DB31∕T 1142-2019 燃?xì)夤I(yè)鍋爐能效在線監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范

燃?xì)夤I(yè)鍋爐能效在線監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范Technicalspecificationforonlinemoindustrialboilers2019-02-28發(fā)布2019-06-01實(shí)施I本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由上海市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)提出并組織實(shí)施。本標(biāo)準(zhǔn)由上海市能源標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)技術(shù)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：上海能效中心、上海東方延華節(jié)能技術(shù)服務(wù)股份有限公司、上海節(jié)能技術(shù)服務(wù)有11范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燃?xì)夤I(yè)鍋爐實(shí)際運(yùn)行工況下能效在線監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)組成、數(shù)據(jù)采集、采集裝置安裝、能效計(jì)算方法和能效指標(biāo)對(duì)標(biāo)的技術(shù)要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于以可燃?xì)怏w為燃料的、以水或有機(jī)熱載體為介質(zhì)、額定工作壓力小于3.8MPa的固定式鍋爐。鍋爐房的能效數(shù)據(jù)采集、計(jì)算和對(duì)標(biāo)可參照?qǐng)?zhí)行。為了便于對(duì)標(biāo)，本標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和能效評(píng)價(jià)的范圍只限定為鍋爐本體及鍋爐煙道上安裝的余熱回收裝置。不包含鍋爐房?jī)?nèi)水處理設(shè)備、余熱回收、輸配管道等鍋爐本體外的熱能轉(zhuǎn)換部分。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T2589綜合能耗計(jì)算通則TSGG0003工業(yè)鍋爐能效測(cè)試與評(píng)價(jià)規(guī)則DB31/T1057在用工業(yè)鍋爐安全、節(jié)能和環(huán)保管理基本要求3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。鍋爐能效energyefficiencyforbo鍋爐對(duì)輸入能量的利用程度或轉(zhuǎn)換程度，等于有效利用或轉(zhuǎn)換能量占輸入能量的百分比。在鍋爐運(yùn)行期間，利用系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，采用反平衡法實(shí)時(shí)計(jì)算鍋爐當(dāng)前的熱效率2。時(shí)期的鍋爐運(yùn)行能效。能效歷史對(duì)標(biāo)historicalbenchmarkingofenergyefficiencyfor對(duì)目標(biāo)鍋爐某一時(shí)間段內(nèi)的幾項(xiàng)周期性能效評(píng)價(jià)指標(biāo)與其自身歷史對(duì)應(yīng)的指標(biāo)進(jìn)行比較，并使用模型計(jì)算得出的綜合指標(biāo)值，用于評(píng)價(jià)該鍋爐在這個(gè)時(shí)間段的相對(duì)能效水平。能效橫向?qū)?biāo)benchmarkingofenergyefficiencyforboilers對(duì)目標(biāo)鍋爐某一時(shí)間段內(nèi)的的幾項(xiàng)周期性能效評(píng)價(jià)指標(biāo)與鍋爐能效監(jiān)測(cè)平臺(tái)上其他同類鍋爐對(duì)應(yīng)2的能效指標(biāo)進(jìn)行比較，并使用模型計(jì)算得出的綜合指標(biāo)，用于評(píng)價(jià)該鍋爐與同類鍋爐的相對(duì)能效水平。數(shù)據(jù)采集終端dataacquisitionterminalunit4系統(tǒng)基本組成4.1基本組成燃?xì)夤I(yè)鍋爐能效在線對(duì)標(biāo)系統(tǒng)由物理層、數(shù)據(jù)采集層、傳輸網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層四個(gè)層次組成。4.2物理層4.3數(shù)據(jù)采集層通過(guò)各種計(jì)量裝置的多協(xié)議數(shù)據(jù)采集裝置，采集物理層的信息。4.4傳輸網(wǎng)絡(luò)層通過(guò)無(wú)線或傳輸介質(zhì)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，包括現(xiàn)場(chǎng)端局域網(wǎng)、公用廣域網(wǎng)，完成數(shù)據(jù)采集層的信息與上位應(yīng)用層的信息交換。4.5應(yīng)用層基于應(yīng)用對(duì)象基本檔案以及在線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、分析和展示，通過(guò)圖、地在計(jì)算機(jī)或手機(jī)設(shè)備上展現(xiàn)燃?xì)夤I(yè)鍋爐能效相關(guān)信息，如數(shù)據(jù)報(bào)表、對(duì)標(biāo)分析、異常警報(bào)等。5鍋爐能效監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集5.1燃?xì)夤I(yè)鍋爐運(yùn)行工況能效監(jiān)測(cè)和采集的數(shù)據(jù)項(xiàng)目，宜根據(jù)DB31/T787、DB31/T786和TSGG0003的要求進(jìn)行，具體采集項(xiàng)、符號(hào)和單位如表1所示。1℃2%34℃56t℃7是指在101325Pa大氣壓力、0℃狀態(tài)下測(cè)得的B38D9t℃Gkg或t熱水進(jìn)水(熱載體)溫度℃熱水出水(熱載體)溫度t℃燃?xì)鈮毫Α嬲羝麎毫熱水進(jìn)水(熱載體)壓力熱水出水(熱載體)壓力鍋爐運(yùn)行開(kāi)始時(shí)間以燃?xì)廨斎牒?0分鐘為開(kāi)始時(shí)間鍋爐運(yùn)行關(guān)閉時(shí)間以燃?xì)馔Ｖ馆斎藭r(shí)間為關(guān)閉時(shí)間由所屬燃?xì)夤景磁翁峁?，人工錄入系統(tǒng)F5.2燃?xì)夤I(yè)鍋爐運(yùn)行工況能效監(jiān)測(cè)和采集的數(shù)據(jù)項(xiàng)由數(shù)據(jù)采集終端完成，數(shù)據(jù)采集終端有本地存儲(chǔ)功能。5.3數(shù)據(jù)采集應(yīng)采用全時(shí)段連續(xù)在線采集。5.4各數(shù)據(jù)項(xiàng)的采集應(yīng)保持同步。5.5數(shù)據(jù)采集頻率宜小于5min/次。5.6數(shù)據(jù)采集終端對(duì)采集到的數(shù)據(jù)在終端內(nèi)進(jìn)行暫存后，以每5min為頻率向上位系統(tǒng)實(shí)時(shí)上傳，上傳時(shí)間的延時(shí)應(yīng)小于5min。5.7上位系統(tǒng)按規(guī)定計(jì)算方法實(shí)時(shí)計(jì)算鍋爐實(shí)時(shí)能效，定期計(jì)算規(guī)定時(shí)間段內(nèi)(如一小時(shí)、一天、一周等)的統(tǒng)計(jì)能效。5.8采集和上傳的數(shù)據(jù)記錄格式應(yīng)符合表2要求。表2數(shù)據(jù)記錄格式記錄項(xiàng)說(shuō)明示例按附錄A燃?xì)夤I(yè)鍋爐編碼規(guī)則指：1#20噸臥式鍋爐4表2(續(xù))記錄項(xiàng)說(shuō)明示例合表3的規(guī)定。測(cè)量項(xiàng)目1電能表1.0級(jí)21.5級(jí)1.0級(jí)3(采用熱電阻溫度計(jì)時(shí)精度應(yīng)不低于B級(jí)，且其顯示儀表(二次儀表)的讀數(shù)分辨率應(yīng)不低于0.1℃)4介質(zhì)壓力、燃?xì)鈮毫?.6級(jí)51.0級(jí)5.0級(jí)6.3儀表安裝需滿足選用設(shè)備安裝說(shuō)明書(shū)的安裝要求。6.4給水或循環(huán)水流量測(cè)量采用的流量計(jì)應(yīng)適應(yīng)被測(cè)介質(zhì)的溫度要求。測(cè)點(diǎn)通常布置在給水泵后給6.6溫度測(cè)點(diǎn)應(yīng)選擇在被測(cè)介質(zhì)溫度分布比較均勻的位置。測(cè)溫儀表的測(cè)溫端應(yīng)插至管道截面的1/3至2/3處。入爐冷空氣溫度測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在鼓(送)風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口處。排煙溫度測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在最后一級(jí)受熱面采用壓力表進(jìn)行測(cè)量。飽和蒸汽鍋爐蒸汽壓力的測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在鍋筒或鍋殼上，過(guò)6.8煙氣成分測(cè)點(diǎn)應(yīng)開(kāi)設(shè)在煙道截面上介質(zhì)流速比較均勻的位置，并應(yīng)設(shè)置在最后一級(jí)受熱面后1m56.9鍋爐各輔機(jī)的用電量可采用符合6.2要求的儀器和儀表進(jìn)行測(cè)量，測(cè)點(diǎn)一般布置在鍋爐動(dòng)力柜中。6.10燃?xì)饬髁繙y(cè)點(diǎn)位置一般在鍋爐燃?xì)夤艿赖闹惫艿郎希墒褂迷诰€燃?xì)饬髁坑?jì)。燃?xì)獾臀话l(fā)熱值由所屬燃?xì)夤景磁翁峁斯や浫胂到y(tǒng)。6.11鍋爐散熱表面積可以根據(jù)鍋爐(含尾部節(jié)能器)的尺寸一次性輸入。7能效計(jì)算方法7.1燃?xì)夤I(yè)鍋爐運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)能效計(jì)算，依據(jù)GB/T2589和TSGG0003,采用反平衡法進(jìn)行。7.2排煙熱損失q?,按照式(1)計(jì)算：式中：tpy——排煙溫度，單位為攝氏度(℃);tk——入爐冷空氣溫度，單位為攝氏度(℃)。式中：Opy——排煙處煙氣含氧量。7.3氣體未完全燃燒損失q?,當(dāng)CO有測(cè)量值則按照表4選取，如沒(méi)有測(cè)量數(shù)據(jù)則按0.5選取。表4氣體未完全燃燒熱損失%或10-?%17.4散熱損失q?,按照式(3)計(jì)算：式中：F——鍋爐散熱表面積，單位為平方米(m2);Qnetv.ar——燃?xì)馐盏交臀话l(fā)熱值，單位為千焦每立方米(kJ/m3);B,——燃?xì)馑矔r(shí)標(biāo)態(tài)流量，單位為立方米每小時(shí)(m3/h)。7.5鍋爐熱效率η2,按照式(4)計(jì)算：72=100-q2-q?-q?8能效指標(biāo)與對(duì)標(biāo)8.1燃?xì)夤I(yè)鍋爐運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)能效評(píng)價(jià)分類燃?xì)夤I(yè)鍋爐運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)能效評(píng)價(jià)分為實(shí)時(shí)能效指標(biāo)和周期能效指標(biāo)，實(shí)時(shí)性評(píng)價(jià)根據(jù)在線6采集獲得的數(shù)據(jù)頻率，參照能效計(jì)算方法使用瞬時(shí)數(shù)據(jù)每5分鐘至60分鐘實(shí)時(shí)計(jì)算；周期性評(píng)價(jià)是利8.2實(shí)時(shí)(瞬時(shí))能效指標(biāo)計(jì)算燃?xì)夤I(yè)鍋爐運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)熱效率η2采用反平衡法計(jì)算。實(shí)時(shí)熱效率計(jì)算開(kāi)始時(shí)間以燃?xì)廨斒?6)中Q按式(7)計(jì)算：8.3.3評(píng)價(jià)周期內(nèi)水泵風(fēng)機(jī)等輔助設(shè)備單位有效吸收熱量的耗電量(耗電量/有效吸收熱量)按式(8)、7a,——鍋爐能效歷史自對(duì)標(biāo)系數(shù)；7,——鍋爐實(shí)時(shí)熱效率，%;70——鍋爐在對(duì)標(biāo)周期內(nèi)的平均熱效率，%;78——鍋爐在對(duì)標(biāo)周期內(nèi)的最高熱效率，a.——鍋爐運(yùn)行周期內(nèi)單位有效吸收熱量的耗氣量對(duì)標(biāo)值；E,——鍋爐運(yùn)行周期內(nèi)的單位有效吸收熱量的平均耗氣E,——鍋爐運(yùn)行實(shí)時(shí)單位有效吸收熱量的耗氣量，單位為立方米每千克(m3/kg)或立方米每兆焦E——鍋爐運(yùn)行周期內(nèi)的單位有效吸收熱量的最小耗氣量，單位為立方米每千克(m3/kg)a——鍋爐運(yùn)行周期內(nèi)單位有效吸收熱量的耗電量對(duì)標(biāo)值；E——鍋爐運(yùn)行周期內(nèi)單位有效吸收熱量的平均耗電量，單位為千瓦時(shí)每千克Ejg——鍋爐運(yùn)行周期內(nèi)單位有效吸收熱量的最小耗電量，單位為千瓦時(shí)每千克(kWa,——鍋爐運(yùn)行周期內(nèi)單位有效吸收熱量的總能耗對(duì)標(biāo)值；kd——電的折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)?！仩t在對(duì)標(biāo)周期內(nèi)的平臺(tái)平均熱效率，%;8β?=k?！力耯+kd×βnjs9進(jìn)水溫度(℃)字表示蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量(t/h)或熱水鍋爐額定熱功率(MW)。b)第二部介質(zhì)參數(shù)，共分兩段(熱水鍋爐分三段),中間用斜線相連。第一段表示額定壓力；第二段表示過(guò)熱蒸汽溫度(蒸汽溫度為飽和溫度時(shí)不表示);熱水鍋爐時(shí)第二段和第三段分別表示A.2燃?xì)庹羝驘崴I(yè)鍋爐總體型式代號(hào)按表A.1或表A.2編制。表A.1鍋殼鍋爐總體型式代號(hào)立式鍋爐LS(立水)臥式外燃WW(臥外)LH(立火)臥式內(nèi)燃WN(臥內(nèi))表A.2水管鍋爐總體型式代號(hào)DL(單式)SH(雙橫)DZ(單式)ZH(縱橫)DH(單橫)QX(強(qiáng)制)SZ(雙縱)A.3燃?xì)鉄彷d體鍋爐總體型式的代號(hào)按表A.3編制。表A.3熱載體鍋爐總體型式代號(hào)L臥式W(規(guī)范性附錄)Function_ID編碼與對(duì)應(yīng)說(shuō)明Function_ID編碼與對(duì)應(yīng)說(shuō)明表見(jiàn)表B.1。表B.1Function_ID編碼與對(duì)應(yīng)說(shuō)明表點(diǎn)位類型數(shù)據(jù)項(xiàng)1累計(jì)流量2瞬時(shí)流量3溫度℃4燃?xì)饫塾?jì)流量5燃?xì)馑矔r(shí)流量6燃?xì)鈮毫?溫度℃8熱水累計(jì)流量9熱水瞬時(shí)流量熱水溫度℃蒸汽累計(jì)流量蒸汽瞬時(shí)流量蒸汽溫度℃蒸汽壓力進(jìn)水(熱載體)壓力壓力出水(熱載體)壓力壓力累計(jì)熱量瞬時(shí)熱功率溫度℃%%風(fēng)機(jī)_電累計(jì)正向有功電量風(fēng)機(jī)_電A風(fēng)機(jī)_電A風(fēng)機(jī)_電A點(diǎn)位類型風(fēng)機(jī)_電總有功功率風(fēng)機(jī)_電總無(wú)功功率風(fēng)機(jī)_電總視在功率風(fēng)機(jī)_電累計(jì)正向無(wú)功電量風(fēng)機(jī)_電一風(fēng)機(jī)_電風(fēng)機(jī)_電累計(jì)反向有功電量風(fēng)機(jī)_電累計(jì)反向無(wú)功電量水泵_電累計(jì)正向有功電量水泵_電A水泵_電A水泵_電A水泵_電總有功功率水泵_電總無(wú)功功率水泵_電總視在功率水泵_電累計(jì)正向無(wú)功電量水泵_電一水泵_電水泵_電累計(jì)反向有功電量水泵_電累計(jì)反向無(wú)功電量(規(guī)范性附錄)數(shù)據(jù)上傳通信協(xié)議C.1網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包格式C.1.1數(shù)據(jù)上傳功能模塊和能耗監(jiān)管系統(tǒng)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包格式是指通過(guò)TCP協(xié)議傳輸時(shí)的格式，不但包括應(yīng)用層的數(shù)據(jù)包，還包括因?yàn)門(mén)CP協(xié)議特性而增加的附加信息，以保證數(shù)據(jù)的順利傳輸。格式定義見(jiàn)表C.1:表C.1網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包格式C.1.2網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包由四部分組成，分別是“Head”“Type”“Length”“Data”,網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包有3種消息表C.2網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包格式說(shuō)明說(shuō)明數(shù)據(jù)的說(shuō)明消息頭固定內(nèi)容消息類型1字節(jié)心跳網(wǎng)絡(luò)字節(jié)順序，高位字節(jié)在前C.2客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)前的準(zhǔn)備工作C.2.1從中心平臺(tái)獲取服務(wù)端的IP(域名)、端口并telnet確認(rèn)通訊通道暢通。C.2.2與平臺(tái)確認(rèn)認(rèn)證密鑰，密鑰長(zhǎng)度128bit,儲(chǔ)存在本地。C.3客戶端通訊順序規(guī)則C.3.1總體順序建立TCP連接流程如下：a)客戶端向服務(wù)端發(fā)送“身份認(rèn)證”完成身份認(rèn)證過(guò)程；c)客戶端不定期向服務(wù)端發(fā)送“心跳”,一般間隔在15min即可。C.3.1.2身份認(rèn)證過(guò)程以及能耗數(shù)據(jù)上傳規(guī)則身份認(rèn)證過(guò)程和能耗數(shù)據(jù)上傳流程如下：a)客戶端向服務(wù)端發(fā)送身份認(rèn)證請(qǐng)求；b)服務(wù)端向客戶端發(fā)送一個(gè)隨機(jī)序列；c)客戶端將本地儲(chǔ)存的認(rèn)證密鑰和接收到的隨機(jī)序列組合成字符串，計(jì)算這個(gè)字符串的MD5值發(fā)送給服務(wù)端；d)服務(wù)端將接收到的MD5值和本地計(jì)算結(jié)果相比較，如果一致則認(rèn)證成功，可以繼續(xù)發(fā)送“能e)“能耗數(shù)據(jù)”中的Data數(shù)據(jù)體使用AES加密算法對(duì)XML數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，加密密鑰和認(rèn)證密鑰f)AES加密算法采用CBC算法模式，PKCS7/PKCS5填充模式。加密向量和密鑰相同。C.3.2通信流程圖通信流程圖見(jiàn)圖C.1。開(kāi)始發(fā)送心跳連接監(jiān)測(cè)否連接成功?是驗(yàn)證失敗否驗(yàn)證成功?是否遠(yuǎn)傳成功?是結(jié)束圖C.1通信流程圖C.4數(shù)據(jù)傳輸?shù)腦ML數(shù)據(jù)格式(Data數(shù)據(jù)體)示范C.4.1身份認(rèn)證數(shù)據(jù)包_客戶端發(fā)起請(qǐng)求示例<?xmlversion="1.0"encoding="utf-<org_id>xxxXXXxxxx</o<gateway_id>xxxx</gatC.4.2身份認(rèn)證數(shù)據(jù)包_服務(wù)端答復(fù)隨機(jī)序列示例<?xmlversion="1.0"encoding<org_id>xxxXXXxxxx</o<gateway_id>xxxx</gat<sequence>123456789abcde</sequence>C.4.3身份認(rèn)證數(shù)據(jù)包_客戶端計(jì)算密鑰和隨機(jī)序列的MD5繼續(xù)請(qǐng)求示例<?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?〉<org_id)xxxXXXxxxx</o<gateway_id)xxxx</gate<id_validateoperatio<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?><org_id)xxxXXXxxxx</<gateway_id>xxxx</gat<id_validateoperation="result"><md5>b86c9787fa5de088e5008d2f9968d3f<?xmlversion="1.0"encoding="utf-8<gateway_id)xxxx</gate<time>yyyyMMDDHHmms<energy_itemscode="10000">4853819.05</energy_item〉<boilerid="xxxXXXxxxxBwns20-01"name="xxXX-1_xxx"><functionid="WPP"error="">1625895.750000</function><functionid="Ps"error="">152.464<functionid="Qs"error="">10.596405</function)<functionid="Ua"error="">229.147369</fu<functionid="Ub"error="">229.351242</function〉<functionid="Uc"error="">231.584595</fu<functionid="Ia"error="">249.266159</function)<functionid="Ib"error="">247.044189</function〉<functionid="Ic"error="">182.935577</function)<functionid="PFs"error="">0.997646</fu<functionid="F"error="">50.099998</function><boilerid="xxxXXXxxxxBwns20-02"name="xxXX-2_xxx"><functionid="WPP"error="">11254.822266</function)<functionid="Ia"error="">0.000000</function><functionid="Ib"error="">0.000000</func<functionid="Ic"error="">0.000000</function><?xmlversion="1.0"encoding="utf-8"?><org_id>xxxXXXxxxx</<gateway_id)xxxx</gat<time>yyyyMMDDHHmmsC.4.7心跳校時(shí)數(shù)據(jù)包_客戶端發(fā)起<?x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