一种船用锅炉的安全监控平台的制作方法

本发明属于船用锅炉，特别是涉及一种船用锅炉的安全监控平台。

背景技术：

1、船用锅炉作为船舶的重要动力装置之一，负责提供蒸汽动力以驱动船舶的运行；为了确保船用锅炉的安全、高效运行，必须配备有效的安全监控系统，及时监测关键参数并采取相应措施以避免事故发生。

2、现有公开号为cn110986378a的中国专利申请公开了锅炉安全监控平台，该发明涉及一种监控平台，具体涉及锅炉安全监控平台，包括：数据采集通讯模块，用于采集锅炉进水温度、进水压力、出水温度、储水压力和燃气泄漏的数据信息；数据传输模组，用于将数据采集通讯模块采集到的数据信息进行传输；远程监控终端，用于接收数据传输模组传输的数据，并将接收到的数据信息进行实时显示；解决传统的人工巡检方式进行锅炉安检，造成锅炉检查效率低，检查不及时的问题。

3、现有公开号为cn106568076b的中国专利公开了一种锅炉保护控制系统，包括与控制器输入端连接的温度检测器、液位检测器及压力检测器，与控制器输出端连接的自动调节阀和放空阀；还包括设置在锅炉汽包上的安全调节阀，安全调节阀包括带阀盖的阀体，阀体底部开设有阀口，侧壁开设有排汽口，阀体内腔设有阀杆，阀阀杆底部设有抵接在阀口的阀芯，阀杆上套设有弹簧并设有弹簧限位扣，弹簧被限制在弹簧限位扣及阀芯之间，阀体侧壁及阀杆上端水平方向上穿过一限位杆，该发明创造具有安全监控手段完善；安全阀的结构简单、组装拆卸方便的优点。

4、但是上述现有技术仍然存在以下问题：

5、锅炉是工业生产中的重要设备，安全监控和控制系统必须具有高度稳定性和可靠性，以确保持续的安全运行；但数据的准确性和及时性可能受到环境干扰因素的影响，例如锅炉水质不合格或水质波动大可能导致水垢、腐蚀等问题，影响锅炉安全运行；排烟不畅也会导致烟气在燃烧室内积聚，甚至倒灌至锅炉室内，增加爆炸和火灾的风险；因此，确保数据的准确性和及时性对于系统的有效监控至关重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种船用锅炉的安全监控平台，通过实时工作状态数据对锅炉是否进行运行工作进行评估，生成工作安全评估系数；将工作安全评估系数与预设工作安全评估系数阈值对比分析，判断是否生成预警信息；若生成预警信息，将烟气排放特征数据与标准烟气排放特征数据输入至预构建的锅炉烟气排放预测模型中，获得预测的烟气排放量，并判定是否生成停止运行指令，解决了现有数据的准确性和及时性可能受到环境干扰因素的影响以及锅炉安全运行等问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明为一种船用锅炉的安全监控平台，包括。

4、设置一种船用锅炉的安全监控装置，包括控制系统、设置在炉膛左侧外壁上的温度传感器、设置在锅炉壳体左上方的安全阀、安全阀上的压力传感器、锅炉壳体右上方的烟气排放探头、设置在炉膛右侧外壁进水管上的水质调节装置，所述温度传感器、压力传感器、烟气排放探头以及水质调节装置通过有线和/或无线连接，实现数据间的相互传输；

5、采集锅炉状态特征数据，锅炉状态特征数据包括锅炉内的工作状态数据与标准工作状态数据，工作状态数据包括实时工作状态数据、预设烟气排放量与预设水质硬度；

6、通过实时工作状态数据对锅炉是否进行运行工作进行评估，生成工作安全评估系数；

7、将工作安全评估系数与预设工作安全评估系数阈值对比分析，判断是否生成预警信息；

8、若生成预警信息，将烟气排放特征数据与标准烟气排放特征数据输入至预构建的锅炉烟气排放预测模型中，获得预测的烟气排放量；

9、根据预测的烟气排放量，判定是否生成停止运行指令；

10、根据停止运行指令，暂停锅炉运行工作；

11、进一步地，所述实时工作状态数据包括炉膛温度、炉膛压力、烟气排放量与水质硬度；所述标准工作状态数据包括标准炉膛温度、标准炉膛压力、标准烟气排放量与标准水质硬度；

12、通过实时工作状态数据对锅炉是否进行运行工作进行评估，生成工作安全评估系数；

13、

14、式中，px为工作安全评估系数，mk为烟气排放量，zj为炉膛温度，by为炉膛压力，rm为水质硬度；取值均大于0，为烟气排放量所占的权重因子，zj为炉膛温度所占的权重因子，by为炉膛压力所占的权重因子，rm为水质硬度所占的权重因子。

15、进一步地，所述是否生成预警信息的方法包括：

16、若工作安全评估系数小于等于预设工作安全评估系数阈值，则生成预警信息；

17、若工作安全评估系数大于预设工作安全评估系数阈值，则不生成预警信息；

18、进一步地，所述锅炉烟气排放预测模型预构建的方法包括：

19、预先收集j组烟气排放训练数据，j为大于1的整数，烟气排放训练数据包括烟气排放特征数据以及烟气排放特征数据对应的预测烟气排放量；烟气排放训练数据包括锅炉的烟气排放量以及预设烟气排放量；烟气排放量为设置在锅炉壳体右上方的烟气排放探头所测得的烟气排放量；

20、将烟气排放训练数据划分为训练集和测试集，构建分类器，将训练集中的烟气排放特征数据作为输入数据，将训练集中的烟气排放量作为输出数据，对分类器进行训练，得到初始分类器，利用测试集对初始分类器进行测试，输出满足预设准确度的分类器作为锅炉烟气排放预测模型，锅炉烟气排放预测模型为朴素贝叶斯算法、随机森林回归或神经网络回归等模型的其中一种；

21、进一步地，所述判定是否生成停止运行指令的方法包括：

22、若预测的烟气排放量小于预设的烟气排放量阈值，则生成停止运行指令；

23、若预测的烟气排放量大于等于预设的烟气排放量阈值，则生成停止运行指令；

24、进一步地，所述锅炉烟气排放预测模型还包括锅炉水质硬度预测模型；将水质硬度特征数据与标准水质硬度特征数据输入至预构建的锅炉水质硬度预测模型中，获得预测的水质硬度；

25、进一步地，所述锅炉水质硬度预测模型预构建的方法包括：

26、预先收集q组水质硬度训练数据，q为大于1的整数，水质硬度训练数据包括水质硬度特征数据以及水质硬度特征数据对应的水质硬度；水质硬度特征数据包括锅炉的水质硬度以及预设水质硬度，水质硬度为通过设置在炉膛右侧外壁进水管上的水质调节装置所测得的水质硬度；

27、将水质硬度训练数据划分为训练集和测试集，构建分类器，将训练集中的水质硬度特征数据作为输入数据，将训练集中的水质硬度作为输出数据，对分类器进行训练，得到初始分类器，利用测试集对初始分类器进行测试，输出满足预设准确度的分类器作为锅炉水质硬度预测模型，锅炉水质硬度预测模型为朴素贝叶斯算法、随机森林回归或神经网络回归等模型的其中一种。

28、进一步地，根据预测的水质硬度，判定是否生成停止运行指令的方法包括：

29、若预测的水质硬度大于等于预设的水质硬度阈值，则生成停止运行指令；

30、若预测的水质硬度小于预设的水质硬度阈值，则不生成停止运行指令；

31、一种船用锅炉的安全监控系统，用于实现所述的一种船用锅炉的安全监控平台，包括：

32、装置设置模块，包括控制系统、设置在炉膛左侧外壁上的温度传感器、设置在锅炉壳体左上方的安全阀、安全阀上的压力传感器、锅炉壳体右上方的烟气排放探头、设置在炉膛右侧外壁进水管上的水质调节装置，所述温度传感器、压力传感器、烟气排放探头以及水质调节装置通过有线和/或无线连接，实现数据间的相互传输；

33、数据采集模块，用于采集锅炉状态特征数据，锅炉状态特征数据包括锅炉内的工作状态数据与标准工作状态数据，工作状态数据包括实时工作状态数据、预设烟气排放量与预设水质硬度；

34、锅炉工作状态信息预测模块，通过实时工作状态数据对锅炉是否进行运行工作进行评估，生成工作安全评估系数；

35、安全预警模块，将工作安全评估系数与预设工作安全评估系数阈值对比分析，判断是否生成预警信息；

36、决策模块，若生成预警信息，将烟气排放特征数据与标准烟气排放特征数据输入至预构建的锅炉烟气排放预测模型中，获得预测的烟气排放量；

37、根据预测的烟气排放量，判定是否生成停止运行指令；根据停止运行指令，暂停锅炉运行工作。

38、本发明具有以下有益效果：

39、1、本发明可以提高设备的运行效率:通过设置好的船用锅炉的安全监控装置，实时监控设备的运行状态并预测潜在故障并制定优化维护计划，可以降低维护成本，提高设备利用率，避免因设备故障导致的生产停滞和维修费用增加。

40、2、本发明考虑了数据的准确性和及时性可能受到环境干扰因素的影响，解决了因锅炉水质不合格或水质波动大可能导致水垢、腐蚀等问题，保证了锅炉安全运行；同时考虑了排烟不畅也会导致烟气在燃烧室内积聚，甚至倒灌至锅炉室内，增加爆炸和火灾的风险等问题；通过预警信息和预测的机器学习模型，及时发现设备潜在问题，可以减少意外事故发生的可能性，提高了船用锅炉使用的安全性。

41、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。