本发明涉及一种三冲量锅炉炉管泄漏报警控制系统及方法。
背景技术：
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锅炉是关系到生产和生活的重要的压力容器，其安全运行意义重大。而锅炉炉管泄漏或爆破又是经常发生的现象，如发现不及时，泄漏的高温高压蒸汽会吹损周围的锅炉管束，严重时会酿成重大事故，因此提前发现炉管泄漏是避免事故扩大的关键环节。
目前在锅炉上一般装有常规的泄漏报警装置，报警装置只是一个声音检测仪，用于检测锅炉炉管泄漏产生的声音，但由于锅炉燃烧产生的噪音和背景音较大，常规的泄漏报警装置：声音检测仪往往实现不了提前发现炉管泄漏的目的。
技术实现要素：
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针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种三冲量锅炉炉管泄漏报警控制方法，该方法可对炉管泄漏位置进行精准检测，准确地进行早期预警，避免机组爆管事故进一步扩大。
本发明采用下面的技术方案：
一种三冲量锅炉炉管泄漏报警控制方法，包括：
获取锅炉给水流量与蒸汽出口流量之偏差，锅炉炉管外壁设定位置的温度变化值，以及泄漏检测装置的泄漏信号作为三冲量信号；所述锅炉炉管外壁设定位置的温度变化值包括：取锅炉炉管外壁竖直方向上设定距离段的两端点，记为上端点和下端点，分别获取上端点以及下端点一定时间内的温度变化值；
根据上述三冲量信号进行逻辑计算，若锅炉给水流量与蒸汽出口流量之偏差大于第一设定值；或上端点的温度变化值表现为温升，且温升大于第二设定值，同时下端点的温度变化值表现为温降，且温降也大于第二设定值；或泄漏检测装置发出泄漏信号，则判定锅炉炉管发生泄漏，输出报警信号。
进一步的，若上端点的温度变化值表现为温升，且温升大于第三设定值，同时下端点的温度变化值表现为温降，且温降大于第四设定值，则判定锅炉炉管发生泄漏。
进一步的，根据水平衡理论和换热理论计算得到第一设定值、第二设定值、第三设定值和第四设定值。
进一步的，获取以上端点为中心的多个待测点处的温度变化值，取其平均值作为上端点的平均温度变化值；同时获取以下端点为中心的多个待测点处的温度变化值，取其平均值作为下端点的平均温度变化值。
本发明还提出了一种采用上述方法的三冲量锅炉炉管泄漏报警控制系统，包括：
在锅炉炉管外壁的设定位置设置有温度检测单元，所述温度检测单元设置在锅炉炉管外壁竖直方向上设定距离段的上端点和下端点；
在锅炉给水端设置有水流量检测单元；
在锅炉的蒸汽出口端设置有蒸汽流量检测单元；
通过检测炉管泄漏声音的声音检测仪；
逻辑模块，其输入与所述温度检测单元、水流量检测单元、蒸汽流量检测单元和声音检测仪的输出相连，用于当锅炉给水流量与蒸汽出口流量之偏差大于第一设定值；或上端点的温度变化值表现为温升，且温升大于第二设定值，同时下端点的温度变化值表现为温降，且温降也大于第二设定值；或泄漏检测装置发出泄漏信号，则判定锅炉炉管发生泄漏，输出报警信号；
计算机，与所述逻辑模块相连，获取报警控制信号，输出报警信息。
进一步的，所述逻辑模块包括第一限位逻辑单元，用于获取上端点和下端点温度检测单元的检测结果，并输出逻辑值；第二限位逻辑单元，用于获取蒸汽流量检测单元和蒸汽流量检测单元的检测结果，并输出逻辑值；逻辑或单元，用于获取所述第一限位逻辑单元输出的逻辑值、第二限位逻辑单元输出的逻辑值以及声音检测仪发出泄漏信号逻辑值，输出报警控制信号。
进一步的，第一限位逻辑单元包括上端点逻辑限位单元和下端点逻辑限位单元，上端点逻辑限位单元设置有第三设定值，用于获取上端点温度检测单元的检测结果，并输出逻辑值；下端点逻辑限位单元设置有第四设定值，用于获取下端点温度检测单元的检测结果，并输出逻辑值。
进一步的，以上端点为中心的多个待测点处设有温度检测单元，每个温度检测单元的输出连接有第一控制器，用于计算其平均温度变化值；以下端点为中心的多个待测点处设有温度检测单元，每个温度检测单元的输出连接有第二控制器，用于计算其平均温度变化值。
进一步的，所述温度检测单元采用贴片式温度检测器。
进一步的，将所述报警信息通过计算机输送到操作员站点。
本发明的有益效果：
本发明提供的三冲量锅炉炉管报警方法及系统，可准确预警早期泄漏，并可对锅炉炉管泄漏程度进行定量监测，直接显示在操作员站画面上,及时提醒运行人员到现场检查炉管泄漏具体位置和爆管严重程度，避免事故扩大。本发明根据水平衡理论和换热理论，通过测量和计算给水流量与蒸汽流量偏差、金属壁温变化率(温升或温降)以及声音检测仪信号的三冲量，综合判定锅炉炉管泄漏情况，输出炉管泄漏报警信号到操作员站，提醒运行人员到现场检查炉管泄漏具体位置和爆管严重程度，可以有效起到锅炉炉管泄漏的报警目的。
附图说明
图1为本发明三冲量锅炉炉管泄漏报警系统示意图。
1-温度测点；2-水流量测点,3-蒸汽流量测点；4-泄漏检测点；
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
如图1所示为本发明的一种典型实施例，三冲量锅炉炉管泄漏报警控制系统，包括：
在锅炉炉管外壁的设定位置设置有若干温度测点1，若干温度测点1设置在锅炉炉管外壁竖直方向上设定距离段的上端点和下端点；在锅炉给水端设置有水流量测点2；在锅炉的蒸汽出口端设置有蒸汽流量测点3；通过检测炉管泄漏声音的声音检测仪，即若干泄漏监测点4；逻辑模块，其输入与若干温度测点1、水流量测点2、蒸汽流量测点3和若干泄漏监测点4的输出相连，用于当锅炉给水流量与蒸汽出口流量之偏差大于第一设定值；或上端点的温度变化值表现为温升，且温升大于第二设定值，同时下端点的温度变化值表现为温降，且温降也大于第二设定值；或泄漏检测装置发出泄漏信号，则判定锅炉炉管发生泄漏，输出报警信号。
逻辑模块包括第一限位逻辑单元，用于获取上端点和下端点温度检测单元的检测结果，并输出逻辑值；第一限位逻辑单元包括上端点逻辑限位单元和下端点逻辑限位单元，上端点逻辑限位单元设置有第三设定值，用于获取上端点温度检测单元的检测结果，并输出逻辑值；下端点逻辑限位单元设置有第四设定值，用于获取下端点温度检测单元的检测结果，并输出逻辑值；第二限位逻辑单元，用于获取蒸汽流量检测单元和蒸汽流量检测单元的检测结果，并输出逻辑值；逻辑或单元，用于获取所述第一限位逻辑单元输出的逻辑值、第二限位逻辑单元输出的逻辑值以及声音检测仪发出泄漏信号逻辑值，输出报警控制信号。
本实施例中，上端点逻辑限位单元记为温度模块(△t1)，下端点逻辑限位单元记为温度模块(△t2)，如果在a处发生炉管泄漏，那么在t2处的管壁温度会由于流量大幅上升而急剧下降，而t1处的管壁温度会因为缺水而急剧上升，t2处的温降率和t1处的温升率会大幅上升；通过温度模块(△t1)、(△t2)计算温度变化率，若温度模块(△t1)表现为温降，且温降大于第三设定值，同时温度模块(△t2)表现为温升，且温升大于第四设定值，则判定锅炉炉管发生泄漏。
本实施例中，锅炉给水流量记为流量f1，蒸汽出口流量记为流量f2，如果要维持机组负荷或锅炉蒸汽流量，但发生了锅炉炉管泄漏，则流量f1会不正常地大于f2，通过流量模块计算流量偏差△f，如果大于第一设定值，即可判定炉管泄漏。
另外，本实施例的逻辑或模块(△q)还具有一路输入即检测炉管泄漏声音的声音检测仪，本实施例将锅炉给水流量与蒸汽出口流量之偏差，锅炉炉管外壁设定位置的温度变化值，以及声音检测仪的泄漏信号作为三冲量信号作为逻辑或模块的输入上述三冲量信号中的任一一个信号触发，即可引发报警。
在本实施例中，还具有计算机，其与所述逻辑模块(△q)相连，获取报警控制信号，输出报警信息。最终，计算机将上述报警信号输送到操作员站，提醒运行人员到现场检查炉管泄漏具体位置和爆管严重程度，可以有效起到锅炉炉管泄漏的报警目的。
本实施例中，还可以在以上端点为中心的多个待测点处设有温度检测点，每个温度检测点的输出连接有第一控制器，用于计算其平均温度变化值；在以下端点为中心的多个待测点处设有温度点，每个温度检测点的输出连接有第二控制器，用于计算其平均温度变化值。
温度检测点处采用贴片式温度检测器，可以有效贴合锅炉炉管外壁。
本实施例的这种报警系统，根据水平衡理论和换热理论计算得到第一设定值、第二设定值、第三设定值和第四设定值，通过测量和计算给水流量与蒸汽流量偏差、金属壁温变化率(温升或温降)以及声音检测仪信号等三冲量，经过流量模块(△f)、温度模块(△t)和逻辑模块(△q)综合判定锅炉炉管泄漏情况，输出炉管泄漏报警信号到操作员站，提醒运行人员到现场检查炉管泄漏具体位置和爆管严重程度，避免事故扩大。
本发明的再一实施例是一种三冲量锅炉炉管泄漏报警控制方法，具体的该方法采用下面的步骤：
获取锅炉给水流量与蒸汽出口流量之偏差，锅炉炉管外壁设定位置的温度变化值，以及泄漏检测装置的泄漏信号作为三冲量信号；所述锅炉炉管外壁设定位置的温度变化值包括：取锅炉炉管外壁竖直方向上设定距离段的两端点，记为上端点和下端点，分别获取上端点以及下端点一定时间内的温度变化值；
根据上述三冲量信号进行逻辑计算，若锅炉给水流量与蒸汽出口流量之偏差大于第一设定值；或上端点的温度变化值表现为温升，且温升大于第二设定值，同时下端点的温度变化值表现为温降，且温降也大于第二设定值；或泄漏检测装置发出泄漏信号，则判定锅炉炉管发生泄漏，输出报警信号。
根据水平衡理论和换热理论计算得到第一设定值、第二设定值。本实施例的有益效果是简单明了得获取了温升或温降，采用统一评断标准，即温升或温降的绝对变化值均大于第二设定值时，采触发报警，采用这一实施例的方法，报警信息的门槛略有提高，但是执行过程简化，利于实际操作。
作为对上述实施例的一种改进，若上端点的温度变化值表现为温升，且温升大于第三设定值，同时下端点的温度变化值表现为温降，且温降大于第四设定值，则判定锅炉炉管发生泄漏。根据水平衡理论和换热理论计算得到第一设定值、第二设定值、第三设定值和第四设定值。
本实施例的有益效果是简单对锅炉炉管比的温升或温降分别进行评判，即设定第三设定值和第四设定值，若上端点的温度变化值表现为温升，且温升大于第三设定值，同时下端点的温度变化值表现为温降，且温降大于第四设定值，则触发报警，采用这一实施例的方法，报警信息更为真实的反应了实际的锅炉炉管泄漏情况，同样可以达到有效提醒运行人员到现场检查炉管泄漏具体位置和爆管严重程度，避免事故扩大的效果。
作为对上述实施例的一种改进，可以获取以上端点为中心的多个待测点处的温度变化值，取其平均值作为上端点的平均温度变化值；同时获取以下端点为中心的多个待测点处的温度变化值，取其平均值作为下端点的平均温度变化值。采用这种方法可以更为准确的判定炉管泄漏。
本实施例提供的三冲量锅炉炉管报警方法，可准确预警早期泄漏，并可对锅炉炉管泄漏程度进行定量监测，直接显示在操作员站画面上,及时提醒运行人员到现场检查炉管泄漏具体位置和爆管严重程度，避免事故扩大。本发明根据水平衡理论和换热理论，通过测量和计算给水流量与蒸汽流量偏差、金属壁温变化率(温升或温降)以及声音检测仪信号的三冲量，综合判定锅炉炉管泄漏情况，输出炉管泄漏报警信号到操作员站，提醒运行人员到现场检查炉管泄漏具体位置和爆管严重程度，可以有效起到锅炉炉管泄漏的报警目的
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。