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工业锅炉监管开启智慧时代

 
作者:九游会  来源:AG九游会  时间:2020-08-20 02:11  点击:
 

  1吨煤可以产生约2777度电,1度电可以让一盏台灯点亮2400分钟、可以烧开8000ml的水、可以让普通冰箱连续运行900分钟……

  这样的能量看起来似乎很小,但如果每一吨煤、每一度电都能“物尽其用”,“绿水青山”将更有效转化为“金山银山”。

  近日,中国锅炉与锅炉水处理协会发布《关于公布2019年度(首届)锅炉科学技术奖获奖项目的通知》,浙江省特种设备科学研究院研发的“工业锅炉监管物联网平台研发及应用”项目荣获三等奖。

  按每台锅炉每年运行5000小时计算,通过该项目对全省锅炉实施动态监测,每台锅炉实际运行热效率将提高2%,每年预计可节煤33万吨,产生经济效益2.3亿元。

  锅炉是重要的能源转换设备,也是能源消费大户和重要的大气污染源,其中,为工矿企业提供蒸汽或热水以满足生产工艺、动力以及采暖等需要的工业锅炉,是城市经济发展和工业生产过程中重要的二次能源提供者。

  各个工厂的燃煤锅炉里熊熊燃烧的烈火和烟囱里滚滚的浓烟,成为了一代人共同的记忆。

  2013年9月,国务院首次发布《大气污染防治行动计划》,2018年印发《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,随着国家节能降耗政策频出,燃煤锅炉综合整治力度逐渐加大。2013年以来,浙江全省淘汰燃煤锅炉近7万台。

  尽管有越来越多的锅炉 “熄火”,工业燃煤锅炉仍是许多工厂重要的能力来源,因其直接关系人民群众生命财产安全和社会公共秩序,更是安全监管的重要特种设备。

  浙江省特科院绿色发展服务中心副主任陈征宇告诉记者,近年来,燃煤电站锅炉向着大容量、高参数方向快速发展,无论是生产制造还是运营管理均已接近国外先进水平,但燃煤工业锅炉保有量大、分布广、能耗高、污染重,能效和污染控制整体水平与国外相比有一定的差距。

  按照传统的模式,锅炉节能监管过程中,锅炉运行能效底数不清,未能建立企业自主节能管理的新型节能机制,环保监管过程中,依靠环保的排污许可,还未完全覆盖工业锅炉在线污染物排放监测。

  截至2019年底,全省在用锅炉13880台,工业锅炉近13000台,节能减排潜力巨大。

  锅炉的运行原理,与家用高压锅类似,承压的蒸汽锅炉超压爆炸、缺水的锅炉加水时瞬间汽化、锅炉材料用错致使管道爆裂……由于人工操作不当或监测不到位,这样的危险时有发生。

  近年来,锅炉安全监管虽步入法制化、科学化轨道,安全稳定好转态势继续保持,但企业安全意识不强、使用管理和维护保养不到位,“三非二超”等违法违规行为未得到有效控制。

  据统计,2002年至2017年全国锅炉伤亡事故395起,我省的2013年慈溪市浒山 “2·3”锅炉爆炸事故、2017年嘉兴“12·23”锅炉蒸汽管道爆裂事故,社会影响重大,人员伤亡严重。

  工业锅炉的安全监察贯穿设计、制造、安装、使用各个环节,监察人员更是需要参与整个生命周期的监管。

  在使用阶段,工业锅炉主要依靠使用单位日常检查和检验单位的定期检验。以2000吨的锅炉为例,检修一次,需要10多个检修人员持续工作1-2周,成本高、难度大。

  对于监察机构而言,依靠锅炉安全监察数据实现登记、注销等管理的监管模式,对锅炉安全监管有效,但缺点也显而易见。

  由于锅炉运行过程中没有物理网技术,当锅炉控制系统失效时,锅炉的超温、超压、缺水等异常状态就无法及时发现,隐患不能及时排除,导致设备损坏或发生当值作业人员伤亡事故。此外,常规监管模式需要大量监察、检验、使用人员参与锅炉运行的安全保障,检测周期长,无法及时掌握锅炉动态的安全运行状态。

  如何走出一条更高效、更安全的锅炉监测之路?2017年,省特科院开始了颠覆式的创新。

  既要提高锅炉检测项目的覆盖率、准确率,又要减少隐患排查造成的人员风险,浙江省特科院意识到,建立基于大数据的工业锅炉监测与管理平台迫在眉睫。

  目前,国内工业锅炉普遍采用可编程逻辑控制器(PLC)或者分散控制系统(DCS)作为控制平台。由于数据的不开放性和控制系统品牌的多样性,现有的工业锅炉物联网系统需要在运行的锅炉外围再增加一套独立的数据采集系统,成本大约需要4-5万元。

  为了降低设备成本,优化操作流程,在浙江省市场监管局的项目扶持下,省特科院研发的工业锅炉监管物联网平台应用相应技术抓取数据不同PLC通讯过程中的数据包,找到获取设备内数据的方法,将锅炉运行参数直接从锅炉的DCS或控制柜中PLC中攫取,避免了新增传感器系统,系统成本降低至1万元以内。

  同时,现有工业锅炉物联网由于目的、监测数据,通信协议不同,各个网络各不相连,成为信息孤岛,锅炉大数据分析应用受到限制。该项目开发了一套统一、通用的数据传输协议,使锅炉动态数据能够在中心平台与各个子网进行交互的数据对接,使锅炉数据变大,应用场景更广。

  陈征宇坦言,项目推广并非想象的那么顺利。“最开始的时候,很多企业都不愿意装这套系统,他们担心锅炉的运行数据被监控,特别是运行管理人员怕问题数据被老板看到了,自己要受处罚。”

  在一次次的耐心解释后,企业逐步放下了戒备和担忧,他们意识到,该平台能够迅速掌握设备维护保养不到位、不及时的情况,及时提醒企业注意锅炉异常状态,提高实际运行效率,大大减少原料浪费。数字化、精准化的监测并不是惩治的证据,而是排查隐患、监察问题的有力帮手。

  如今,锅炉使用单位可通过锅炉物联网,依靠手机客户端实时收到锅炉运行信息,及时处置锅炉异常,起到事故预防功能,全自动锅炉运行也不再需要配备当值锅炉作业人员。可视化节能环保管理,让企业及时了解设备在什么地方,什么时间浪费了多少能源,及时采取技术和管理手段,改善节能环保性能。

  通过这张网络,为锅炉安全、节能、环保三位一体综合监管提供实时数据,各个厂家无需独自建设,减少了无效浪费,公众也可以及时了解锅炉安全、节能、环保状况,锅炉不再是黑、脏的代名词,而是更为清洁化、友善化、智慧化。

  该项目一期在全省11台锅炉应用,通过近年各个网络互联共有192台锅炉接入物联网,下一步,将继续扩大全省锅炉运行数据监测范围,为安全监管精准预测提供有力支撑。

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