[發明專利]一種安全節能的燃氣熱水鍋爐智能控制系統及方法

有效

• 申請號: 202110096997.5
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112747477B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 羅小平;候群;喻凡;鄧聰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F24H9/20
• 分類號: F24H9/20;F24H15/464;F24H15/421;F24H15/10;F24H15/254;F24H15/219;F24H15/20;F24H15/238
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開一種安全節能的燃氣熱水鍋爐智能控制系統，包括本地服務器、交換機、協議轉換器、監測控制器、數據采集模塊和動態調控模塊，本地服務器與監測控制器連接；數據采集模塊與監測控制器連接；動態調控模塊與監測控制器連接，動態調控模塊用于對熱水溫度進行調節和對電磁彈簧式防爆門進行復位調節，本地服務器包括日期型數據庫、監測控制器數據存儲模塊、本地服務器中控制策略信號輸出模塊、熱水熱負荷模型預測模塊和電磁彈簧式防爆門控制模塊。并且還提供了相應的控制方法。本發明通過熱負荷預測模型對燃氣熱水鍋爐熱水溫度進行在線調控，同時納入電磁彈簧式防爆門進行在線調控，使燃氣熱水鍋爐熱負荷滿足需求的同時節約能耗，安全運行。

技術領域

本發明屬于智能調控及安全節能領域，尤其涉及一種安全節能的燃氣熱水鍋爐智能控制系統及方法。

背景技術

當天然氣與空氣混合，并且濃度在極限范圍內時遇點燃源就會發生爆炸。所以應在爐膛區以及容易聚集可燃氣的煙道區設置防爆門，彈簧式防爆門能自動復位且結構簡單，但現有的彈簧式防爆安全門自動化程度不高，動作后復位情況仍需人工巡檢，效率低下。燃氣熱水鍋爐的熱負荷是隨末端用水需求動態變化的，當前燃氣熱水鍋爐監控技術多為離線、參數恒定的控制方式，不能根據天氣情況及入住率動態調節熱水溫度，造成能源浪費。

張立申等人在基于數據辨識算法的燃氣熱水鍋爐運行特性研究中運用多層感知器(MLP)神經網絡和支持向量回歸機(ε-SVR)對燃氣熱水鍋爐進行仿真建模，結果顯示ε-SVR在小樣本數據的訓練上具有更高的準確性和泛化能力(張立申,李仲博,李淼,姜業正.基于數據辯識算法的燃氣熱水鍋爐運行特性研究[J].熱能動力工程,2020,35(02):219-223.)。但ε-SVR的性能優劣主要取決于核函數的選取，至今較為成熟的核函數及其參數的選擇都是人為的，帶有一定隨意性且無針對性；當樣本數量很大時，其空間消耗及時間消耗將會很大，導致模型難以訓練。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種鍋爐運行實現動態調控，穩定性能好，在滿足熱水供應前提下降低鍋爐能耗，安全性高，適用范圍廣，具有安全可靠作用的鍋爐安全節能系統。

為實現本發明目的，本發明提供一種安全節能的燃氣熱水鍋爐智能控制系統，包括本地服務器、交換機、協議轉換器、監測控制器、數據采集模塊和動態調控模塊，

本地服務器通過交換機和轉換器與監測控制器連接；

數據采集模塊與監測控制器的輸入口連接；

動態調控模塊與監測控制器的輸出口連接，動態調控模塊用于對熱水溫度進行調節和對電磁彈簧式防爆門進行復位調節；

其中，本地服務器包括日期型數據庫、監測控制器數據存儲模塊、本地服務器中控制策略信號輸出模塊、熱水熱負荷模型預測模塊和電磁彈簧式防爆門控制模塊，監測控制器數據存儲模塊用于儲存數據采集模塊采集的數據，并與熱水熱負荷模型預測模塊和電磁彈簧安全防爆門控制模塊相連接；控制策略信號輸出模塊接收熱水熱負荷模型預測模塊和電磁彈簧安全防爆門控制模塊的計算分析結果，輸出為控制信號并將其通過監測控制器傳輸至動態調控模塊，熱水熱負荷模型預測模塊采用長短時記憶網絡進行建模。

進一步地，數據采集模塊包括：

環境溫度傳感器，用于測量環境溫度；

環境濕度傳感器，用于測量環境濕度；

熱水溫度傳感器，用于測量鍋爐輸出熱水的溫度；

熱水流量傳感器，用于測量熱水流量；

電磁彈簧壓力傳感器，用于測量防爆門的電磁彈簧壓力；及

激光測距傳感器，用于測量防爆門與鍋爐之間的距離。

進一步地，電磁彈簧式防爆門包括防爆門和兩對稱設置在防爆門兩側的電磁彈簧，