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摘 要：基于我国锅炉运行效率普遍偏低与能源供应日益紧缺的矛盾，本课题提出一种工业燃煤锅炉能效远程在线监测系统方案，用于对工业锅炉进行能效监测与分析，实现基于计算机控制技术的工业燃煤锅炉现场数据采集系统，通过信息化监管体系，提高锅炉运行现场的实时监测，加快并推动安全与节能的科技进步。
关键词：锅炉；检测系统；数据采集
中图分类号：TP274 文献标识码：A
1 引言（Introduction）
据统计，全国在用工业锅炉有六十多万台、一百七十多万蒸吨，几乎为电站锅炉装机容量的两倍。其中，有四十多万台为燃煤锅炉，占工业锅炉数量比重约在70%左右，年耗煤炭约为4亿吨标准煤，占我国煤炭总产量的30%左右[1]。每年我国工业锅炉消耗的能源约占总耗能的35%左右，而实际运行效率只有75%不到，比发达国家先进水平平均要低15%—20%[2]。由于工业锅炉运行效率不高，能源浪费比较严重，其排放的废气在很大程度上加重了我国的环境污染和温室效应。我国目前生产和使用的工业锅炉特点是容量小、结构简单，制造厂商多，产品质量参差不齐，缺少锅炉完备的在线监测仪表；而不按安全节能技术规范制造及安装使用的现状也比较普遍，加上工业现场工作条件差，缺乏科学的远程监管手段，锅炉工待遇普遍不高、文化程度低，因而我国工业锅炉运行普遍能效低下，锅炉事故时有发生[3]。而工业燃煤锅炉现场数据采集系统则可以较好的针对上述问题进行解决，从而促进安全生产。
2 现场数据采集系统功能的需求分析与主要功能
（Demand analysis and main functions of remote
online monitoring system）
2.1 采集系统需求分析
在日常的燃煤锅炉生产中，燃料流量、燃料压力、燃料温度、蒸汽流量、蒸汽压力、蒸汽温度、空气温度、给水温度、给水压力、锅炉水位、燃烧温度、烟气含氧量、含SOx量、含NOx量、含H2S量、含HC量、含CO等都是我们非常关心的参数，因而系统设计必须要以能够获取上述参数为目的。
2.2 采集系统主要功能
根据前面的分析，工业燃煤锅炉现场数据采集系统的主要功能就是实时采集由锅炉现场各传感器（变送器）传送的锅炉工况参数，因而主要有以下设计要求。
（1）工况参数的实时显示功能，如蒸汽压力、蒸汽流量、烟气含氧量等。
（2）工况参数的本地存储及历史数据图像显示功能。
（3）工况参数报警超限值设置功能及报警历史数据查询功能。
（4）实现声、光报警功能，当数据恢复正常后能自动取消报警功能。
（5）现场数据与远程信息管理平台高效、安全的实时通信功能。
（6）美观的采集系统界面设计，触摸屏显示界面。
3 工业燃煤锅炉现场数据采集系统设计（Design of
remote online monitoring system of industrial
gas boiler energy efficiency）
3.1 系统核心部件概述
（1）工业监控计算机：实现恶劣环境下正常显示的功效。
（2）信号采集模块：采集所需参量。
（3）数据通信模块：将采集得到的数据发送至监控计算机。
（4）PRS数据无线传输模块：将采集的数据发送至相关机构以便于进一步分析。
上述四个部件即为工业锅炉生产现场完整采集数据的全部所需，经过对每一个部分合理选型并且安装使用，即可对其进行采集系统的软件设计。
3.2 采集系统软件设计
燃煤锅炉能效远程在线监测系统应用软件锅炉现场监控程序主要是显示从锅炉现场传感器接收上来的锅炉运行数据，并可以绘制各参数一定时间内运行状况的曲线图，直观显示；同时参数数值一旦超出阈值，立即蜂鸣报警。现场司炉工在办公室即可看到现场锅炉的运行情况。系统主要由实时监测主界面、报警值设置、历史数据查询三个部分构成。软件整体架构如图1所示。
报警值设置：对锅炉现场报警相关信息的管理，包括报警值的设定、更新，报警记录的查询、显示，报警持续时间等相关操作。司炉工可在各注册锅炉对应的报警值设定中心设定锅炉运行各参数上下限值，系统运行时将根据设定值对现场数据进行判断，当超出报警设定值时，将出现报警提示框及报警记录存储，并且响起警报提示技术人员对锅炉进行检查。通过“查看报警记录”可以查看数据异常的历史记录以及是否解除报警。同时对应锅炉的司炉工可以通过“查看报警值”修改其负责的锅炉的报警值阈值参数。为了确保数据安全，并且的确是被操作人员使用，在报警值修改完成后系统会自动发送一条报警信息至安全中心处提醒工作人员数据已被修改，如若非工作人员操作该系统，安全维护员可以于第一时间赶到生产现场进行相应处理。
历史数据查询：对锅炉运行数据的查询、分析与管理，包括实时数据的显示、历史数据的查询、数据曲线的显示等功能。该数据来源于主机对现场数据采集制后的存储与分析。该部分有两个功能，一是历史数据查询，使技术人员可以直观判断出相关参量是否正常以及其对应的设备近期的状态情况；第二个为报警数据的查询，技术人员可以手动查询由该系统记录的所有参量的历史报警情况。
4 结论（Conclusion）
总体来看，燃煤锅炉能效远程在线监测系统实现了对现场仪表的数据采集；对现场数据的分析与处理；人机交互界面对监测参量的实时显示；对超限的参量进行声光报警；及时向远程信息管理平台传输实时数据。该系统是工业锅炉现场数据采集系统最重要的组成部分。对于工业锅炉的安全生产有着良好的辅助作用。本系统基于通过建立信息化的监管体系，加快推动安全与节能的科技进步。
本文主要探讨了工业燃煤锅炉现场数据采集系统的研究设计，对此研发背景、实际需求以及主要功能进行了详细的分析，延展开来今后还可以设计开发工业锅炉运行节能与安全状况的在线实时监管平台，配置必要的锅炉安全经济运行参数的仪表及数据采集系统，评估锅炉安全和能效状况，指导用户调整锅炉运行参数，使锅炉运行趋于最佳工况，避免超压事故、缺水事故及爆管事故等危险发生，意义重大，具有明显的社会效益和经济效益。
参考文献（References）
[1] 翟素荣.我国工业锅炉的现状及节能途径分析[J].中国科技信
息，2012（14）：95-96.
[2] 林志宏，刘新宇.锅炉节能减排简明教程[M].北京：中国电力出
版社，2011.
[3] 刘林.锅炉的能效评价与影响因素分析[D].山东大学，2012.
作者简介：
魏 巍（1989-），男，硕士生.研究领域：检测技术与控制
工程.
叶庆仕（1992-），男，硕士生.研究领域：检测技术与控制
工程.
赵蓉蓉（1992-），女，硕士生.研究领域：检测技术与控制
工程.
关键词：锅炉；检测系统；数据采集
中图分类号：TP274 文献标识码：A
1 引言（Introduction）
据统计，全国在用工业锅炉有六十多万台、一百七十多万蒸吨，几乎为电站锅炉装机容量的两倍。其中，有四十多万台为燃煤锅炉，占工业锅炉数量比重约在70%左右，年耗煤炭约为4亿吨标准煤，占我国煤炭总产量的30%左右[1]。每年我国工业锅炉消耗的能源约占总耗能的35%左右，而实际运行效率只有75%不到，比发达国家先进水平平均要低15%—20%[2]。由于工业锅炉运行效率不高，能源浪费比较严重，其排放的废气在很大程度上加重了我国的环境污染和温室效应。我国目前生产和使用的工业锅炉特点是容量小、结构简单，制造厂商多，产品质量参差不齐，缺少锅炉完备的在线监测仪表；而不按安全节能技术规范制造及安装使用的现状也比较普遍，加上工业现场工作条件差，缺乏科学的远程监管手段，锅炉工待遇普遍不高、文化程度低，因而我国工业锅炉运行普遍能效低下，锅炉事故时有发生[3]。而工业燃煤锅炉现场数据采集系统则可以较好的针对上述问题进行解决，从而促进安全生产。
2 现场数据采集系统功能的需求分析与主要功能
（Demand analysis and main functions of remote
online monitoring system）
2.1 采集系统需求分析
在日常的燃煤锅炉生产中，燃料流量、燃料压力、燃料温度、蒸汽流量、蒸汽压力、蒸汽温度、空气温度、给水温度、给水压力、锅炉水位、燃烧温度、烟气含氧量、含SOx量、含NOx量、含H2S量、含HC量、含CO等都是我们非常关心的参数，因而系统设计必须要以能够获取上述参数为目的。
2.2 采集系统主要功能
根据前面的分析，工业燃煤锅炉现场数据采集系统的主要功能就是实时采集由锅炉现场各传感器（变送器）传送的锅炉工况参数，因而主要有以下设计要求。
（1）工况参数的实时显示功能，如蒸汽压力、蒸汽流量、烟气含氧量等。
（2）工况参数的本地存储及历史数据图像显示功能。
（3）工况参数报警超限值设置功能及报警历史数据查询功能。
（4）实现声、光报警功能，当数据恢复正常后能自动取消报警功能。
（5）现场数据与远程信息管理平台高效、安全的实时通信功能。
（6）美观的采集系统界面设计，触摸屏显示界面。
3 工业燃煤锅炉现场数据采集系统设计（Design of
remote online monitoring system of industrial
gas boiler energy efficiency）
3.1 系统核心部件概述
（1）工业监控计算机：实现恶劣环境下正常显示的功效。
（2）信号采集模块：采集所需参量。
（3）数据通信模块：将采集得到的数据发送至监控计算机。
（4）PRS数据无线传输模块：将采集的数据发送至相关机构以便于进一步分析。
上述四个部件即为工业锅炉生产现场完整采集数据的全部所需，经过对每一个部分合理选型并且安装使用，即可对其进行采集系统的软件设计。
3.2 采集系统软件设计
燃煤锅炉能效远程在线监测系统应用软件锅炉现场监控程序主要是显示从锅炉现场传感器接收上来的锅炉运行数据，并可以绘制各参数一定时间内运行状况的曲线图，直观显示；同时参数数值一旦超出阈值，立即蜂鸣报警。现场司炉工在办公室即可看到现场锅炉的运行情况。系统主要由实时监测主界面、报警值设置、历史数据查询三个部分构成。软件整体架构如图1所示。
报警值设置：对锅炉现场报警相关信息的管理，包括报警值的设定、更新，报警记录的查询、显示，报警持续时间等相关操作。司炉工可在各注册锅炉对应的报警值设定中心设定锅炉运行各参数上下限值，系统运行时将根据设定值对现场数据进行判断，当超出报警设定值时，将出现报警提示框及报警记录存储，并且响起警报提示技术人员对锅炉进行检查。通过“查看报警记录”可以查看数据异常的历史记录以及是否解除报警。同时对应锅炉的司炉工可以通过“查看报警值”修改其负责的锅炉的报警值阈值参数。为了确保数据安全，并且的确是被操作人员使用，在报警值修改完成后系统会自动发送一条报警信息至安全中心处提醒工作人员数据已被修改，如若非工作人员操作该系统，安全维护员可以于第一时间赶到生产现场进行相应处理。
历史数据查询：对锅炉运行数据的查询、分析与管理，包括实时数据的显示、历史数据的查询、数据曲线的显示等功能。该数据来源于主机对现场数据采集制后的存储与分析。该部分有两个功能，一是历史数据查询，使技术人员可以直观判断出相关参量是否正常以及其对应的设备近期的状态情况；第二个为报警数据的查询，技术人员可以手动查询由该系统记录的所有参量的历史报警情况。
4 结论（Conclusion）
总体来看，燃煤锅炉能效远程在线监测系统实现了对现场仪表的数据采集；对现场数据的分析与处理；人机交互界面对监测参量的实时显示；对超限的参量进行声光报警；及时向远程信息管理平台传输实时数据。该系统是工业锅炉现场数据采集系统最重要的组成部分。对于工业锅炉的安全生产有着良好的辅助作用。本系统基于通过建立信息化的监管体系，加快推动安全与节能的科技进步。
本文主要探讨了工业燃煤锅炉现场数据采集系统的研究设计，对此研发背景、实际需求以及主要功能进行了详细的分析，延展开来今后还可以设计开发工业锅炉运行节能与安全状况的在线实时监管平台，配置必要的锅炉安全经济运行参数的仪表及数据采集系统，评估锅炉安全和能效状况，指导用户调整锅炉运行参数，使锅炉运行趋于最佳工况，避免超压事故、缺水事故及爆管事故等危险发生，意义重大，具有明显的社会效益和经济效益。
参考文献（References）
[1] 翟素荣.我国工业锅炉的现状及节能途径分析[J].中国科技信
息，2012（14）：95-96.
[2] 林志宏，刘新宇.锅炉节能减排简明教程[M].北京：中国电力出
版社，2011.
[3] 刘林.锅炉的能效评价与影响因素分析[D].山东大学，2012.
作者简介：
魏 巍（1989-），男，硕士生.研究领域：检测技术与控制
工程.
叶庆仕（1992-），男，硕士生.研究领域：检测技术与控制
工程.
赵蓉蓉（1992-），女，硕士生.研究领域：检测技术与控制
工程.