基于物联网的燃气锅炉负荷率及热效率分析方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于物联网的燃气锅炉负荷率及热效率分析方法，包括，步骤S1，数据采集模块采集燃气锅炉工作数据，并将工作数据发送至数据存储模块；步骤S2，负荷率计算分析模块根据数据存储模块中记录的燃气锅炉工作数据生成燃气锅炉负荷率曲线，并获取燃气锅炉平均负荷率，中控模块根据获取的燃气锅炉平均负荷率与负荷率标准值相比较，判定燃气锅炉运行状况；步骤S3，当中控模块判定燃气锅炉正常负荷运行时，热效率计算模块根据燃气锅炉平均负荷率获取理论热效率参考值和正、反平衡热效率平均值(即锅炉实际热效率)；步骤S4，中控模块通过热效率计算模块获取的燃气锅炉实际热效率与理论热效率参考值相比较，对燃气锅炉热损失原因进行分析。原因进行分析。原因进行分析。

【技术实现步骤摘要】
基于物联网的燃气锅炉负荷率及热效率分析方法及系统


[0001]本专利技术涉及燃气锅炉领域，尤其涉及基于物联网的燃气锅炉负荷率及热效率分析方法及系统。

技术介绍

[0002]在推进节能减排工作中，我国许多大中城市都规定城市中心区工业锅炉限制燃煤，更多中小型企业选取燃气工业锅炉，同时燃气工业锅炉具有明显的节能减排优势，节能效果显著。
[0003]对于多数中小型企业，燃气工业锅炉为企业生产提供服务，企业对于锅炉的运行效率及工况不够重视，缺乏一定专业性。随着锅炉使用年限的增长，再加上运行中锅炉负荷变化、水质变化、燃料变化、炉膛结垢、锅炉漏风、锅炉频繁启停、人员管理与操作不合规等因素对锅炉的运行能效有较大的影响。
[0004]在这种情况下，中小型企业难以了解锅炉的运行能效，对于节能减排的工作难以开展，若按照《工业锅炉热工性能试验规程》邀请专业机构进行检测，时效性长，检测状态为额定参数下锅炉运行状况，不能够全面反映锅炉实际运行中存在的问题，且检测成本较高。
[0005]因此，结合目前主流的物联网监控技术，构建一个适用与燃气工业锅炉负荷率及热效率的计算方法，通过读取与采集锅炉实时数据，对锅炉的负荷率及热效率进行计算，并分析锅炉的热损失点及能效情况，为企业提供更专业的服务和节能减排方向，具有重要实用意义。
[0006]目前工业物联网技术正在飞速发展中，面向工业燃气锅炉的物联网技术，主要功能体现在锅炉数据采集、故障提醒、生成报表等基础功能，不能对锅炉的负荷率、热效率等专业指标进行计算分析，难以给出专业性的指导建议。
[0007]本专利在已有技术上，通过物联网系统并加装烟气测试仪器来读取采集锅炉实时数据，计算出锅炉实际运行中的负荷率及热效率。针对锅炉实时负荷绘制热负荷图，分析锅炉实际运行的经济性，给出具体优化建议。针对锅炉实时热效率绘制热效率曲线，分析锅炉的热损失点，给出具体优化建议。

技术实现思路

[0008]为此，本专利技术提供基于物联网的燃气锅炉负荷率及热效率分析方法，可以无法根据燃气锅炉负荷率实时变化判定实际热效率是否符合预设标准的技术问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供基于物联网的燃气锅炉负荷率及热效率分析方法，包括：
[0010]步骤S1，数据采集模块采集燃气锅炉工作数据，并将工作数据发送至数据存储模块，所述数据采集模块包括用于采集燃气锅炉基本数据的基本数据采集单元以及用于采集燃气锅炉实时工作时数据的实际数据采集单元；
[0011]步骤S2，负荷率计算分析模块根据所述数据存储模块中记录的燃气锅炉工作数据
生成燃气锅炉负荷率曲线，并获取燃气锅炉平均负荷率，中控模块根据获取的燃气锅炉平均负荷率与负荷率标准值相比较，判定燃气锅炉运行状况；
[0012]步骤S3，当所述中控模块判定燃气锅炉正常负荷运行时，热效率计算模块根据燃气锅炉平均负荷率获取理论热效率参考值、热效率计算模块根据正、反平衡热效率获取燃气锅炉实际热效率；
[0013]步骤S4，中控模块通过热效率计算模块获取的燃气锅炉实际热效率与理论热效率参考值相比较，对燃气锅炉热损失原因进行分析；
[0014]在所述步骤S2中，所述中控模块根据所述负荷率计算分析模块获取的燃气锅炉平均负荷率与负荷率标准值相比较，判定燃气锅炉运行状态，其中，当中控模块获取燃气锅炉平均负荷率小于负荷率标准值，中控模块判定燃气锅炉低负荷运行，当中控模块获取燃气锅炉平均负荷率大于负荷率标准值，中控模块判定燃气锅炉超负荷运行，中控模块获取燃气锅炉平均负荷率在负荷率标准值之间时，中控模块判定燃气锅炉正常负荷运行；
[0015]在所述步骤S4中，当中控模块判定燃气锅炉正常负荷运行时，所述热效率计算模块根据锅炉总收入热量、有效利用热量获取燃气锅炉正平衡热效率，根据排烟热损失、气体不完全燃烧热损失以及散热损失获取燃气锅炉反平衡热效率，在误差不超过5％的情况下获取正、反平衡热效率平均值为燃气锅炉实际热效率，所述中控模块通过热效率计算模块获取的燃气锅炉实际热效率与理论热效率参考值相比较，其中，所述中控模块获取燃气锅炉实际热效率与理论效率参考值相比较，中控模块分别将排烟热损失、气体不完全燃烧热损失以及散热损失与预设值相比较，判定燃气锅炉热损失原因。
[0016]进一步地，在所述步骤S2中，所述负荷率计算分析模块根据燃气锅炉与该燃气锅炉额定出力获取燃气锅炉平均负荷率a，设定a＝Dz/(Dcd
×
h)
×
100，其中，Dz为燃气锅炉实际产生的蒸汽量，Dcd为燃烧锅炉额定出力，h为燃气锅炉实际运行时间，所述中控模块预设负荷率标准值A，中控模块将获取的燃气锅炉平均负荷率与预设负荷率标准值相比较，判定当前燃气锅炉负荷状态，其中，
[0017]当a≤A1，所述中控模块判定当前燃气锅炉低负荷，中控模块生成增加蓄热气、联片用气等提高燃气锅炉负荷的建议报告；
[0018]当A1＜a＜A2,所述中控模块判定当前燃气锅炉正常负荷；
[0019]当a≥A2，所述中控模块判定当前燃气锅炉超负荷，中控模块生成出错峰用气、多台联控以及降低燃料量等降低燃气锅炉负荷的建议报告；
[0020]其中，所述中控模块预设负荷率标准值A，设定第一预设负荷率标准值A1，第二预设负荷率标准值A2。
[0021]进一步地，在所述步骤S3中，当所述中控模块判定燃气锅炉正常负荷运行时，所述热效率计算模块根据当前燃气锅炉额定负荷b与预设额定负荷标准值B0相比较，获取燃气锅炉理论热效率参考值p，其中，
[0022]当b≥B0，所述热效率计算模块获取燃气锅炉理论热效率参考值p，设定p＝
‑
0.0007
×
a2+0.1092
×
a+89.896；
[0023]当b＜B0，所述所述热效率计算模块获取燃气锅炉理论热效率参考值p，设定p＝2
×
10
‑5×
a3‑
0.0052
×
a2+0.4475
×
a+79.971。
[0024]进一步地，所述负荷率计算分析模块根据所述数据存储模块中记录的燃气锅炉负
荷率生成燃气锅炉每日负荷率曲线，中控模块根据每日负荷率曲线生成单日负荷率平均值曲线，中控模块获取日负荷率曲线差异程度均匀度er，设定er＝((e1
‑
e0)2+(e2
‑
e0)2+
···
+(en
‑
e0)2)/n，其中，e1为燃气锅炉第一日负荷率曲线与单日负荷率平均值曲线的差异度，e2为燃气锅炉第二日负荷率曲线与单日负荷率平均值曲线的差异度，
···
，en为燃气锅炉第n日负荷率曲线与单日负荷率平均值曲线的差异度,e0燃气锅炉每日负荷率曲线与单日负荷率平均值曲线的差异度平均值，设定e0＝(e1+e2+
···
+en)/n,其中，n为燃气锅炉使用日数。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的燃气锅炉负荷率及热效率分析方法，其特征在于，包括：步骤S1，数据采集模块采集燃气锅炉工作数据，并将工作数据发送至数据存储模块，所述数据采集模块包括用于采集燃气锅炉基本数据的基本数据采集单元以及用于采集燃气锅炉实时工作时数据的实际数据采集单元；步骤S2，负荷率计算分析模块根据所述数据存储模块中记录的燃气锅炉工作数据生成燃气锅炉负荷率曲线，并获取燃气锅炉平均负荷率，中控模块根据获取的燃气锅炉平均负荷率与负荷率标准值相比较，判定燃气锅炉运行状况；步骤S3，当所述中控模块判定燃气锅炉正常负荷运行时，热效率计算模块根据燃气锅炉平均负荷率获取理论热效率参考值、热效率计算模块根据正、反平衡热效率获取燃气锅炉实际热效率；步骤S4，中控模块通过热效率计算模块获取的燃气锅炉实际热效率与理论热效率参考值相比较，对燃气锅炉热损失原因进行分析；在所述步骤S2中，所述中控模块根据所述负荷率计算分析模块获取的燃气锅炉平均负荷率与负荷率标准值相比较，判定燃气锅炉运行状态，其中，当中控模块获取燃气锅炉平均负荷率小于负荷率标准值，中控模块判定燃气锅炉低负荷运行，当中控模块获取燃气锅炉平均负荷率大于负荷率标准值，中控模块判定燃气锅炉超负荷运行，中控模块获取燃气锅炉平均负荷率在负荷率标准值之间时，中控模块判定燃气锅炉正常负荷运行；在所述步骤S4中，当中控模块判定燃气锅炉正常负荷运行时，所述热效率计算模块根据锅炉总收入热量、有效利用热量获取燃气锅炉正平衡热效率，根据排烟热损失、气体不完全燃烧热损失以及散热损失获取燃气锅炉反平衡热效率，在误差不超过5％的情况下获取正、反平衡热效率平均值为燃气锅炉实际热效率，所述中控模块通过热效率计算模块获取的燃气锅炉实际热效率与理论热效率参考值相比较，其中，所述中控模块获取燃气锅炉实际热效率与理论效率参考值相比较，中控模块分别将排烟热损失、气体不完全燃烧热损失以及散热损失与预设值相比较，判定燃气锅炉热损失原因。2.根据权利要求1所述的基于物联网的燃气锅炉负荷率及热效率分析方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述负荷率计算分析模块根据燃气锅炉与该燃气锅炉额定出力获取燃气锅炉平均负荷率a，设定a＝Dz/(Dcd
×
h)
×
100，其中，Dz为燃气锅炉实际产生的蒸汽量，Dcd为燃烧锅炉额定出力，h为燃气锅炉实际运行时间，所述中控模块预设负荷率标准值A，中控模块将获取的燃气锅炉平均负荷率与预设负荷率标准值相比较，判定当前燃气锅炉负荷状态，其中，当a≤A1，所述中控模块判定当前燃气锅炉低负荷，中控模块生成增加蓄热气、联片用气等提高燃气锅炉负荷的建议报告；当A1＜a＜A2,所述中控模块判定当前燃气锅炉正常负荷；当a≥A2，所述中控模块判定当前燃气锅炉超负荷，中控模块生成出错峰用气、多台联控以及降低燃料量等降低燃气锅炉负荷的建议报告；其中，所述中控模块预设负荷率标准值A，设定第一预设负荷率标准值A1，第二预设负荷率标准值A2。3.根据权利要求2所述的基于物联网的燃气锅炉负荷率及热效率分析方法，其特征在于，所述中控模块判定燃气锅炉正常负荷运行时，所述热效率计算模块根据当前燃气锅炉
额定负荷b与预设额定负荷标准值B0相比较，获取燃气锅炉理论热效率参考值p，其中，当b≥B0，所述热效率计算模块获取燃气锅炉理论热效率参考值p，设定p＝
‑
0.0007
×
a2+0.1092
×
a+89.896；当b＜B0，所述所述热效率计算模块获取燃气锅炉理论热效率参考值p，设定p＝2
×
10
‑5×
a3‑
0.0052
×
a2+0.4475
×
a+79.971。4.根据权利要求2所述的基于物联网的燃气锅炉负荷率及热效率分析方法，其特征在于，所述负荷率计算分析模块根据所述数据存储模块中记录的燃气锅炉负荷率生成燃气锅炉每日负荷率曲线，中控模块根据每日负荷率曲线生成单日负荷率平均值曲线，中控模块获取日负荷率曲线差异程度均匀度er，设定er＝((e1
‑
e0)2+(e2
‑
e0)2+
···
+(en
‑
e0)2)/n，其中，e1为燃气锅炉第一日负荷率曲线与单日负荷率平均值曲线的差异度，e2为燃气锅炉第二日负荷率曲线与单日负荷率平均值曲线的差异度，
···
，en为燃气锅炉第n日负荷率曲线与单日负荷率平均值曲线的差异度,e0燃气锅炉每日负荷率曲线与单日负荷率平均值曲线的差异度平均值，设定e0＝(e1+e2+
···
+en)/n,其中，n为燃气锅炉使用日数。5.根据权利要求2所述的基于物联网的燃气锅炉负荷率及热效率分析方法，其特征在于，所述热效率计算模块根据当前燃气锅炉额定热效率与燃气锅炉理论热效率参考值获取当前燃气锅炉理论热效率值q，设定q＝uj
×
c
×
p/pmax
×
100,其中，c为当前燃气锅炉额定热效率，p为燃气锅炉理论热效率参考值，pmax为理论热效率最大值,uj为热效率补偿参数，所述中控模块预设日负荷率曲线差异程度均匀度标准值E，中控模块根据日负荷率曲线差异程度均匀度与预设日负荷率曲线差异程度均匀度标准值相比较，选取热效率补偿参数，其中，当er≤E1，所述中控模块选取第一预设补偿参数u1为热效率补偿参数；当E1＜er＜E2，所述中控模块选取第二预设补偿参数u2为热效率补偿参数；当er≥E2，所述中控模块选取第一预设补偿参数u3为热效率补偿参数；其中，所述中控模块预设日负荷率曲线差异程度均匀度标准值E，设定第一预设日负荷率曲线差异程度均匀度标准值E1、第二预设日负荷率曲线差异程度均匀度标准值E2，中控模块预设补偿参数u，设定第一预设补偿参数u1、第二预设补偿参数u2、第三预设补偿参数u3，j＝1,2,3。6.根据权利要求5所述的基于物联网的燃气锅炉负荷率及热效率分析方法，其特征在于，所述负荷率计算分析模块将单日负荷率平均值曲线设为燃气锅炉月负荷率曲线，并根据各燃气锅炉月负荷率曲线生成月负荷率平均值曲线，中控模块根据燃气锅炉月负荷率曲线与月负荷率平均值曲线获取月负荷率曲线差异程度均匀度fy，设定fy＝((f1
‑
f0)2+(f2
‑
f0)2+
···
+(fm
‑
f0)2)/n，其中，f1为燃气锅炉第一月负荷率曲线与单月负荷率平均值曲线的差异度，e2为燃气锅炉第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：常远征，吴杨平，陶天然，谢清扬，
申请(专利权)人：广州奇享科技有限公司，
类型：发明
国别省市：