[發(fā)明專利]一種固體燃料工業(yè)鍋爐監(jiān)測系統(tǒng)及鍋爐熱效率監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011615374.6
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN113218681B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李廣偉
• 申請（專利權(quán)）人: 新奧數(shù)能科技有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 北京嘉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11687
• 代理人: 張艷

1.一種固體燃料工業(yè)鍋爐監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、在線監(jiān)測云平臺和客戶端，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集終端和安裝在鍋爐上的數(shù)據(jù)采集裝置，所述數(shù)據(jù)采集裝置用于采集工業(yè)鍋爐運(yùn)行實(shí)時參數(shù)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過所述數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)與所述在線監(jiān)測云平臺通訊相連，所述數(shù)據(jù)采集終端收集所述數(shù)據(jù)采集裝置采集的工業(yè)鍋爐運(yùn)行實(shí)時參數(shù)，通過所述數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸至所述在線監(jiān)測云平臺，所述客戶端與所述在線監(jiān)測云平臺通訊相連；

所述數(shù)據(jù)采集裝置包括給水端傳感器、排煙端傳感器、燃料端傳感器、蒸汽端傳感器、鍋爐運(yùn)行傳感器和環(huán)境參數(shù)傳感器；

所述給水端傳感器包括安裝在給水管道上的水質(zhì)硬度報警儀、給水流量計和給水溫度傳感器，其中所述水質(zhì)硬度報警儀設(shè)置在給水管道上的軟水器和水箱之間，所述給水流量計和所述給水溫度傳感器設(shè)置在給水管道上的給水泵后的直段上并保持處于同一區(qū)域，所述給水溫度傳感器的測溫端插至給水管道截面的1/3～2/3處；

所述排煙端傳感器包括安裝在排煙管道出口處的排煙溫度傳感器和煙氣成分采集傳感器，所述煙氣成分采集傳感器用于分析鍋爐排煙煙氣中的氧氣含量、一氧化碳含量和三原子氣體含量，所述煙氣成分采集傳感器和所述排煙溫度傳感器位于同一測點(diǎn)或不同測點(diǎn)，當(dāng)所述煙氣成分采集傳感器和所述排煙溫度傳感器位于不同測點(diǎn)時，所述煙氣成分采集傳感器更靠近最后一級受熱面；所述煙氣成分采集傳感器和所述排煙溫度傳感器通過支架安裝在排煙管道內(nèi)側(cè)并插至排煙管道直徑的1/3～2/3處，所述煙氣成分采集傳感器中內(nèi)置煙氣半導(dǎo)體冷卻裝置和煙氣粉塵過濾裝置；

所述燃料端傳感器為設(shè)置在燃料入口處的燃料計重傳感器，所述燃料計重傳感器采用爐前皮帶稱重式輸送機(jī)計量或在進(jìn)料斗上方加裝用于計量燃料量的稱重裝置；

所述蒸汽端傳感器為設(shè)置在主蒸汽管道出口處的蒸汽溫度傳感器，所述蒸汽溫度傳感器在主蒸汽管道上開口安裝，所述蒸汽溫度傳感器的測溫端插入主蒸汽管道截面的1/3～2/3處；

所述鍋爐運(yùn)行傳感器包括鍋爐就地壓力表與蒸汽壓力傳感器，鍋爐蒸汽壓力存水彎管上安裝三通閥,三通閥兩個輸出端分別連接所述鍋爐就地壓力表與所述蒸汽壓力傳感器，所述鍋爐就地壓力表實(shí)時顯示主蒸汽壓力，所述蒸汽壓力傳感器實(shí)時監(jiān)測鍋爐內(nèi)蒸汽的壓力；所述環(huán)境參數(shù)傳感器包括環(huán)境溫度傳感器，所述環(huán)境溫度傳感器設(shè)置在數(shù)據(jù)采集終端附近。

2.如權(quán)利要求1所述的一種固體燃料工業(yè)鍋爐監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集終端采用包括卡爾曼濾波算法和指數(shù)平滑預(yù)測算法在內(nèi)的模態(tài)識別控制方法，對所述數(shù)據(jù)采集裝置采集數(shù)據(jù)的時域和頻域進(jìn)行智能控制和準(zhǔn)確預(yù)判，對智能監(jiān)測啟停點(diǎn)進(jìn)行最優(yōu)預(yù)測，控制數(shù)據(jù)采集的最佳時間點(diǎn)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種固體燃料工業(yè)鍋爐監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集裝置還包括視頻采集傳感器和便攜式燃料分析儀，所述便攜式燃料分析儀與所述燃料端傳感器相連。

4.如權(quán)利要求1所述的一種固體燃料工業(yè)鍋爐監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述在線監(jiān)測云平臺具有后臺計算裝置，所述后臺計算裝置對數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸來的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算，評價鍋爐的安全及能效指標(biāo)。

5.一種固體燃料工業(yè)鍋爐監(jiān)測系統(tǒng)的鍋爐熱效率監(jiān)測方法，應(yīng)用于電子設(shè)備，所述電子設(shè)備上設(shè)置有如權(quán)利要求1～4任一項所述的固體燃料工業(yè)鍋爐監(jiān)測系統(tǒng)中的在線監(jiān)測云平臺，其特征在于，包括：

獲取目標(biāo)鍋爐的排煙溫度值、排煙煙氣中的氣體含量、爐渣含碳量以及鍋爐熱效率測量模型，所述排煙溫度值和所述排煙煙氣中的氣體含量由所述排煙端傳感器采集得到，所述鍋爐熱效率測量模型基于樣本排煙溫度值、樣本過量空氣系數(shù)值以及樣本爐渣含碳量為變量構(gòu)建；

根據(jù)所述氣體含量，確定過量空氣系數(shù)值；

根據(jù)所述排煙溫度值、所述爐渣含碳量、所述過量空氣系數(shù)值以及所述鍋爐熱效率測量模型，監(jiān)測所述目標(biāo)鍋爐的鍋爐熱效率。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述爐渣含碳量基于爐渣含碳量測量模型確定，所述爐渣含碳量測量模型基于所述數(shù)據(jù)采集終端采集的工業(yè)鍋爐歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的歷史爐渣含碳量進(jìn)行模型訓(xùn)練得到；

所述獲取所述目標(biāo)鍋爐的鍋爐熱效率測量模型，包括：

將樣本鍋爐的樣本數(shù)據(jù)代入預(yù)設(shè)鍋爐熱效率測量模型中，確定所述樣本鍋爐的樣本鍋爐熱效率，所述樣本數(shù)據(jù)包括樣本排煙溫度值、樣本過量空氣系數(shù)值和樣本爐渣含碳量；

獲取所述樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的實(shí)際鍋爐熱效率；

根據(jù)所述樣本鍋爐熱效率和所述實(shí)際鍋爐熱效率，計算熱效率誤差；

根據(jù)所述熱效率誤差，調(diào)整所述預(yù)設(shè)鍋爐熱效率測量模型中的參數(shù)，以調(diào)整熱效率誤差；

當(dāng)調(diào)整后的熱效率誤差滿足預(yù)設(shè)條件時，將調(diào)整后的預(yù)設(shè)熱效率測量模型確定為鍋爐熱效率測量模型。