎信息與維修維護信息，同時通過人工錄入，記錄每批入庫和出庫燃煤數量及熱值，也可記錄燃煤使用化驗數據（如爐渣含碳量等），為燃煤使用調度計劃及鍋爐運行效率分析提供數據支撐。

4.7 節能技術展示：可根據需求，設置該動態展示模塊，用于展示鍋爐行業的最新技術動態、行業標桿信息、先進科技成果等信息。也可根據鍋爐監測信息為企業量身定制適合企業的鍋爐節能技術。

5 結束語

鍋爐集中在線監測系統可以系統有效的整合整個系統覆蓋區域內的鍋爐的數據采集、分析和管理，為政府及企業個人的鍋爐節能管理提供強有力的數據支撐，給今后更好地對鍋爐系統進行節能改造提供依據。

鍋爐集中在線監測平臺基于互聯網技術，可以實時有效的對全市鍋爐進行監管，并為國家今后節能減排工作提供技術支持，系統運行后其節能減排的效果將非常明顯，能夠為社會主義現代化建設和“十二五”規劃的實現發揮巨大作用。

參考文獻

[1]韓璞.火電廠計算機監測與監控[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[2]于重重，譚勵.監測系統中智能信息處理技術[M].北京：機械工業出版社，2013.

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

[4]戚正偉.嵌入式GIS開發及應用[M].北京：清華大學出版社，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測系統，對城市等大區域范圍內鍋爐進行統一監測管理，系統具有實時監測、效率分析、排名公示、數據查詢、異常報警、工作管、節能技術展示等功能，可以有效實現鍋爐現代化管理，提高整體運行水平，同時系統預留接口用于后期根據實際情況進行軟硬件及功能的拓展。

關鍵詞：鍋爐；在線監測；管理

前言

鍋爐是以消耗燃煤為主的熱能供應設備，是煤煙型大氣污染的重要源頭，在國民生產中起到重要作用，特別是在能源消耗占有很高的比例，以山東省為例，據統計山東省擁有登記注冊鍋爐4.7萬臺，實際在用鍋爐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能減排及“十二五”規劃工作的順利進行具有良好的推動作用。目前鍋爐運行及管理具有明顯的缺點：即能耗大、污染嚴重、數量多位置分散、管理水平低，缺乏統一的監管與調控手段。近年來隨著經濟的迅速發展，能源生產與消費、能源建設與環境生態建設的矛盾越來越突出。鍋爐能耗在能源消耗中占有著較大比重，是節能工作的重點，針對鍋爐采用經濟上合理以及環境和社會可接受的措施對其節能環保改造，是推進供熱節能減排的重點工作。本文以節能減排為目的，針對鍋爐分散、管理水平低等問題，設計鍋爐集中在線監測系統，對市級以上區域鍋爐采用集中監測管理，提高鍋爐管理水平。

1 系統組成

鍋爐集中在線監測系統集成區域內所有鍋爐的分散數據，利用信息化平臺集中監測全市鍋爐系統運行參數，主要包括運行狀態、運行能耗、排煙溫度及排煙含氧量等參數；同時采用云計算技術將先進節能策略應用到鍋爐系統。

系統配備鍋爐監測軟件平臺，提供從數據監測、節能環保分析到調度管理等功能。

鍋爐集中在線監測系統的設計架構如圖1。

圖1

2 數據采集

本系統根據企業自身鍋爐控制系統自動化程度設計兩套方案。

一種是配備有DCS系統等控制系統的鍋爐，利用原系統監控軟件提供的OPC Server接口，同時安裝OPC Client讀取系統數據，通過Internet上傳到監管中心數據庫服務器。

另一種是無自動控制系統的鍋爐，利用煙氣在線監測系統或氧化鋯分析儀等監測儀表提供的標準接口，如4～20mA信號、RS 485通訊接口等，采用能耗數據采集器統一采集、存儲，利用Internet上傳到監管中心數據庫服務器。

3 監管中心

系統監管中心主要包含軟件平臺服務器、數據庫服務器、打印機等構成，同時可擴展配置，如大屏幕和移動終端等，以滿足更豐富的遠程監控功能需求。監管中心配置鍋爐監測軟件平臺，旨在建設一個集監測、節能、管理為一體的鍋爐信息管理平臺。通過平臺系統的實施和應用，將實現以下優化功能。

3.1 將有助于集中分散在各處的鍋爐運行數據，建立大區域鍋爐數據庫，實現統一遠程監管。

3.2 將有助于進一步規范轄區內的鍋爐運行管理，重點監管其煙氣排放指標，使其在運行效率、節能環保運行方面得到轉變和提高。

監測軟件通過先進的平臺整合技術，接收各區域鍋爐在線監測數據，然后通過平臺進行展示、分析、管理，實現從原先粗放型的管理模式到在線高效能源管理的轉變。

平臺整體設計為構架在商業級J2EE平臺上的多層分布式應用，依靠多級數據模型作為核心運行，多級數據模型中包含了靜態模型信息和規定系統計算和行為的動態信息、算法與數據對象。

4 功能設計

鍋爐集中在線監測系統平臺主要設計有以下功能模塊：實時監測、效率分析、排名公示、數據查詢、異常報警、工作管理、節能技術展示，滿足鍋爐集中監測與管理的功能需求，并預留接口用于擴展功能模塊。

4.1 實時監測：配備成熟的GIS引擎，附加全市鍋爐分布數據圖層，通過多級數據模型中的配置信息和模型信息，將實時信息組件中獲取的實時信息生動直觀地呈現在Web頁面上。選取某個鍋爐房時地圖上可定位至相應位置，點擊該鍋爐房圖標，即彈窗顯示其主要參數。對鍋爐監測采用表格形式的數據監測和動態流程圖監測兩種形式。

4.2 效率分析：該功能對鍋爐能耗和效率進行分析，即統計鍋爐供出熱量的各種途徑消耗量以及水、電、燃煤等各類能耗數據，并分析其比例，以圖表展示。結合鍋爐能耗數據與鍋爐出熱量，在線分析鍋爐運行效率。

4.3 排名公示：根據鍋爐運行效率、能耗指標、排煙指標等關鍵參數，對系統監測的所有鍋爐房進行排名；同時對同一鍋爐房可進行環比比較。通過該功能可以掌握所轄鍋爐房的總體運行狀態，便于發現存在較大問題的區域。

4.4 數據查詢：數據查詢功能包含了歷史查詢、報表查詢、日志管理等功能。

歷史查詢可根據需求選擇時間段查詢運行參數、排煙指標的歷史數據，查看參數變化趨勢；報表查詢根據需求制作報表，報表分為日報表、月報表和月報表匯總?？蓪⒆詣由傻膱蟊韺С錾蒭xcel文件，完成報表的打印工作；管理員可根據日志管理得知誰登錄了平臺，是否對平臺進行了編輯等操作。

4.5 異常報警：異常報警包括排煙指標超限報警和鍋爐運行報警兩大類。報警信息可通過郵件、手機短信的方式推送至指定負責人，以第一時間發現異常情況。在頁面上點擊處理，可查看報警詳細信息，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、業務類型等查詢工作記錄。記錄包含鍋爐設備基礎信息與維修維護信息，同時通過人工錄入，記錄每批入庫和出庫燃煤數量及熱值，也可記錄燃煤使用化驗數據（如爐渣含碳量等），為燃煤使用調度計劃及鍋爐運行效率分析提供數據支撐。

4.7 節能技術展示：可根據需求，設置該動態展示模塊，用于展示鍋爐行業的最新技術動態、行業標桿信息、先進科技成果等信息。也可根據鍋爐監測信息為企業量身定制適合企業的鍋爐節能技術。

5 結束語

鍋爐集中在線監測系統可以系統有效的整合整個系統覆蓋區域內的鍋爐的數據采集、分析和管理，為政府及企業個人的鍋爐節能管理提供強有力的數據支撐，給今后更好地對鍋爐系統進行節能改造提供依據。

鍋爐集中在線監測平臺基于互聯網技術，可以實時有效的對全市鍋爐進行監管，并為國家今后節能減排工作提供技術支持，系統運行后其節能減排的效果將非常明顯，能夠為社會主義現代化建設和“十二五”規劃的實現發揮巨大作用。

參考文獻

[1]韓璞.火電廠計算機監測與監控[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[2]于重重，譚勵.監測系統中智能信息處理技術[M].北京：機械工業出版社，2013.

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

[4]戚正偉.嵌入式GIS開發及應用[M].北京：清華大學出版社，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測系統，對城市等大區域范圍內鍋爐進行統一監測管理，系統具有實時監測、效率分析、排名公示、數據查詢、異常報警、工作管、節能技術展示等功能，可以有效實現鍋爐現代化管理，提高整體運行水平，同時系統預留接口用于后期根據實際情況進行軟硬件及功能的拓展。

關鍵詞：鍋爐；在線監測；管理

前言

鍋爐是以消耗燃煤為主的熱能供應設備，是煤煙型大氣污染的重要源頭，在國民生產中起到重要作用，特別是在能源消耗占有很高的比例，以山東省為例，據統計山東省擁有登記注冊鍋爐4.7萬臺，實際在用鍋爐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能減排及“十二五”規劃工作的順利進行具有良好的推動作用。目前鍋爐運行及管理具有明顯的缺點：即能耗大、污染嚴重、數量多位置分散、管理水平低，缺乏統一的監管與調控手段。近年來隨著經濟的迅速發展，能源生產與消費、能源建設與環境生態建設的矛盾越來越突出。鍋爐能耗在能源消耗中占有著較大比重，是節能工作的重點，針對鍋爐采用經濟上合理以及環境和社會可接受的措施對其節能環保改造，是推進供熱節能減排的重點工作。本文以節能減排為目的，針對鍋爐分散、管理水平低等問題，設計鍋爐集中在線監測系統，對市級以上區域鍋爐采用集中監測管理，提高鍋爐管理水平。

1 系統組成

鍋爐集中在線監測系統集成區域內所有鍋爐的分散數據，利用信息化平臺集中監測全市鍋爐系統運行參數，主要包括運行狀態、運行能耗、排煙溫度及排煙含氧量等參數；同時采用云計算技術將先進節能策略應用到鍋爐系統。

系統配備鍋爐監測軟件平臺，提供從數據監測、節能環保分析到調度管理等功能。

鍋爐集中在線監測系統的設計架構如圖1。

圖1

2 數據采集

本系統根據企業自身鍋爐控制系統自動化程度設計兩套方案。

一種是配備有DCS系統等控制系統的鍋爐，利用原系統監控軟件提供的OPC Server接口，同時安裝OPC Client讀取系統數據，通過Internet上傳到監管中心數據庫服務器。

另一種是無自動控制系統的鍋爐，利用煙氣在線監測系統或氧化鋯分析儀等監測儀表提供的標準接口，如4～20mA信號、RS 485通訊接口等，采用能耗數據采集器統一采集、存儲，利用Internet上傳到監管中心數據庫服務器。

3 監管中心

系統監管中心主要包含軟件平臺服務器、數據庫服務器、打印機等構成，同時可擴展配置，如大屏幕和移動終端等，以滿足更豐富的遠程監控功能需求。監管中心配置鍋爐監測軟件平臺，旨在建設一個集監測、節能、管理為一體的鍋爐信息管理平臺。通過平臺系統的實施和應用，將實現以下優化功能。

3.1 將有助于集中分散在各處的鍋爐運行數據，建立大區域鍋爐數據庫，實現統一遠程監管。

3.2 將有助于進一步規范轄區內的鍋爐運行管理，重點監管其煙氣排放指標，使其在運行效率、節能環保運行方面得到轉變和提高。

監測軟件通過先進的平臺整合技術，接收各區域鍋爐在線監測數據，然后通過平臺進行展示、分析、管理，實現從原先粗放型的管理模式到在線高效能源管理的轉變。

平臺整體設計為構架在商業級J2EE平臺上的多層分布式應用，依靠多級數據模型作為核心運行，多級數據模型中包含了靜態模型信息和規定系統計算和行為的動態信息、算法與數據對象。

4 功能設計

鍋爐集中在線監測系統平臺主要設計有以下功能模塊：實時監測、效率分析、排名公示、數據查詢、異常報警、工作管理、節能技術展示，滿足鍋爐集中監測與管理的功能需求，并預留接口用于擴展功能模塊。

4.1 實時監測：配備成熟的GIS引擎，附加全市鍋爐分布數據圖層，通過多級數據模型中的配置信息和模型信息，將實時信息組件中獲取的實時信息生動直觀地呈現在Web頁面上。選取某個鍋爐房時地圖上可定位至相應位置，點擊該鍋爐房圖標，即彈窗顯示其主要參數。對鍋爐監測采用表格形式的數據監測和動態流程圖監測兩種形式。

4.2 效率分析：該功能對鍋爐能耗和效率進行分析，即統計鍋爐供出熱量的各種途徑消耗量以及水、電、燃煤等各類能耗數據，并分析其比例，以圖表展示。結合鍋爐能耗數據與鍋爐出熱量，在線分析鍋爐運行效率。

4.3 排名公示：根據鍋爐運行效率、能耗指標、排煙指標等關鍵參數，對系統監測的所有鍋爐房進行排名；同時對同一鍋爐房可進行環比比較。通過該功能可以掌握所轄鍋爐房的總體運行狀態，便于發現存在較大問題的區域。

4.4 數據查詢：數據查詢功能包含了歷史查詢、報表查詢、日志管理等功能。

歷史查詢可根據需求選擇時間段查詢運行參數、排煙指標的歷史數據，查看參數變化趨勢；報表查詢根據需求制作報表，報表分為日報表、月報表和月報表匯總?？蓪⒆詣由傻膱蟊韺С錾蒭xcel文件，完成報表的打印工作；管理員可根據日志管理得知誰登錄了平臺，是否對平臺進行了編輯等操作。

4.5 異常報警：異常報警包括排煙指標超限報警和鍋爐運行報警兩大類。報警信息可通過郵件、手機短信的方式推送至指定負責人，以第一時間發現異常情況。在頁面上點擊處理，可查看報警詳細信息，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、業務類型等查詢工作記錄。記錄包含鍋爐設備基礎信息與維修維護信息，同時通過人工錄入，記錄每批入庫和出庫燃煤數量及熱值，也可記錄燃煤使用化驗數據（如爐渣含碳量等），為燃煤使用調度計劃及鍋爐運行效率分析提供數據支撐。

4.7 節能技術展示：可根據需求，設置該動態展示模塊，用于展示鍋爐行業的最新技術動態、行業標桿信息、先進科技成果等信息。也可根據鍋爐監測信息為企業量身定制適合企業的鍋爐節能技術。

5 結束語

鍋爐集中在線監測系統可以系統有效的整合整個系統覆蓋區域內的鍋爐的數據采集、分析和管理，為政府及企業個人的鍋爐節能管理提供強有力的數據支撐，給今后更好地對鍋爐系統進行節能改造提供依據。

鍋爐集中在線監測平臺基于互聯網技術，可以實時有效的對全市鍋爐進行監管，并為國家今后節能減排工作提供技術支持，系統運行后其節能減排的效果將非常明顯，能夠為社會主義現代化建設和“十二五”規劃的實現發揮巨大作用。

參考文獻

[1]韓璞.火電廠計算機監測與監控[M].北京：中國水利水電出版社，2005.

[2]于重重，譚勵.監測系統中智能信息處理技術[M].北京：機械工業出版社，2013.

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

[4]戚正偉.嵌入式GIS開發及應用[M].北京：清華大學出版社，2009.

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