CN111503904A - 一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及集中供暖燃气锅炉安全运行监控技术领域，尤其涉及一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统。包括：燃气锅炉运行状态实时监控装置、锅炉房环境数据监测装置和云端监控平台。若燃气锅炉或其配套设备运行状态存在异常，或者锅炉房环境数据监测存在异常，执行机构将进行相对应的应急处理，同时将故障数据上传至云端监控平台，由云端监控平台将警报信息推送至应急处理机构和小区居民。本发明实施例通过将锅炉房设备与环境监控相结合，提高了小区集中供暖燃气锅炉房在出现故障及面对环境灾害时的安全性和可靠性，同时提升其面向小区居民的信息透明度。

Description

一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统

技术领域

本发明涉及集中供暖燃气锅炉安全运行监控技术领域，尤其涉及一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统。

背景技术

目前常见的小区供暖方式有两种：市政供暖和小区集中供暖。市政供暖是小区供热管道并入热力公司大网，由于传统热力公司多采用的是烧煤加热，燃煤污染对雾霾天气的形成产生了直接且巨大的影响。而小区集中供暖采用的是天然气等清洁能源进行分布式供暖，实现居民小区的低排放、低能耗取暖，且具有以下优点：

(1)适应管网热负荷的变化能力强；

(2)大幅度减少管网管道投资和建设周期；

(3)提高了管网输送效率，降低管网输送能耗损失。

许多新建小区响应政策号召和供暖发展趋势建设小区内集中供暖燃气锅炉房，但是此举引发诸多业主忧虑。这是因为在实际开发建设中小区内集中供暖燃气锅炉房一般建设在小区内地下空间，锅炉房外面就是地下停车场，小区业主普遍对其运行的安全性存在怀疑。因此，如何及时发现锅炉运行时的故障，持续保障小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行，并解除小区业主对于燃气锅炉房安全运行的疑虑，都是小区集中供暖燃气锅炉房监控系统需要解决的问题。

现有技术的不足之处在于：

1、仅对燃气锅炉的运行状况进行监控，而燃气锅炉房的安全运行不仅需要对设备的运行情况进行监测，设备所处的锅炉房环境也能影响其安全运行，特别是以下极端情况：燃气泄露，管道泄漏导致的淹水，散热不良导致的环境温度巨变，地震等导致建筑结构振动等，将给锅炉房的运行带来巨大的风险。

2、在锅炉房旁设置监控室，监控显示设备安装在监控室中。这种本地监控的方式无法实现全天无间断监控，同时增加了人力成本，小区业主无法了解燃气锅炉房目前的运行情况，难以消除其对锅炉房安全的疑虑。

发明内容

为了克服现有技术的不足，一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统，将锅炉房中燃气锅炉及其配套设备的运行状态实时监控与锅炉房环境数据监测结合，同时可通过云端监控平台实时掌握锅炉房各项状态，保障锅炉房长期安全运行。

本发明实施例提供一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统，包括：

燃气锅炉运行状态实时监控装置，由锅炉房数据采集节点、锅炉数据集控器构成。所述锅炉房数据采集节点安装在燃气锅炉及其配套设备处，采集燃气锅炉及其配套设备运行过程中各关键点位的温度、压力、开关量等数据，所有锅炉房数据采集节点的上传数据在所述锅炉数据集控器端汇集；

锅炉房环境数据监测装置，由环境数据采集节点、环境数据集控器构成。环境数据采集节点包括燃气泄露采集节点、淹水采集节点、环境温度采集节点、建筑结构振动采集节点、锅炉房噪声采集节点、视频采集节点，各采集节点安装在其所对应的锅炉房监控点，所有采集节点的上传数据在环境数据集控器端汇集；

云端监控平台，由安装在锅炉房的智能网关和安装在远程的云服务器构成，智能网关通过有线与无线双冗余通信的方式将所述燃气锅炉或其配套设备运行状态数据和锅炉房环境数据上传至云服务器，由云服务器实现数据的存储、分析和显示。

进一步的，本发明实施例提供一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统，其工作流程为：

S1，所述燃气锅炉运行状态实时监控装置对锅炉房中燃气锅炉及其配套设备的运行状态进行实时监控；

S2，若检测到锅炉房中燃气锅炉或其配套设备运行状态存在异常，则启动该运行状态存在异常的设备进行自检，确认故障后，所述锅炉房环境数据监测装置采集当前的锅炉房环境数据，结合自检结果和锅炉房环境数据确定故障点位和故障原因。根据故障点位和故障原因启动相对应的执行机构，所述相对应的执行机构对锅炉房中的燃气锅炉或其配套设备进行相应应急处理，如紧急停机、断气、断电，同时故障点位、故障原因及相应应急处理数据上传至所述云端监控平台。若异常设备自检未确认故障，则启动锅炉房环境数据监测；

S3，若所述燃气锅炉运行状态实时监控装置检测到锅炉房中燃气锅炉或其配套设备运行状态正常，则启动所述锅炉房环境数据监测装置进行锅炉房环境数据监测；

S4，若所述锅炉房环境数据监测装置数据监测存在异常，则启动相对应的环境数据采集节点进行异常数据重采样，确认故障后，结合所述燃气锅炉运行状态实时监控装置当前的燃气锅炉及其配套设备运行状态确定环境风险类别，根据所述环境风险类别启动相对应的执行机构，所述相对应的执行机构中的燃气锅炉或其配套设备进行相应应急处理，如紧急停机、断气、断电，同时环境风险类别及相应应急处理数据上传至所述云端监控平台。若相对应的环境数据采集节点进行异常数据重采样未确认故障，转到S5步骤；

S5，若所述锅炉房环境数据监测装置数据监测正常，则将锅炉房中所述燃气锅炉运行状态实时监控装置的燃气锅炉及其配套设备运行状态数据和所述锅炉房环境数据监测装置的锅炉房环境数据上传至所述云端监控平台；回到S1步骤。

进一步的，在步骤S1中，所述锅炉房中燃气锅炉运行状态主要包括：锅炉出水温度、锅炉回水温度、锅炉烟气温度、锅炉控制器运行状态、锅炉运行负荷；所述锅炉房中燃气锅炉配套设备运行状态主要包括：水泵运行参数、板换一次进出水温度、板换二次进出水温度、生活热水水箱温度、室外温度。

进一步的，在步骤S3中，所述锅炉房环境数据监测主要包括：燃气泄露、淹水、环境温度、建筑结构振动、锅炉房噪声。

进一步的，所述锅炉房中燃气锅炉配套设备主要包括：板式换热器、循环水泵、生活热水水箱、均压罐、软水器。

进一步的，所述数据上传至云端监控平台的通信方式采用有线与无线双冗余通信，支持有线通信方式为有线宽带网络,支持无线通信方式为NBIOT、CAT.1、4G/5G、WiFi，无线通信方式根据安装位置的无线信号强度、通信速率进行选择。

进一步的，所述云端监控平台核心功能为设备监控、设备管理、报表统计、运维管理和后台管理，对上传的数据进行存储、分析和显示。所述云端监控平台接收到锅炉房中燃气锅炉或其配套设备运行状态或锅炉房环境数据监测异常后，云端监控平台将警报信息推送至应急处理机构和小区居民。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：

(1)相比较传统的针对燃气锅炉运行状态的监控，本发明利用锅炉房中燃气锅炉及其配套设备的运行状态实时监控与锅炉房环境数据监测结合，能够提高锅炉房在出现故障及面对环境灾害时的安全性和可靠性，并及时应对。因为天然气为易燃易爆品，如有泄露将造成严重危险；自然灾害来临时如淹水、火灾、地震等，安全运行监控系统需要就地及时感知，并要在安全运行监控受到外力损坏之前完成锅炉房紧急锅炉停机、断气、断电，保障人员、建筑物、设备的安全。

(2)本发明利用双冗余数据传输，保障燃气锅炉房监控数据的稳定传输，确保运行期间24小时无间断监控。

(3)本发明将锅炉房中的燃气锅炉或其配套设备运行状态数据和锅炉房环境数据上传至云端监控平台，小区居民可通过接入云端监控平台的家庭智慧终端、手机APP等实时查看本小区锅炉房运行状态、警报信息，设备状态公开透明，小区可全员监控锅炉房的运行状态，以解除小区业主对于燃气锅炉房安全运行的疑虑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统组成示意图；

图2是本发明实施例中一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统工作流程图；

图3是本发明实施例中一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统中燃气锅炉运行状态实时监控装置组成示意图；

图4是本发明实施例中一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统中锅炉房环境数据监测装置组成示意图；

图5是本发明实施例中一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统中智能网关示意图；

图6是本发明实施例中一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统中锅炉监控系统云平台界面功能组成示意图；

附图标记：

燃气锅炉运行状态实时监控装置-1锅炉房环境数据监测装置-2云端监控平台-3。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统组成示意图；如图1所示，包括：

燃气锅炉运行状态实时监控装置1，由锅炉房数据采集节点、锅炉数据集控器构成。所述锅炉房数据采集节点安装在燃气锅炉及其配套设备处，采集燃气锅炉及其配套设备运行过程中各关键点位的温度、压力、开关量等数据，所有锅炉房数据采集节点的上传数据在所述锅炉数据集控器端汇集；

锅炉房环境数据监测装置2，由环境数据采集节点、环境数据集控器构成。环境数据采集节点包括燃气泄露采集节点、淹水采集节点、环境温度采集节点、建筑结构振动采集节点、锅炉房噪声采集节点、视频采集节点，各采集节点安装在其所对应的锅炉房监控点，所有采集节点的上传数据在环境数据集控器端汇集；

云端监控平台3，由安装在锅炉房的智能网关和安装在远程的云服务器构成，智能网关通过有线与无线双冗余通信的方式将所述燃气锅炉或其配套设备运行状态数据和锅炉房环境数据上传至云服务器，由云服务器实现数据的存储、分析和显示。

图2是本发明实施例一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统工作流程图，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S1，所述燃气锅炉运行状态实时监控装置对锅炉房中燃气锅炉及其配套设备的运行状态进行实时监控。所述锅炉房中燃气锅炉配套设备主要包括：板式换热器、循环水泵、生活热水水箱、均压罐、软水器。所述锅炉房中燃气锅炉运行状态主要包括：锅炉出水温度、锅炉回水温度、锅炉烟气温度、锅炉控制器运行状态、锅炉运行负荷；所述锅炉房中燃气锅炉配套设备运行状态主要包括：水泵运行参数、板换一次进出温度、板换二次进出温度、生活热水水箱温度、室外温度；

步骤S2，若检测到锅炉房中燃气锅炉或其配套设备运行状态存在异常，则启动该运行状态存在异常的设备进行自检，确认故障后，所述锅炉房环境数据监测装置采集当前的锅炉房环境数据，结合自检结果和锅炉房环境数据确定故障点位和故障原因。根据故障点位和故障原因启动相对应的执行机构，所述相对应的执行机构对锅炉房中的燃气锅炉或其配套设备进行相应应急处理，如紧急停机、断气、断电，同时故障点位、故障原因及相应应急处理数据上传至所述云端监控平台。若异常设备自检未确认故障，则启动锅炉房环境数据监测；

步骤S3，若所述燃气锅炉运行状态实时监控装置检测到锅炉房中燃气锅炉或其配套设备运行状态正常，则启动所述锅炉房环境数据监测装置进行锅炉房环境数据监测；

步骤S4，若所述锅炉房环境数据监测装置数据监测存在异常，则启动相对应的环境数据采集节点进行异常数据重采样，确认故障后，结合所述燃气锅炉运行状态实时监控装置当前的燃气锅炉及其配套设备运行状态确定环境风险类别，根据所述环境风险类别启动相对应的执行机构，所述相对应的执行机构中的燃气锅炉或其配套设备进行相应应急处理，如紧急停机、断气、断电，同时环境风险类别及相应应急处理数据上传至所述云端监控平台。若相对应的环境数据采集节点进行异常数据重采样未确认故障，转到S5步骤；

具体地，所述锅炉房环境数据监测异常主要包括：燃气泄露、淹水、环境温度异常、建筑结构振动、锅炉房噪声。所述环境风险类别与其对应的应急处理措施如下表所示：

步骤S5，若所述锅炉房环境数据监测装置数据监测正常，则将锅炉房中所述燃气锅炉运行状态实时监控装置的燃气锅炉及其配套设备运行状态数据和所述锅炉房环境数据监测装置的锅炉房环境数据上传至所述云端监控平台；回到S1步骤。

例如，本发明实施例的燃气锅炉运行状态实时监控装置1，如图3所示，锅炉房数据采集节点与锅炉数据集控器之间采用Modbus RS485通信，并支持Lora、ZigBee无线通信，锅炉数据集控器对外接口支持RS485通信，预留支持USB、LAN网络通信。单个锅炉数据集控器支持8个锅炉房数据采集节点，支持级联，预留有总管温度、室外温度等3组模拟输入。锅炉房环境数据监测装置2，如图4所示，环境数据采集节点与环境数据集控器之间采用ModbusRS485通信，并支持Lora、ZigBee无线通信，环境数据集控器对外接口支持RS485通信，预留支持USB、LAN网络通信。云端监控平台3的智能网关如图5所示，其主要功能为接入云服务器。智能网关通过RS485/422、LAN与锅炉数据集控器、环境数据集控器通信，获取锅炉设备运行数据及环境数据，智能网关与云服务器之间的通信方式采用有线与无线双冗余通信，支持有线通信方式为有线宽带网络WLAN，支持无线通信方式为NBIOT、CAT.1、4G/5G、WiFi，无线通信方式根据安装位置的无线信号强度、通信速率进行选择。智能网关接收来自云端监控平台的控制命令如参数设置、紧急启停锅炉等。智能网关接入云端监控平台协议支持常用IOT协议。云端监控平台3的监控界面是远程云服务器面向用户的显示界面，其主要由设备监控、设备管理、报表统计、运维管理和后台管理五个功能画面组成，如图6所示。设备监控界面为主界面，支持小区便捷定位查找，设备的监控参数和运行状态实时更新，若设备发生故障，界面将有报警显示，并自动将报警推送给应急处理机构和小区居民，设备管理可对锅炉房中的燃气锅炉运行状态实时监控装置、锅炉房环境数据监测装置、智能网关进行参数的设定、修改、查询等操作。报表统计中可查看设备所有数据的历史数据，数据的历史运行曲线。运维管理即当某台设备发生故障时，可以直接通过运维服务申请保修，可以通过维修状态了解设备维修进度，运维服务会记录每次保修内容，并形成完整的运维知识库以供查询。云平台监控界面用户可通过电脑、移动终端、小区智慧终端等查看。电脑端无需安装任何软件，通过任意电脑网页浏览器，输入云平台地址连接，凭用户名和密码即可登录平台。使用移动终端的用户，可下载手机端登录用户名和密码即可看到所属小区锅炉房设备运行情况。使用小区智慧终端的小区住户，通过小区物业管理系统授权即可查看所属小区锅炉房设备运行情况。

以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，云服务器可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统，其特征在于，包括：

燃气锅炉运行状态实时监控装置(1)，由锅炉房数据采集节点、锅炉数据集控器构成。所述锅炉房数据采集节点安装在燃气锅炉及其配套设备处，采集燃气锅炉及其配套设备运行过程中各关键点位的温度、压力、开关量等数据，所有锅炉房数据采集节点的上传数据在所述锅炉数据集控器端汇集；

锅炉房环境数据监测装置(2)，由环境数据采集节点、环境数据集控器构成。环境数据采集节点包括燃气泄露采集节点、淹水采集节点、环境温度采集节点、建筑结构振动采集节点、锅炉房噪声采集节点、视频采集节点，各采集节点安装在其所对应的锅炉房监控点，所有采集节点的上传数据在环境数据集控器端汇集；

云端监控平台(3)，由安装在锅炉房的智能网关和安装在远程的云服务器构成，智能网关通过有线与无线双冗余通信的方式将所述燃气锅炉或其配套设备运行状态数据和锅炉房环境数据上传至云服务器，由云服务器实现数据的存储、分析和显示。

2.根据权利要求1所述的一种小区集中供暖燃气锅炉房的安全运行监控系统，其特征在于，其工作流程为：

S1，所述燃气锅炉运行状态实时监控装置(1)对锅炉房中燃气锅炉及其配套设备的运行状态进行实时监控；

S2，若检测到锅炉房中燃气锅炉或其配套设备运行状态存在异常，则启动该运行状态存在异常的设备进行自检，确认故障后，所述锅炉房环境数据监测装置(2)采集当前的锅炉房环境数据，结合自检结果和锅炉房环境数据确定故障点位和故障原因。根据故障点位和故障原因启动相对应的执行机构，所述相对应的执行机构对锅炉房中的燃气锅炉或其配套设备进行相应应急处理，如紧急停机、断气、断电，同时故障点位、故障原因及相应应急处理数据上传至所述云端监控平台(3)。若异常设备自检未确认故障，则启动锅炉房环境数据监测；

S3，若所述燃气锅炉运行状态实时监控装置(1)检测到锅炉房中燃气锅炉或其配套设备运行状态正常，则启动所述锅炉房环境数据监测装置(2)进行锅炉房环境数据监测；

S4，若所述锅炉房环境数据监测装置(2)数据监测存在异常，则启动相对应的环境数据采集节点进行异常数据重采样，确认故障后，结合所述燃气锅炉运行状态实时监控装置(1)当前的燃气锅炉及其配套设备运行状态确定环境风险类别，根据所述环境风险类别启动相对应的执行机构，所述相对应的执行机构中的燃气锅炉或其配套设备进行相应应急处理，如紧急停机、断气、断电，同时环境风险类别及相应应急处理数据上传至所述云端监控平台(3)。若相对应的环境数据采集节点进行异常数据重采样未确认故障，转到S5步骤；

S5，若所述锅炉房环境数据监测装置(2)数据监测正常，则将锅炉房中所述燃气锅炉运行状态实时监控装置(1)的燃气锅炉及其配套设备运行状态数据和所述锅炉房环境数据监测装置(2)的锅炉房环境数据上传至所述云端监控平台(3)；回到S1步骤。

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