锅炉监测装置和锅炉系统的制作方法

文档序号:11196345
锅炉监测装置和锅炉系统的制造方法

本发明涉及节能领域,具体而言,涉及锅炉监测装置和锅炉系统。



背景技术:

锅炉的安全需要长期重视与管控。现有的锅炉通过电控箱来进行一系列的启动操作或是紧急操作,,需要人实时管理

使用过程中,人员可能不能24小时在岗,也可能注意力不集中,或者操作失误,存在风险。



技术实现要素:

本发明提供锅炉监测装置和锅炉系统,旨在改善上述问题。

第一方面,本发明提供的一种锅炉监测装置。所述锅炉监测装置包括通讯模块、服务器、锅炉本体控制器和设置于锅炉本体待监测位置的状态采集设备,所述状态采集设备与所述通讯模块连接,所述通讯模块与所述服务器连接。所述状态采集设备用于采集锅炉本体待监测位置的状态数据,所述通讯模块用于将所述状态采集设备采集的状态数据发送至所述服务器,所述服务器用于根据预设的监测算法,监测所述锅炉本体待监测位置的状态数据是否正常,在监测到所述锅炉本体待监测位置的状态数据异常时发送异常控制指示至所述锅炉本体控制器,所述锅炉本体控制器用于执行所述异常控制指示对应的操作。

第二方面,本发明实施例提供的一种锅炉系统,所述锅炉系统包括锅炉本体和锅炉监测装置,所述锅炉监测装置包括通讯模块、服务器、锅炉本体控制器和状态采集设备。所述状态采集设备与所述通讯模块连接,所述通讯模块与所述服务器连接,所述状态采集设备用于采集锅炉本体待监测位置的状态数据,所述通讯模块用于将所述状态采集设备采集的状态数据发送至所述服务器,所述服务器用于根据预设的监测算法,监测所述锅炉本体待监测位置的状态数据是否正常,在监测到所述锅炉本体待监测位置的状态数据异常时发送异常控制指示至所述锅炉本体控制器。所述锅炉本体控制器用于执行所述异常控制指示对应的操作。

上述本发明提供的锅炉监测装置,应用于本实施例提供的锅炉系统。所述锅炉系统包括锅炉本体和用于实时远程监测所述锅炉本体的状态的锅炉监测装置。所述锅炉监测装置包括通讯模块、服务器、锅炉控制器和状态采集设备,将所述状态采集设备与所述通讯模块连接,所述通讯模块与所述服务器连接。所述状态采集设备用于采集锅炉本体待监测位置的状态数据,所述通讯模块用于将所述状态采集设备采集的状态数据发送至所述服务器,所述服务器用于根据预设的监测算法,监测所述锅炉本体待监测位置的状态数据是否正常,在监测到所述锅炉本体待监测位置的状态数据异常时发送异常控制指示至所述锅炉本体控制器,所述锅炉本体控制器用于执行所述异常控制指示对应的操作。通过状态采集设备实时采集锅炉本体的状态数据,并将采集的状态数据实时反馈给服务器,服务器监控所述锅炉本体的状态数据是否异常,在监测到数据异常时及时指示所述锅炉本体控制器采取提醒作业人员或者自动关闭锅炉、喷水降温等紧急措施,极大程度上实现锅炉运行过程中的自动监控和实时安全管控,降低了锅炉故障率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明第一实施例提供的锅炉监测装置的结构示意图;

图2是本发明第二实施例提供的锅炉系统的结构示意图;

图3是本发明第二实施例提供的锅炉系统的换热器的结构示意图;

图4是本发明第三实施例提供的锅炉系统的结构示意图;

图5是本发明第三实施例提供的锅炉系统的换热器的截面示意图。

图标:100-锅炉系统;200-锅炉系统;110-锅炉本体;111-烟气出口端;112-锅炉本体架;114-燃烧机;116-送风装置;120-锅炉设备;140-换热器;240-换热器;141-烟气入口;142-第一管道;143-烟气出口;144-第二管道;146-换热管;246-换热管;160-冷却器;162-烟气冷却入口;164-烟气冷却出口;180-循环水系统;182-热水箱;184-冷水箱;185-循环泵;186-锅炉回热水补给装置;190-烟囱;192-烟囱口;248-抽真空装置;310-状态采集设备;320-通讯模块;330-服务器;340-锅炉控制器。

具体实施方式

本领域技术人员长期以来一直在寻求一种改善该问题的工具或方法。

鉴于此,本发明的设计者通过长期的探索和尝试,以及多次的实验和努力,不断的改革创新,得出本方案所示的的健身房车管理方法和装置。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参见图1,为本发明第一实施例提供的锅炉监测装置的结构示意图。所述锅炉监测装置包括通讯模块320、服务器330、锅炉本体110控制器和状态采集设备310,所述状态采集设备310设置于锅炉本体110的待检测位置,所述状态采集设备310与所述通讯模块320连接,所述通讯模块320与所述服务器330连接。

所述状态采集设备310设置于锅炉本体110的待检测位置,所述状态采集设备310与所述通讯模块320连接,用于采集锅炉本体110待监测位置的状态数据,将状态数据通过通讯模块320发送给服务器330。所述状态数据可以为锅炉本体110的温度数据,所述状态采集设备310可以为温度传感器,所述温度传感器设置于所述锅炉本体110的待监测位置,所述温度传感器与所述通讯模块320连接。

在上述实施例的基础上,所述服务器330可以为网络服务器330、数据库服务器330等,也可以是网络服务器330、数据库服务器330等的集成式服务器330系统。所述服务器330还可以是个人电脑(personal computer,PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)等。

服务器330可以为具有数据处理能力的服务器330,可以接收通讯模块320接收的所述状态采集设备310采集的状态数据,并根据预设的监测算法,根据状态采集数据判断锅炉本体110的运行状态是否正常,在检测到状态异常时发送异常控制指示至所述锅炉本体110控制器。所述锅炉本体110控制器可以为锅炉本体110的启闭装置、报警装置或者喷水降温装置能自动控制锅炉本体110异常避险的装置。所述异常控制指示可以为指示启闭装置关闭锅炉本体110的指示信息,或者是指示报警装置报警的指示信息,或者是控制喷水降温装置喷水降温避险的指示信息。

所述服务器330还可以为仅具有信息接收能力的应用终端,用于接收所述通讯模块320发送的所述状态采集模块的状态采集数据,将采集的数据显示给用户,由用户人为对锅炉本体110采取相应行动进行异常控制以避免事故。所述服务器330还可以将其所接收的全部状态数据及监测状态发送给监控后台系统,以方便用户获取该锅炉系统100的运行状态。

上述本发明实施例提供的锅炉监测装置,包括通讯模块320、服务器330、锅炉控制器340和状态采集设备310,将所述状态采集设备310与所述通讯模块320连接,所述通讯模块320与所述服务器330连接。所述状态采集设备310用于采集锅炉本体110待监测位置的状态数据,所述通讯模块320用于将所述状态采集设备310采集的状态数据发送至所述服务器330,所述服务器330用于根据预设的监测算法,监测所述锅炉本体110待监测位置的状态数据是否正常,在监测到所述锅炉本体110待监测位置的状态数据异常时发送异常控制指示至所述锅炉本体110控制器,所述锅炉本体110控制器用于执行所述异常控制指示对应的操作。通过状态采集设备310实时采集锅炉本体110的状态数据,并将采集的状态数据实时反馈给服务器330,服务器330监控所述锅炉本体110的状态数据是否异常,在监测到数据异常时及时指示所述锅炉本体110控制器采取提醒作业人员或者自动关闭锅炉、喷水降温等紧急措施,极大程度上实现锅炉运行过程中的自动监控和实时安全管控,降低了锅炉故障率。

请参见图2,为本发明第二实施例提供的锅炉系统100的结构示意图。所述锅炉系统100包括:锅炉本体110和锅炉监测装置,所述锅炉监测装置包括通讯模块320、服务器330、锅炉本体110控制器和状态采集设备310,所述状态采集设备310与所述通讯模块320连接,所述通讯模块320与所述服务器330连接。

所述状态采集设备310设置于锅炉本体110的待检测位置,所述状态采集设备310与所述通讯模块320连接,用于采集锅炉本体110待监测位置的状态数据,将状态数据通过通讯模块320发送给服务器330。所述状态数据可以为锅炉本体110的温度数据,所述状态采集设备310可以为温度传感器,所述温度传感器设置于所述锅炉本体110的待监测位置,所述温度传感器与所述通讯模块320连接。

在上述实施例的基础上,所述服务器330可以为网络服务器330、数据库服务器330等,也可以是网络服务器330、数据库服务器330等的集成式服务器330系统。所述服务器330还可以是个人电脑(personal computer,PC)、平板电脑、智能手机、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)等。

服务器330可以为具有数据处理能力的服务器330,可以接收通讯模块320接收的所述状态采集设备310采集的状态数据,并根据预设的监测算法,根据状态采集数据判断锅炉本体110的运行状态是否正常,在检测到状态异常时发送异常控制指示至所述锅炉本体110控制器。所述锅炉本体110控制器可以为锅炉本体110的启闭装置、报警装置或者喷水降温装置能自动控制锅炉本体110异常避险的装置。所述异常控制指示可以为指示启闭装置关闭锅炉本体110的指示信息,或者是指示报警装置报警的指示信息,或者是控制喷水降温装置喷水降温避险的指示信息。

所述服务器330还可以为仅具有信息接收能力的应用终端,用于接收所述通讯模块320发送的所述状态采集模块的状态采集数据,将采集的数据显示给用户,由用户人为对锅炉本体110采取相应行动进行异常控制以避免事故。所述服务器330还可以将其所接收的全部状态数据及监测状态发送给监控后台系统,以方便用户获取该锅炉系统100的运行状态。在上述实施例的基础上,所述锅炉系统100还包括燃烧机114、换热器240、冷却器160和循环水系统180,所述换热器240与所述锅炉本体110的烟气出口143和所述燃烧机114连通,所述冷却器160与所述循环水系统180连通。锅炉本体110是进行燃烧加热产生烟气的主要设备,换热器140是利用烟气热量进行空气预热处理的主要设备,冷却器160和循环水系统180的配合使用是再次利用烟气热量为锅炉本体110提供能量补给。

在一种实施方式中,锅炉本体110呈圆柱空心状,并且横向放置在锅炉本体架112上,锅炉本体110远离烟气出口端111的一端设置有用于加热锅炉本体110的专用燃烧机114。专用燃烧机114对锅炉本体110加热后,烟气从烟气出口端111排出,而烟气出口端111直接与换热器140的烟气入口141相连通,故烟气进入换热器140中开始进行第一次能量回收再利用。

在上述实施例的基础上,如图3所示,所述换热器240包括与所述锅炉本体110的烟气出口143连通的第一管道142、用于进行空气预热的第二管道144和换热管146,所述第一管道142和所述第二管道144沿长度方向并列设置,所述第一管道142和所述第二管道144通过所述换热管146连通,所述第一管道142具有烟气入口141和烟气出口143,所述烟气入口141与所述锅炉本体110的烟气出口143连通,所述第二管道144设置于热空气流出的一端,所述第二管道144与所述燃烧机114连通。第二管道144位于热空气流出的一端与燃烧机114连通,第二管道144位于冷空气进入的一端连通有送风装置116,优选地,送风装置116为鼓风器。

烟气入口141位于换热器140第一管道142靠近烟气出口端111的一端,当烟气从锅炉本体110的烟气出口端111进入到第一管道142的烟气入口141后,换热器140接下来的换热工作原理是:由于换热管146同时套设于第一管道142和第二管道144,因此,烟气进入第一管道142后首先会将烟气所携带的大量热量传递给包裹在自身外围的换热管146,然后再通过换热管146传递给第二管道144,而第二管道144接受到热量后会对送风装置116送进来的冷空气进行加热预处理,冷空气在第二管道144内被加热呈热空气后,再送风装置116不断送风的推动作用下,通过管道进入到与之连通的专用燃烧机114中,故由于专用燃烧机114中利用的是被预热后的热空气作为氧源,所以燃烧效率得到进一步地提升。

为了使得换热管146能够最大程度上的将第一管道142内烟气的热量传递给第二管道144内部,本实施例提供的第二管道144设置于第一管道142的上方。需要说明的是,由于通常情况下,热量向上升的方向进行流动,因此将第二管道144设置在第一管道142的上方,可以使得第一管道142更加容易的将热量传递给自身上方的第二管道144,从而整体上提高换热器140的换热效率。

进一步地,为了保证换热管146的换热效率,本实施例提供的换热管146是由高热导率材料制成的,如铜、铝等,并且换热管146与外界空气相接触的表面均涂覆有隔热层,以最大限度的减少换热管146在热传递过程中的能量损耗。

需要说明的是,本实施例提供的隔热层采用硅酸铝材料制成,但是,在其它实施例当中,并不仅限于本实施例提供的这一种材料,还可以是其它隔热材料,如聚酰亚胺,超细玻璃棉等。

进一步地,本实施例提供的冷却器160具有烟气冷却入口162和烟气冷却出口164,烟气冷却入口162与烟气出口143连通,即当烟气从第一管道142的烟气出口143出来后,会通过烟气冷却入口162进入到冷却器160内部进行能量的进一步释放。具体地,冷却器160内部是一个能够容纳烟气的空腔,空腔内壁环设有冷凝管,冷凝管与外部的循环水系统180连通,使得空腔内烟气的热量在冷凝管中冷却水的循环流动下被带出。

进一步地,循环水系统180包括锅炉回热水补给装置186、热水箱182和冷水箱184,其中,热水箱182、冷水箱184和冷却器160的冷凝管依次循环连通,并且冷凝管还与冷水箱184连通,整个循环系统的流动动力源通过设置在冷水箱184与冷凝管之间的循环泵185来实现。需要说明的是,循环水系统180的工作原理是:循环水在冷凝管中吸收烟气的热量,流动到热水箱182或冷水箱184(循环水热量还没能达到温度要求时),其中,进入热水箱182的循环水会被进行液气分离,部分温度较低的水汽还是会被输送进入到冷水箱184内,冷水箱184中的水在循环泵185的作用下继续被输送到冷凝管中进行循环吸热。另外,还需要说明的是,锅炉本体110上还设置了锅炉回热水补给装置186,并且锅炉回热水补给装置186与热水箱182循环连通,故原先热水箱182收集的具有高热量的循环水通过循环流动将能量提供给锅炉回热水补给装置186进行利用。

需要强调的是,整个的循环水系统180中,根据不同管路上的循环水所需要实际流速和流量的不同,本实施例在不同管路上根据实际情况均设置了对应的各种阀门,依次来保证整个循环水系统180的顺利运行。

进一步地,本实施例中的锅炉系统100还包括烟囱190,烟囱190与烟气冷却出口164连通。具体地,烟囱190呈圆筒状,且烟囱口192竖直朝上。需要说明的是,之所以将烟囱190的形状和最终的烟囱口192进行上述的设置,是因为圆筒状的烟囱190内壁应力集中点比较少,在烟囱190长期服役期间,不容易造成应力腐蚀,有利于延长烟囱190的使用寿命;将烟囱口192竖直朝上,可以充分利用热气上升原理,顺利的将最终的烟气排出烟囱190。

本实施例提供的锅炉系统100的工作原理是:锅炉本体110在专用燃烧机114的作用下加热锅炉本体110并从锅炉本体110的烟气出口端111排出烟气,烟气进入到换热器140中的第一管道142,第一管道142在换热管146的作用下将热量传递给第二管道144内部流动的空气,空气预热后在鼓风器的作用下被输送到专用燃烧机114中帮助专用燃烧机114进行燃烧;从第一管道142中出来的烟气继续流动进入到冷却器160的空腔中,空腔中环设的冷凝管将烟气的热量再次吸收并通过循环水系统180带入到热水箱182或冷水箱184中,其中,进入热水箱182的水再通过与设置在锅炉本体110上的锅炉回热水补给装置186进行循环水交换,使得热能最终被锅炉回热水补给装置186所利用;进入冷水箱184的循环水是因为在初始循环吸热的过程中,循环水的温度并不一定能够达到热水箱182收集热能的温度要求,因此,需要回到冷水箱184继续循环吸热,只到温度达到要求再被循环送入到热水箱182中。另外,从空腔内出来的烟气最终通过烟囱190顺利的排出。

需要说明的是,本实施例提供的锅炉系统100通过设置换热管146,实现了对冷空气的预热处理;通过设置冷却器160以及与冷却器160配合使用的循环水系统180,进一步提高了烟气热量的利用率。因此,本实施例提供的锅炉系统100不但能够将锅炉本体110中产生的废烟气进行多次的回收再利用,而且在提高锅炉燃料燃烧效率的同时,也降低了企业的燃料成本,故有利于实现企业的利益最大化,值得在市场上推广应用。

本实施例还提供了一种节能装置,其包括锅炉系统100的换热器140、冷却器160和循环水系统180。需要说明的是,本实施例提供的节能装置适用于各种耗能设备,并且该设备能够产生携带热量的流体。需要强调的是,本实施例提供的节能装置能够在提高耗能设备能量利用率的基础上,降低耗能设备的能耗成本,从而为耗能设备的使用者提供最优的节能方案。

请参照图4,为本发明第三实施例提供了一种锅炉系统200,其与第二实施例提供的锅炉系统100大致相同,不同之处在于,本实施例提供的锅炉系统200中的换热器240与第一实施例提供的换热器140不同。

具体地,请参照图5,换热器240中的换热管246与第一管道142和第二管道144相匹配,且呈中空管状。所述换热管246包括内管和外管,所述内管为高导热材质构成的管状结构,所述外管为中空结构。所述换热管246与外界空气相接触的表面设置有隔热层。所述换热管246的内管设置有气态或液态的导热介质。换热管246传递热量的内部区域为空心的腔体。需要说明的是,本实施例通过对腔体内部进行密封设计,并且通过在腔体里边设置液态或气态的高效率导热介质,使得第一管道142的烟气热量能够最大限度的且更加均匀地传递给第二管道144。

优选地,本实施例中导热介质选用液态的水,并且换热管246外部还设置了与腔体内部连通的抽真空装置248。需要说明的是,通过抽真空装置248实现对腔体内部压强的降低,可以进一步提高水的热传递效率。

进一步需要说明的是,在其它实施例当中,并不仅限于本实施例提供的水这一种导热介质,还可以是其它的导热介质,如油、氢气和氮气等,只要能够满足换热器240高效换热的要求即可。

综上所述,本发明实施例提供的锅炉系统,包括锅炉本体和用于实时远程监测所述锅炉本体的状态的锅炉监测装置。所述锅炉监测装置包括通讯模块、服务器、锅炉控制器和状态采集设备,将所述状态采集设备与所述通讯模块连接,所述通讯模块与所述服务器连接。所述状态采集设备用于采集锅炉本体待监测位置的状态数据,所述通讯模块用于将所述状态采集设备采集的状态数据发送至所述服务器,所述服务器用于根据预设的监测算法,监测所述锅炉本体待监测位置的状态数据是否正常,在监测到所述锅炉本体待监测位置的状态数据异常时发送异常控制指示至所述锅炉本体控制器,所述锅炉本体控制器用于执行所述异常控制指示对应的操作。通过状态采集设备实时采集锅炉本体的状态数据,并将采集的状态数据实时反馈给服务器,服务器监控所述锅炉本体的状态数据是否异常,在监测到数据异常时及时指示所述锅炉本体控制器采取提醒作业人员或者自动关闭锅炉、喷水降温等紧急措施,极大程度上实现锅炉运行过程中的自动监控和实时安全管控,降低了锅炉故障率。

本发明实施例提供的锅炉系统的具体实施过程请参见上述方法实施例,在此不再一一赘述。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,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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。

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