李四海 黃六一 馬宏偉 單祖榮

(浙江省特種設備檢驗研究院，杭州 310022)

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工業(yè)鍋爐能效測試智能評價診斷管理系統(tǒng)開發(fā)*

李四海 黃六一 馬宏偉 單祖榮

(浙江省特種設備檢驗研究院，杭州 310022)

基于國內(nèi)相關國家標準的要求，開發(fā)了一套具有鍋爐效率自動計算、不確定度評定、能效評價、狀態(tài)診斷和數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計等多項功能的工業(yè)鍋爐能效測試智能評價診斷管理系統(tǒng)，既有利于提高能效報告出具效率，也便于后期數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

工業(yè)鍋爐；能效測試；能效評價；軟件系統(tǒng)

0 引言

鍋爐節(jié)能工作中的一個重要環(huán)節(jié)就是鍋爐能效測試，鍋爐運行情況及節(jié)能技術應用效果的評價等都離不開能效測試，能效測試也是政府實施鍋爐節(jié)能監(jiān)管的重要技術支撐。

目前全國已經(jīng)普遍開展能效測試工作，對測試數(shù)據(jù)進行計算、統(tǒng)計和分析是鍋爐能效測試后期的主要工作，利用能效測試結果對鍋爐能效進行分析、評價和優(yōu)化，對推動鍋爐節(jié)能工作具有積極意義?；谟嬎銠C技術的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在計量管理領域已得到應用[1]，本單位開發(fā)了一套集效率計算、自動評價、智能診斷、數(shù)據(jù)庫管理和智能統(tǒng)計等多項功能為一體的工業(yè)鍋爐能效智能評價診斷管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對后期數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計分析，充分挖掘測試工作帶來的信息價值。

1 工業(yè)鍋爐能效智能評價診斷管理系統(tǒng)軟件設計

按照工業(yè)鍋爐能效測試相關國家標準的要求，本系統(tǒng)以模塊化的形式實現(xiàn)，主要包括定型測試、詳細測試、簡單測試、能效評價及診斷、不確定度計算、數(shù)據(jù)庫管理6大功能模塊，實現(xiàn)了工業(yè)鍋爐能效測試相關的4方面功能。

依據(jù)工業(yè)鍋爐能效測試、能效評價等方面的國家標準，實現(xiàn)的主要功能包括：

1)多種燃料(煤、油、氣、電、余熱)、多種供熱介質(zhì)(飽和蒸汽、過熱蒸汽、熱水、有機熱載體)、多種測試方法(定型測試、運行詳細測試、運行簡單測試)等情況下工業(yè)鍋爐能效測試結果的自動計算及報告輸出功能；2)依據(jù)GB/T 17954-2007《工業(yè)鍋爐經(jīng)濟運行》等5個典型國家標準的能效評價、診斷及報告輸出功能；3)對各類能效測試結果進行不確定度計算，給出鍋爐能效的不確定度；4)對歷史能效測試結果的查詢、統(tǒng)計及分析功能。

此外，在數(shù)據(jù)庫模塊中，設計了數(shù)據(jù)庫記錄的批量導入及導出功能，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的共享；能效測試報告以Excel文件形式輸出，方便易用，對用戶的電腦操作專業(yè)知識和熟練程度要求低。

2 工業(yè)鍋爐能效智能評價診斷管理系統(tǒng)功能實現(xiàn)及操作

系統(tǒng)各模塊采用的標準情況如表1所列。通過進行圖1中所示流程操作實現(xiàn)各模塊功能。軟件運行時，從Windows狀態(tài)下點擊軟件圖標啟動程序，輸入用戶名和密碼登陸，登陸成功即進入系統(tǒng)主操作介面。

圖1 軟件操作流程

各功能模塊主要操作步驟介紹如下：

1)定型測試模塊和詳細測試模塊主要操作步驟較為相似，只是在測試過程中有不同的要求，但是在數(shù)據(jù)處理方面基本相同。點擊 “定型測試”功能按鈕(或“詳細測試”模塊)進入功能介面，選擇模版，建立項目。軟件中根據(jù)如下原則進行了模板組合分類：

鍋爐類別分為：工業(yè)鍋爐、余熱鍋爐；燃料類別分為：(煤、水煤漿、生物質(zhì)、油)、氣、電；介質(zhì)類別區(qū)分為：飽和蒸汽、過熱蒸汽、熱水、有機熱載體。

表1 軟件采用的國家標準情況

錄入鍋爐參數(shù)、測試項目、測點布置、所用儀器、燃料特性等能效測試信息后，系統(tǒng)進行自動計算，便可得到鍋爐正、反平衡以及平均熱效率。

完成以上流程后，點擊“生成熱工測試報告”按鈕，將報告以Excel文件格式輸出到用戶指定位置。報告模板中已設計好相應的報告封面、報告注意事項、目錄等頁面。

2)簡單測試模塊，鍋爐能效簡單測試所涉及到的數(shù)據(jù)相對詳細測試來說少了很多，因此其操作流程包括新建項目、數(shù)據(jù)輸入及計算、生成報告三個步驟。其中新建項目及生成報告的操作與詳細測試類似，不做贅述。

3)能效評價及診斷模塊，在系統(tǒng)主界面上點擊“能效評價及診斷”功能按鈕后，進入評價標準選擇界面，可以實現(xiàn)依據(jù)表1中所列出5個標準的能效評價，因不同標準評價所需參數(shù)不同，相應的數(shù)據(jù)輸入界面會有所變化。

選擇好評價標準后，進入“數(shù)據(jù)錄入”界面，見圖2，該界面需要填入的信息與相應標準的要求一致，包括鍋爐基本信息、鍋爐經(jīng)濟運行實測數(shù)據(jù)等情況，數(shù)據(jù)錄入后，點擊“評價”按鈕則自動完成相關計算及評價，并進入報告輸出界面，熱效率、排煙溫度、灰渣可燃物含量等各項評價指標的實測值、標準中相應的規(guī)定值、評價結果、依據(jù)的評價標準等信息直接輸出到了報告中。

圖2 評價診斷模塊界面

診斷功能是在評價的基礎上，對不合格的項目，指出鍋爐運行存在的問題，并提出改進的意見。在上述評價過程中錄入有關數(shù)據(jù)后點擊“診斷”按鈕則生成相應的診斷報告。系統(tǒng)自動根據(jù)該鍋爐類型(燃煤、燃油氣)，針對排煙溫度、過量空氣系數(shù)、灰渣可燃物含量指標合格的情況，指出該鍋爐存在的問題，并提出建議。

4)不確定度計算模塊界面如圖3所示。采用B類評定方法[2]。不確定度計算是基于系統(tǒng)完成相應的能效計算的基礎上進行的，進入不確定度計算模塊后，錄入正反平衡測試中各測量項目所使用儀器的不確定度分量等相關數(shù)據(jù)，即可完成個分量不確定度靈敏系數(shù)的計算，并以此計算得到相應熱效率的標準不確定度和擴展不確定度。

圖3 不確定度計算界面

5)數(shù)據(jù)庫管理模塊，以鍋爐能效測試報告中的重要數(shù)據(jù)項作為數(shù)據(jù)庫記錄，包括基礎信息、設計數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)三大部分共計16個數(shù)據(jù)段。可以實現(xiàn)查詢、統(tǒng)計、分析等功能，便于使用者通過對大量歷史數(shù)據(jù)的分析，找出某一類鍋爐能效狀況的規(guī)律。具體功能包括：

a.數(shù)據(jù)庫記錄的增加、修改、刪除；b.條件查詢：按照測試類型(定型測試、運行詳細測試、簡單測試)、燃料種類(煤、生物質(zhì)、油、氣、電、余熱)、供熱介質(zhì)(蒸汽、熱水、有機熱載體)、有無尾部受熱面、蒸發(fā)量范圍等條件進行查詢；c.單擊某一列數(shù)據(jù)可以進行排序，自動給出最大、最小及平均值；d.任意指定某列數(shù)據(jù)為X軸、Y軸，進行繪圖。

3 結語

隨著我國工業(yè)鍋爐能效測試工作的不斷深入，能效測試數(shù)據(jù)處理量將持續(xù)增大，本文介紹的工業(yè)鍋爐能效智能評價診斷管理系統(tǒng)是能效測試后期數(shù)據(jù)處理一個便捷高效的平臺，能極大提高數(shù)據(jù)處理工作的效率；系統(tǒng)集成的能效評價診斷功能模塊為鍋爐能效分析提供有力支撐；數(shù)據(jù)庫管理功能模塊為鍋爐能效長期監(jiān)測、深度挖掘分析工作提供數(shù)據(jù)基礎。該管理系統(tǒng)的研發(fā)和應用對促進鍋爐節(jié)能工作有積極意義。

[1] 劉杰，陳青云.計算機在計量管理方面的應用開發(fā).計量技術，2003(2)

[2] JJF 10591—2012測量不確定度評定與表示

[3] GB/T 17954—2007工業(yè)鍋爐經(jīng)濟運行

[4] TSG G002—2010鍋爐節(jié)能技術監(jiān)督管理規(guī)程

[5] JB/T 10094—2002工業(yè)鍋爐通用技術條件

[6] TSG G002—2010鍋爐節(jié)能技術監(jiān)督管理規(guī)程

[7] TSG G003—2010工業(yè)鍋爐能效測試與評價規(guī)則

[8] GB/T 10180—2003工業(yè)鍋爐熱工性能試驗規(guī)程

[9] GB/T 10863—1989煙道式余熱鍋爐熱工試驗方法

[10] TSG G003—2010工業(yè)鍋爐能效測試與評價規(guī)則

[11] GB 24500—2009工業(yè)鍋爐能效限定值及能效等級

[12] GB/T 19065—2003電加熱鍋爐系統(tǒng)經(jīng)濟運行

浙江省質(zhì)量監(jiān)督系統(tǒng)科研計劃項目(20090215)

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.05.22