[发明专利]一种带光纤监测的换热机组及其监测方法

权利要求书

1.一种带光纤监测的换热机组，其特征在于，包括基于光纤传感器的压力、温度、声波、振动信号采集器、带光纤传感器的阀门、水泵(6)、管道及换热器、光纤信号传输线缆及网络、光纤数据分析平台及光纤监测系统平台；

所述安装光纤传感器的阀门、水泵(6)、管道以及换热器设备的压力、温度、声波以及振动信号通过光纤传感器(2)采集并传输至换热机组控制单元，所述换热机组控制单元就地处理所述光纤信号，或经过光纤信号传输线缆及网络传输至光纤数据分析平台及光纤监测系统平台；换热机组中的流量计(5)连接通过传输线缆连接换热机组控制单元的输入端；

所述光纤数据分析平台及光纤监测系统平台根据光纤信号获取阀门、泵、管道及换热器的工作状态，基于光纤信号分析阀门、泵、管道及换热器是否发生泄漏或内漏、水泵(6)或阀门工作是否正常任务中的任意一种；光纤数据分析平台及光纤监测系统平台中还用于所有光纤传感器(2)实时监测的数据。

2.根据权利要求1所述的带光纤监测的换热机组，其特征在于，光纤传感器(2)为干涉型光纤传感器或非干涉型光纤传感器。

3.根据权利要求1或2所述的带光纤监测的换热机组，其特征在于，光纤传感器(2)为单模光纤、多模光纤或偏振保持光纤中的任意一种或组合。

4.根据权利要求1所述的带光纤监测的换热机组，其特征在于，光纤传感器(2)作为声波信号采集器，其类型包括听音器、拾音器、微小位移电信号声音传感器、表面光纤传感器、动态压力传感器、光纤频率传感器、光纤声压传感器、光纤声强传感器、光纤声功率传感器中的任意一种或组合。

5.根据权利要求1所述的带光纤监测的换热机组，其特征在于，光纤传感器(2)加装在板式换热器(1)上，用于实时在线监测板式换热器(1)不同位置的温度、声波及振动信号。

6.根据权利要求5所述的带光纤监测的换热机组，其特征在于，在板式换热器(1)底部拉筋方向布置一根底部光纤传感器(24)，或在板式换热器(1)底部中心位置两边对称布置两根底部光纤传感器(24)，所述板式换热器(1)底部光纤传感器(24)对底部多级板片及密封胶垫之间的泄漏及温度变化进行实时在线监测。

7.根据权利要求5所述的带光纤监测的换热机组，其特征在于，在板式换热器顶部拉筋方向布置一根顶部光纤传感器(21)，或在板式换热器(1)顶部中心位置两边对称布置两根顶部光纤传感器(21)，顶部光纤传感器(21)对顶部多级板片及密封胶垫之间的泄漏及温度变化进行实时在线监测。

8.根据权利要求5所述的带光纤监测的换热机组，其特征在于，在一次热网水或二次热网水进出口管路上的法兰中间垫片位置分别对应布置进水光纤传感器(22)和出水光纤传感器(23)，用于监测进出水温以及法兰密封泄漏状况。

9.一种光纤监测换热机组的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，根据换热机组类型及泵、阀设备类型，确定安装光纤传感器(2)的位置以及光纤传感器类型，换热机组中实时在线监测的参数有温度、压力、声波信号以及泄漏状态；换热机组中需要监测的实体包括法兰的连接处、换热器、水泵(6)、管道以及阀门；

S2，对换热机组中每个光纤传感器进行编号，并将其采集的信号数据与光纤编号信息进行关联，所述关联信息存储在光纤数据分析平台及光纤监测系统平台中；

S3，安装有线或无线的光纤信号传输线缆及网络，将所述光纤传感器所收集的信号传输至换热机组控制中心以及光纤监控分析平台；

S4，对于能够在换热机组控制平台处理的信号，进行就地信号处理和就地对换热机组的控制；对于需要上传至光纤数据分析平台及光纤监测系统平台中的信号，通过传输线路及网络，传输至光纤数据分析平台及光纤监测系统平台中，在光纤数据分析平台及光纤监测系统平台中进行分析和处理。

10.根据权利要求9所述的监测方法，其特征在于，光纤监控分析平台基于大数据或人工智能算法对实时数据及历史数据进行分析处理，具体方法步骤如下：

步骤1：在现有热网监控平台基础上，设置存储大数据或人工智能算法的服务器，服务器用于对所获取的光纤传感器信号数据进行分析处理；

步骤2：将热力站及换热机组的压力、温度、设备声波信号、振动信号进行连续的长时间的记录监测，同时关联室外室内温度以及天气预报历史数据；

步骤3：所述服务器持续分析热网信号数据的历史数据、室外温度历史数据以及当前环境温度数据，优化热力站及换热机组的实时运行参数；

步骤4：通过远程控制差压控制平衡阀(3)、水泵(6)以及电动调节阀(4)来控制流量，实现优化的热力站及换热机组的运行。