一种用于电厂锅炉的温度监测系统的制作方法

本发明属于安全监测，具体是一种用于电厂锅炉的温度监测系统。

背景技术：

1、电厂锅炉是发电厂的核心设备，其正常运行与否直接影响到电厂的发电效率和安全性。温度是锅炉运行过程中一个重要的参数，对锅炉的燃烧效率和热传递效果起着至关重要的作用。锅炉一般容量较大，电厂锅炉主要有两类：煤粉炉和循环流化床锅炉，电站锅炉工作过程中，监测人员需要对锅炉内部温度进行监测，从而需要用到温度进行监测，传统的电厂锅炉温度监测主要依赖于人工巡检或简单的热成像监测，这种方式效率低、精度差，往往无法及时发现异常温度，增加了锅炉设备故障的风险。

2、目前，大多数的电厂锅炉温度监测系统选取的监测点一般采用经验选取或等距离选取，这样容易遗漏一些温度敏感点以及设备关键点；同时，大多数的电厂锅炉温度监测系统难以根据各温度之间的联系得到相应隐患信息，增加了锅炉使用时的危险性。

3、因此，本发明公开了一种用于电厂锅炉的温度监测系统，用于解决上述的技术问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种用于电厂锅炉的温度监测系统，用于解决电厂锅炉温度监测点设置的不合理，以及难以根据各温度之间的联系得到相应隐患信息的技术问题，本发明通过三维模拟得到受热面外壁温度测点来获取基本温度，通过基本温度获取邻近温差状态，以及通过建立区域特性曲线得到锅炉状态，基于锅炉状态和邻近温差状态提供相应的预警解决了上述问题。

2、为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种用于电厂锅炉的温度监测系统，包括：温度分析模块，以及与其相连的点位分布模块和数据库；

3、所述点位分布模块：用于通过三维模拟得到受热面外壁温度测点；在监测点上安装温度监测器，并通过温度监测器得到基本温度；其中，监测点包括外壁温度测点、进出水点和出烟口点，基本温度包括区域的实时温度、进出水温度、烟气温度和环境温度；

4、所述温度分析模块：用于通过区域的实时温度获取区域的特征温度；分析特征温度的影响状态，基于影响状态和邻近温差获取锅炉状态和邻近温差状态；基于锅炉状态和邻近温差状态设置相应的评价状态；基于评价状态提供相应的预警操作；其中，邻近温差是指锅炉区域与邻近区域之间的温差平均值；

5、所述数据库：用于存储数据。

6、优选的，所述通过三维模拟得到受热面外壁温度测点，包括：

7、获取锅炉炉胆图片，将锅炉划分成多个区域，通过计算机进行三维建模得到炉胆的三维模型；

8、设置固定的辐射热流密度，并将所述辐射热流密度作为边界条件对三维模型进行热态模拟，得到所述炉胆内各区域温度变化的数值模拟结果，基于数值模拟结果得到高温受热面各区域的热流系数；

9、对每个高温受热面各区域的热流系数进行排序，确定出不同区域中热流系数超过热流阈值的位置，作为壁温测点，将壁温测点存储至数据库；其中，热流阈值通过经验得来。

10、优选的，所述基于数值模拟结果得到高温受热面各区域的热流系数，包括：

11、提取区域中心的温度变化的数值wb，区域的表面积a和表面的辐射发射率ε；

12、对所述的温度变化的数值wb，区域的表面积a和表面的辐射发射率ε进行计算得到热流系数rs，具体的计算方法为：rs＝σ×ε×a×wb；其中，σ是比例系数。

13、优选的，所述通过区域的实时温度获取区域的特征温度，包括：

14、获取区域数和对应区域的实时温度，将不同区域同一时间的温度和上一时间的温度差值划分为同一温度组；

15、计算所述温度组中温度差值的方差，判断所述方差是否超过设定阈值；是，则进行温度的记录，并将各区域的实时温度标记为特征温度，并将所述特征温度存储至数据库；否，则不进行温度的记录；其中，设定阈值是通过经验得来。

16、优选的，所述分析特征温度的影响状态，包括：

17、通过进出水温差以及烟气和环境温差分析得到对应锅炉温度的区域特性曲线；

18、通过区域特性曲线判断各区域特征温度的温差特性是否低于特性阈值；是，则将区域对应的影响状态标记为稳定状态；否，则将区域对应的影响状态标记为不稳定状态；其中，特性阈值为固定温度下对应的标准温差特性值，影响状态为稳定状态或不稳定状态。

19、优选的，所述通过进出水温差以及烟气和环境温差分析得到对应锅炉温度的区域特性曲线，包括：

20、提取锅炉区域历史温度k以及对应的进出水温差jcc以及烟气和环境温差yhc；通过锅炉区域历史温度k以及对应的进出水温差jcc以及烟气和环境温差yhc进行计算得到对应的温差特性wt，具体的计算公式为：wt＝α×jcc+β×yhc；其中，α和β为比例系数，且α+β＝1；

21、将温度k作为横坐标，对应的温差特性wt作为纵坐标，利用插值法构建区域特性曲线。

22、优选的，所述基于影响状态和邻近温差获取锅炉状态和邻近温差状态，包括：

23、判断锅炉各区域影响状态标记为不稳定状态占总区域的比例是否超过动态阈值；是，则将锅炉状态标记为有隐患；否，则将锅炉状态标记为无隐患；

24、将锅炉区域与邻近区域之间的温差平均值标记为邻近温差，判断区域邻近温差和上次记录的邻近温差之间的比值是否处于设定范围内；是，则将邻近温差标记为合理；否，则将邻近温差标记为不合理；其中，动态阈值是通过区域个数和区域面积占比得来；邻近区域是指和研究区域直线距离最近的两个区域；设定范围是通过经验得来。

25、优选的，所述动态阈值是通过区域个数和区域面积占比得来，包括：

26、获取锅炉区域个数qs，锅炉区域监测总面积zjm，锅炉炉胆总面积zm；通过锅炉区域个数qs、锅炉区域监测总面积zjm以及锅炉炉胆总面积zm进行计算得到动态阈值dy，具体的计算公式为：dy＝δ×arctan(zjm/zm)×csc-1(qs)；其中，δ为比例系数。

27、优选的，所述基于锅炉状态和邻近温差状态设置相应的评价状态，包括：

28、当锅炉状态为有隐患，邻近温差为不合理时，生成评价状态为失衡状态；

29、当锅炉状态为有隐患，邻近温差为合理时，生成评价状态为较差状态；

30、当锅炉状态为无隐患，邻近温差为不合理时，生成评价状态为欠佳状态；

31、当锅炉状态为无隐患，邻近温差为合理时，生成评价状态为良好状态。

32、优选的，所述基于评价状态提供相应的预警操作，包括：

33、当接收到的评价状态为失衡状态时，通知监测人员对锅炉进行检修；

34、当接收到的评价状态为较差状态和欠佳状态时，对锅炉进行重点监测，当下一次评价状态不变时，通知相关工作人员对锅炉进行检查；

35、当接收到的评价状态为良好状态时，不做操作。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

37、1.本发明通过三维模拟得到受热面外壁温度测点来获取基本温度，通过基本温度获取邻近温差状态，以及通过建立区域特性曲线得到影响状态，基于邻近温差状态和影响状态提供相应的预警，解决了电厂锅炉温度监测点设置的不合理，以及难以根据各温度之间的联系得到相应隐患信息的技术问题。

38、2.本发明构建了每个区域的区域特性曲线，得到了在不同温度下该区域的特性阈值，当监测影响状态时，可以直接计算该区域的温差特性，然后对比同一温度下的特性阈值即可判断出该区域的运行状态，提高了系统的监测效率。