一种电厂锅炉智能排污系统的制作方法

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1.本发明涉及电厂锅炉排污系统技术领域，具体涉及一种电厂锅炉智能排污系统。

背景技术：

2.锅炉在运行中，随着蒸汽的产出，锅水被浓缩。当盐浓度升高到一定程度时，锅水会产生泡沫，发生汽水共腾，蒸汽大量带水，并造成严重的虚假水位，使炉况控制不稳。因此必须控制锅水的含盐浓度，确保蒸汽质量及锅炉运行安全。
3.控制锅水含盐量的主要方法是，在运行中随着蒸汽的产出，采用表面排污的办法，在锅筒蒸发面的下侧排出一部分盐浓度高的锅水，并相应补充盐浓度低的补给水，实现对锅水盐浓度的稀释。如果排污量不足，锅水的盐浓度会越来越高；反之，若排污量过大，则因排出的是含有大量热能的锅水，会造成能量损失和软水资源的浪费。节能减排的最优方案是以最小的排污量，控制锅炉水质达标，确保安全运行，提高热效率。
4.国内大多数工业锅炉采用人工定时(每班一次或几次)打开或关闭排污阀。这种传统的排污方法无法实现排污量的按需控制。面对蒸汽流量的变化，一般只能按最大的可能蒸发量超量排放，造成能源浪费。即使如此，在负荷变化大时仍难保证锅水一定合格。

技术实现要素：

5.本技术的一些实施例中，提供了一种电厂锅炉智能排污系统，解决了现有技术中锅炉排污无法进行智能控制的问题。
6.通过实时监控每台锅炉的锅炉锅炉蒸发量、锅炉给水含盐量、锅炉锅水含盐量、锅水的电导率，自动进行锅炉的排污量控制。
7.本技术的一些实施例中，公开了一种电厂锅炉智能排污系统，锅炉连通有进水管、蒸汽出口管、定排管和连排管，进水管用于向锅炉内引入水，蒸汽出口管用于将锅炉内的蒸汽排出，定排管用于对锅炉进行定期排污，连排管用于对锅炉进行连续排污。
8.排污系统包括排污控制器，蒸汽出口管路上设置有第一监测组件，第一监测组件与排污控制器进行数据连接，进水管上设置有第二监测组件，第二监测组件与排污控制器进行数据连接。
9.第一监测组件通过排污控制器计算得出锅炉蒸发量d和锅炉炉水含盐量s
p
，第二监测组件通过排污控制器计算得出锅炉给水含盐量sg。
10.定排管和连排管上分别设置有第一排污阀和第二排污阀，且第一排污阀和第二排污阀连接有阀门调节装置，且阀门调节装置与排污控制器进行数据连接。
11.锅炉内还设置有锅炉水位计，锅炉水位计用于测量锅炉内的水位变化高度h。
12.其中，排污控制器通过第一监测组件和第二监测组件的监测数据进行排污模型计算。
13.排污模型包括定期排污模型和连续排污模型，阀门调节装置接受排污控制器控制指令，调节第一排污阀和第二排污阀进行排污量控制。
14.本技术的一些实施例中，第一监测组件包括蒸汽流量计、蒸汽压力计、蒸汽温度计和炉水电导率计，分别用于测量排出锅炉的蒸汽的蒸汽流量、蒸汽压力、蒸汽温度和炉水电导率，排污控制器中根据第一监测组件测量的蒸汽的蒸汽温度、蒸汽压力、蒸汽流量、炉水电导率进行排污模型计算，通过蒸汽流量计算得出锅炉蒸发量d，通过炉水电导率得出锅炉炉水含盐量s
p
。
15.本技术的一些实施例中，第二监测组件包括给水流量计、给水压力计、给水温度计和给水电导率计，分别用于测量进入锅炉中的给水流量、给水压力、给水温度和给水电导率，排污控制器中根据第二监测组件测量的给水流量、给水压力和给水温度进行排污模型计算，通过给水电导率得出锅炉给水含盐量sg。
16.本技术的一些实施例中，给水压力和给水温度作为锅炉给水量的修正参数，根据给水压力和给水温度的数值经过排污模型计算后，对给水流量计测量的给水流量进行数值修正。
17.本技术的一些实施例中，定排管开始进行定期排污时，根据定期排污模型并通过阀门调节装置控制第一阀门进行锅炉的一次定期排污时间和排污量控制，定排管进行一次定期排污后，根据排污模型计算的数值设定下一次定期排污的时间间隔。
18.本技术的一些实施例中，连排管进行连续排污时，排污控制器根据连续排污模型并通过阀门调节装置控制第二阀门进行锅炉的连续排污。
19.本技术的一些实施例中，锅炉的连续排污量计算公式为：w
l
＝d
×
sg/s
p
－sg；
20.其中，d为锅炉蒸发量(t/h)，sg为锅炉给水含盐量(ppm)，为锅炉锅水含盐量(ppm)，w
l
为锅炉连续排污量(m3)。
21.锅炉的定期排污量计算公式为：wd＝r
×
l
×
h；
22.其中，r为锅炉内径(m)，l为锅炉长度(m)，h为锅炉水位计中水位变化高度(m)，wd为一次定期排污量(m3)。
23.锅炉的定期排污量间隔时间的计算公式为：t＝wd/(a
×d×
v)；
24.其中，wd为一次定期排污量(m3)，a为以锅炉蒸发量的百分数来表示的定期排污量(％)，d为锅炉蒸发量(t/h)，v为排污时炉水的比容(m3/t)。
25.本发明的有益效果在于：
26.本发明通过实时监控锅炉锅炉蒸发量、锅炉给水含盐量、锅炉锅水含盐量、锅水的电导率等数据，自动计算锅炉的排污量、排污时间和排污速度，既保证了锅水品质，又不会多排污造成工质和热量浪费，对锅炉的安全运行和提高锅炉运行效率都非常重要。
附图说明
27.图1是本发明的一些实施例中锅炉结构示意图；
28.图2是本发明的一些实施例中电厂锅炉智能排污系统的电控连接结构示意图；
29.图3是本发明的一些实施例中电厂锅炉智能排污系统的工作流程示意图。
30.附图标记：
31.包括：100、锅炉；110、锅炉水位计；200、进水管；210、第二监测组件；310、第一监测组件；300、蒸汽出口管；400、定排管；410、第一排污阀；500、连排管；510、第二排污阀。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
33.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
34.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
35.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.本技术的一些实施例中，提供了一种电厂锅炉智能排污系统，解决了现有技术中锅炉排污无法进行智能控制的问题。
37.本技术的一些实施例中，如图1－2所示，公开了一种电厂锅炉智能排污系统，锅炉100连通有进水管200、蒸汽出口管300、定排管400和连排管500，进水管200用于向锅炉100内引入水，蒸汽出口管300用于将锅炉100内的蒸汽排出，定排管400用于对锅炉100进行定期排污，连排管500用于对锅炉100进行连续排污。
38.排污系统包括排污控制器，蒸汽出口管300路上设置有第一监测组件310，第一监测组件310与排污控制器进行数据连接，进水管200上设置有第二监测组件210，第二监测组件210与排污控制器进行数据连接。
39.第一监测组件310通过排污控制器计算得出锅炉100蒸发量d和锅炉100炉水含盐量sp，第二监测组件210通过排污控制器计算得出锅炉100给水含盐量sg。
40.定排管400和连排管500上分别设置有第一排污阀410和第二排污阀510，且第一排污阀410和第二排污阀510连接有阀门调节装置，且阀门调节装置与排污控制器进行数据连接。
41.锅炉100内还设置有锅炉100水位计，锅炉100水位计用于测量锅炉100内的水位变化高度h。
42.其中，排污控制器通过第一监测组件310和第二监测组件210的监测数据进行排污模型计算。
43.排污模型包括定期排污模型和连续排污模型，阀门调节装置接受排污控制器控制指令，调节第一排污阀410和第二排污阀510进行排污量控制。
44.需要说明的是，将锅里蒸发量d作为连续排污模型中第二排污阀510的开度作为依据，能够保证连续排污流量的具体数值随着蒸汽流量d的变化而变化，从而呈现出完整的排污流量与蒸汽流量比例控制系统。
45.保证在排污量最小的环境下，锅炉100水中具有的盐浓度始终保持在允许范围内的最大值，从而使锅炉100节能减排效果达到标准要求。
46.同时，在锅炉100实际运行过程中，不仅锅炉100表面需要排污(即连续排污)，锅炉100底部的沉积物也需要定期排污。
47.然而在传统排污方式开展过程中，排污数量和排污时间都是由人工决定，缺乏必要的科学性，导致锅炉100水中的盐浓度无法准确控制。与此同时，具有明显变化性的因素还有锅炉100给水的盐浓度sg，从而导致公式具有的比例关系发生变化。为了将这个问题有效解决，使锅炉100水中具有的盐浓度保持在稳定状态，需要系统根据锅炉100锅炉100蒸发量d、锅炉100给水含盐量sg、锅炉100锅水含盐量sp进行自动控制，通过比值自动设定排污量，调整排污流量，从而有效实现节能减排控制目标。
48.本技术的一些实施例中，第一监测组件310包括蒸汽流量计、蒸汽压力计、蒸汽温度计和炉水电导率计，分别用于测量排出锅炉100的蒸汽的蒸汽流量、蒸汽压力、蒸汽温度和炉水电导率，排污控制器中根据第一监测组件310测量的蒸汽的蒸汽温度、蒸汽压力、蒸汽流量、炉水电导率进行排污模型计算，通过蒸汽流量计算得出锅炉100蒸发量d，通过炉水电导率得出锅炉100炉水含盐量sp。
49.需要说明的是，如何通过蒸汽流量计算得出锅炉100蒸发量d，以及如何通过炉水电导率得出锅炉100炉水含盐量sp都是现有技术中的常见计算方式，是本领域技术人员可以得知的，因此具体的计算公式在此不做赘述，本技术主要的技术方案在于：如何通过实时监控锅炉100锅炉100蒸发量、锅炉100给水含盐量、锅炉100锅水含盐量等数据，自动计算锅炉100的排污参数，实现更合理的排污方式。
50.本技术的一些实施例中，第二监测组件210包括给水流量计、给水压力计、给水温度计和给水电导率计，分别用于测量进入锅炉100中的给水流量、给水压力、给水温度和给水电导率，排污控制器中根据第二监测组件210测量的给水流量、给水压力和给水温度进行排污模型计算，通过给水电导率得出锅炉100给水含盐量sg。
51.需要说明的是，与上述实施例相同，通过给水电导率得出锅炉100给水含盐量sg是现有技术中的常见计算方式，是本领域技术人员可以得知的，因此对此也不做赘述。
52.还需要说明的是，上述两个电导率计也可以替换为水质分析仪对含盐量进行直接测量，但是一方面水质分析仪的成本相对较高，另一方面，本技术技术方案的实际使用参数仅需要水质的含盐量，水质分析仪器测得的其它参数对于本技术来说用处不大，因此，本技术技术方案优选的采用电导率计通过计算得出含盐量，结果准确且成本降低。
53.基于上述实施例，给水压力和给水温度作为锅炉100给水量的修正参数，根据给水压力和给水温度的数值经过排污模型计算后，对给水流量计测量的给水流量进行数值修正。
54.需要说明的是，给水压力和给水温度为辅助参数，真正与本技术主要技术相关的参数为给水流量参数，给水压力和给水温度是为了使给水流量参数计算更加准确。
55.本技术的一些实施例中，定排管400开始进行定期排污时，根据定期排污模型并通过阀门调节装置控制第一阀门进行锅炉100的一次定期排污时间和排污量控制，定排管400进行一次定期排污后，根据排污模型计算的数值设定下一次定期排污的时间间隔。
56.本技术的一些实施例中，连排管500进行连续排污时，排污控制器根据连续排污模
型并通过阀门调节装置控制第二阀门进行锅炉100的连续排污。
57.基于上述实施例，本技术如何通过实时监控锅炉100蒸发量、锅炉100给水含盐量、锅炉100锅水含盐量等数据，自动计算锅炉100的排污参数，实现更合理的排污方式的具体方法包括：
58.锅炉100的连续排污量计算公式为：wl＝d
×
sg/sp－sg；
59.其中，d为锅炉100蒸发量(t/h)，sg为锅炉100给水含盐量(ppm)，为锅炉100锅水含盐量(ppm)，wl为锅炉100连续排污量(m3)。
60.锅炉100的定期排污量计算公式为：wd＝r
×
l
×
h；
61.其中，r为锅炉100内径(m)，l为锅炉100长度(m)，h为锅炉100水位计中水位变化高度(m)，wd为一次定期排污量(m3)。
62.锅炉100的定期排污量间隔时间的计算公式为：t＝wd/(a
×d×
v)；
63.其中，wd为一次定期排污量(m3)，a为以锅炉100蒸发量的百分数来表示的定期排污量(％)，d为锅炉100蒸发量(t/h)，v为排污时炉水的比容(m3/t)。
64.基于上述实施例，本技术技术方案和基本技术构思在实际应用中，如图1－3所示，排污系统中有两个控制通道，其中通道一系统根据锅炉100具有的实际蒸汽流量，结合锅炉100的连续排污量计算公式具有的比例关系，对连续排污流量进行控制，使其形成开环的前馈控制通道。
65.通道二将给定值与通过导电率测量出的数值进行比较，形成闭环控制回路。
66.然后这两组通道在加法运算器的作用下有效结合，组成一套完整的前馈—反馈复合系统，对锅炉100排污量进行控制。
67.这样的方式能够对各种影响因素进行合理控制，从而使锅炉100水具有的盐浓度始终被控制在额定范围内。
68.根据图2－3的设计原理和流程示意图，将锅炉100与排污控制器有效结合，组成完整的前馈—反馈复合控制系统。在此基础上，结合实际情况经过计算得出的排污模型对系统设备进行合理控制修正，从而使控制锅炉100排污效果达到令人满意的程度。
69.针对锅炉水区的盐浓度以及锅炉100实际排污能力而言，会对锅炉100排污节能控制产生一定影响，采用炉水电导率得出锅炉100炉水含盐量sp和通过给水电导率得出锅炉100给水含盐量sg，形成闭环控制方式，能够将这个问题有效解决现有技术中锅炉100排污无法进行智能控制的问题。
70.本发明的有益效果在于：
71.本发明通过实时监控锅炉锅炉蒸发量、锅炉给水含盐量、锅炉锅水含盐量、锅水的电导率等数据，自动计算锅炉的排污量、排污时间和排污速度，既保证了锅水品质，又不会多排污造成工质和热量浪费，对锅炉的安全运行和提高锅炉运行效率都非常重要。
72.本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种电厂锅炉智能排污系统，锅炉连通有进水管、蒸汽出口管、定排管和连排管；所述进水管用于向所述锅炉内引入水，所述蒸汽出口管用于将所述锅炉内的蒸汽排出，所述定排管用于对所述锅炉进行定期排污，所述连排管用于对所述锅炉进行连续排污；其特征在于，所述排污系统包括排污控制器；所述蒸汽出口管路上设置有第一监测组件，所述第一监测组件与所述排污控制器进行数据连接；所述进水管上设置有第二监测组件，所述第二监测组件与所述排污控制器进行数据连接；所述第一监测组件通过所述排污控制器计算得出锅炉蒸发量d和锅炉炉水含盐量s
p
，所述第二监测组件通过所述排污控制器计算得出锅炉给水含盐量s
g
；所述定排管和连排管上分别设置有第一排污阀和第二排污阀，且所述第一排污阀和第二排污阀连接有阀门调节装置，且所述阀门调节装置与所述排污控制器进行数据连接；所述锅炉内还设置有锅炉水位计，所述锅炉水位计用于测量所述锅炉内的水位变化高度h；其中，所述排污控制器通过所述第一监测组件和第二监测组件的监测数据进行排污模型计算；所述排污模型包括定期排污模型和连续排污模型；所述阀门调节装置接受所述排污控制器控制指令，调节所述第一排污阀和第二排污阀进行排污量控制。2.如权利要求1所述的电厂锅炉智能排污系统，其特征在于，所述第一监测组件包括蒸汽流量计、蒸汽压力计、蒸汽温度计和炉水电导率计，分别用于测量排出所述锅炉的蒸汽的蒸汽流量、蒸汽压力、蒸汽温度和炉水电导率；所述排污控制器中根据所述第一监测组件测量的蒸汽的蒸汽温度、蒸汽压力、蒸汽流量、炉水电导率进行所述排污模型计算，通过蒸汽流量计算得出锅炉蒸发量d，通过炉水电导率得出锅炉炉水含盐量s
p
。3.如权利要求1所述的电厂锅炉智能排污系统，其特征在于，所述第二监测组件包括给水流量计、给水压力计、给水温度计和给水电导率计，分别用于测量进入所述锅炉中的给水流量、给水压力、给水温度和给水电导率，所述排污控制器中根据所述第二监测组件测量的给水流量、给水压力和给水温度进行所述排污模型计算，通过给水电导率得出锅炉给水含盐量s
g
。4.如权利要求3所述的电厂锅炉智能排污系统，其特征在于，所述给水压力和给水温度作为所述锅炉给水量的修正参数，根据所述给水压力和给水温度的数值经过所述排污模型计算后，对所述给水流量计测量的所述给水流量进行数值修正。5.如权利要求1所述的电厂锅炉智能排污系统，其特征在于，所述定排管开始进行定期排污时，根据所述定期排污模型并通过所述阀门调节装置控制所述第一阀门进行所述锅炉的一次定期排污时间和排污量控制；所述定排管进行一次定期排污后，根据所述排污模型计算的数值设定下一次定期排污的时间间隔。6.如权利要求1所述的电厂锅炉智能排污系统，其特征在于，所述连排管进行连续排污
时，所述排污控制器根据所述连续排污模型并通过所述阀门调节装置控制所述第二阀门进行所述锅炉的连续排污。7.如权利要求1所述的电厂锅炉智能排污系统，其特征在于，所述锅炉的连续排污量计算公式为：w
l
＝d
×
s
g
/s
p
－s
g
；其中，d为锅炉蒸发量(t/h)，s
g
为锅炉给水含盐量(ppm)，为锅炉锅水含盐量(ppm)，w
l
为锅炉连续排污量(m3)。8.如权利要求7所述的电厂锅炉智能排污系统，其特征在于，所述锅炉的定期排污量计算公式为：w
d
＝r
×
l
×
h；其中，r为锅炉内径(m)，l为锅炉长度(m)，h为锅炉水位计中水位变化高度(m)，w
d
为一次定期排污量(m3)。9.如权利要求8所述的电厂锅炉智能排污系统，其特征在于，所述锅炉的定期排污量间隔时间的计算公式为：t＝w
d
/(a
×
d
×
v)；其中，w
d
为一次定期排污量(m3)，a为以锅炉蒸发量的百分数来表示的定期排污量(％)，d为锅炉蒸发量(t/h)，v为排污时炉水的比容(m3/t)。

技术总结

本发明提供了一种锅炉系统，系统根据锅炉锅炉蒸发量、锅炉给水含盐量、锅炉锅水含盐量、锅水的电导率进行自动控制，排污控制器获取锅炉蒸发量、锅炉给水含盐量、锅炉锅水含盐量、锅水的电导率等数据，经过模型计算输出控制指令控制排污门开度、时间、排污量等。本发明通过实时监控锅炉锅炉蒸发量、锅炉给水含盐量、锅炉锅水含盐量、锅水的电导率等数据，自动计算锅炉的排污量、排污时间和排污速度，既保证了锅水品质，又不会多排污造成工质和热量浪费，对锅炉的安全运行和提高锅炉运行效率都非常重要。要。要。