[发明专利]一种固体燃料工业锅炉监测系统及锅炉热效率监测方法

权利要求书

1.一种固体燃料工业锅炉监测系统，其特征在于，包括数据采集系统、数据传输网络、在线监测云平台和客户端，所述数据采集系统包括数据采集终端和安装在锅炉上的数据采集装置，所述数据采集装置用于采集工业锅炉运行实时参数，所述数据采集系统通过所述数据传输网络与所述在线监测云平台通讯相连，所述数据采集终端收集所述数据采集装置采集的工业锅炉运行实时参数，通过所述数据传输网络传输至所述在线监测云平台，所述客户端与所述在线监测云平台通讯相连；

所述数据采集装置包括给水端传感器、排烟端传感器、燃料端传感器、蒸汽端传感器、锅炉运行传感器和环境参数传感器；

所述给水端传感器包括安装在给水管道上的水质硬度报警仪、给水流量计和给水温度传感器，其中所述水质硬度报警仪设置在给水管道上的软水器和水箱之间，所述给水流量计和所述给水温度传感器设置在给水管道上的给水泵后的直段上并保持处于同一区域，所述给水温度传感器的测温端插至给水管道截面的1/3～2/3处；

所述排烟端传感器包括安装在排烟管道出口处的排烟温度传感器和烟气成分采集传感器，所述烟气成分采集传感器用于分析锅炉排烟烟气中的氧气含量、一氧化碳含量和三原子气体含量，所述烟气成分采集传感器和所述排烟温度传感器位于同一测点或不同测点，当所述烟气成分采集传感器和所述排烟温度传感器位于不同测点时，所述烟气成分采集传感器更靠近最后一级受热面；所述烟气成分采集传感器和所述排烟温度传感器通过支架安装在排烟管道内侧并插至排烟管道直径的1/3～2/3处，所述烟气成分采集传感器中内置烟气半导体冷却装置和烟气粉尘过滤装置；

所述燃料端传感器为设置在燃料入口处的燃料计重传感器，所述燃料计重传感器采用炉前皮带称重式输送机计量或在进料斗上方加装用于计量燃料量的称重装置；

所述蒸汽端传感器为设置在主蒸汽管道出口处的蒸汽温度传感器，所述蒸汽温度传感器在主蒸汽管道上开口安装，所述蒸汽温度传感器的测温端插入主蒸汽管道截面的1/3～2/3处；

所述锅炉运行传感器包括锅炉就地压力表与蒸汽压力传感器，锅炉蒸汽压力存水弯管上安装三通阀,三通阀两个输出端分别连接所述锅炉就地压力表与所述蒸汽压力传感器，所述锅炉就地压力表实时显示主蒸汽压力，所述蒸汽压力传感器实时监测锅炉内蒸汽的压力；所述环境参数传感器包括环境温度传感器，所述环境温度传感器设置在数据采集终端附近。

2.如权利要求1所述的一种固体燃料工业锅炉监测系统，其特征在于，所述数据采集终端采用包括卡尔曼滤波算法和指数平滑预测算法在内的模态识别控制方法，对所述数据采集装置采集数据的时域和频域进行智能控制和准确预判，对智能监测启停点进行最优预测，控制数据采集的最佳时间点。

3.如权利要求1所述的一种固体燃料工业锅炉监测系统，其特征在于，所述数据采集装置还包括视频采集传感器和便携式燃料分析仪，所述便携式燃料分析仪与所述燃料端传感器相连。

4.如权利要求1所述的一种固体燃料工业锅炉监测系统，其特征在于，所述在线监测云平台具有后台计算装置，所述后台计算装置对数据传输网络传输来的参数数据进行分析计算，评价锅炉的安全及能效指标。

5.一种固体燃料工业锅炉监测系统的锅炉热效率监测方法，应用于电子设备，所述电子设备上设置有如权利要求1～4任一项所述的固体燃料工业锅炉监测系统中的在线监测云平台，其特征在于，包括：

获取目标锅炉的排烟温度值、排烟烟气中的气体含量、炉渣含碳量以及锅炉热效率测量模型，所述排烟温度值和所述排烟烟气中的气体含量由所述排烟端传感器采集得到，所述锅炉热效率测量模型基于样本排烟温度值、样本过量空气系数值以及样本炉渣含碳量为变量构建；

根据所述气体含量，确定过量空气系数值；

根据所述排烟温度值、所述炉渣含碳量、所述过量空气系数值以及所述锅炉热效率测量模型，监测所述目标锅炉的锅炉热效率。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述炉渣含碳量基于炉渣含碳量测量模型确定，所述炉渣含碳量测量模型基于所述数据采集终端采集的工业锅炉历史运行数据及其对应的历史炉渣含碳量进行模型训练得到；

所述获取所述目标锅炉的锅炉热效率测量模型，包括：

将样本锅炉的样本数据代入预设锅炉热效率测量模型中，确定所述样本锅炉的样本锅炉热效率，所述样本数据包括样本排烟温度值、样本过量空气系数值和样本炉渣含碳量；

获取所述样本数据对应的实际锅炉热效率；

根据所述样本锅炉热效率和所述实际锅炉热效率，计算热效率误差；

根据所述热效率误差，调整所述预设锅炉热效率测量模型中的参数，以调整热效率误差；

当调整后的热效率误差满足预设条件时，将调整后的预设热效率测量模型确定为锅炉热效率测量模型。