一种板式换热器清洗报警方法及系统与流程

本发明属于换热器报警技术领域，具体涉及一种板式换热器清洗报警方法及系统。

背景技术：

供暖就是通过供热系统向室内供给热量，使室内保持一定的温度，为人们创造适宜的生活条件或工作条件。供热系统主要包括集中供暖换热站(简称集中供热站)、室外供热管网和散热器。

现有的集中供热站的控制系统，主要是通过在换热站内安装各种远程传感器和摄像头，并通过控制中心对换热站进行远程操控或本地操控。但现有的控制系统没有对板式换热器的运行进行监控，因而在板式换热器出现问题时，无法对板式换热器出现的问题进行排查。

现有的集中供热站的供热系统，由于软化水处理不到位或者管道内部残留的焊渣等物质的影响，容易在板式换热器内部形成结垢、堵塞等现象，这种情况属于板式换热器内部问题，在外部巡检过程中很难发现这类问题，容易造成板式换热器换热效率降低，严重时甚至会造成停站事故，影响正常供暖。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种板式换热器清洗报警方法及系统，在供暖运行过程中对板式换热器的换热效率和堵塞情况进行监控，能够准确迅速的发现板式换热器出现的异常情况并进行报警提醒，使工作人员对板式换热器进行及时的维修，从而提高板式换热器运行的可靠性和经济性。

第一方面，本发明提供了一种板式换热器清洗报警方法，包括以下步骤:

获取换热器一次侧的实时热量q1和实时水压p1，以及换热器二次侧的实时热量q2和实时水压p2；

根据根据实时热量q1和实时热量q2计算热效能变化率ε，根据实时水压p1和实时水压p2计算实时压差△p；

根据热效能变化率ε判断换热器是否热效率低，根据实时压差△p判断换热器是否堵塞，若换热器换热效率低或/和堵塞，则报警。

优选地，还包括根据实时压差△p绘制压差动态曲线，并将压差动态曲线通过显示屏直观的展示给工作人员。

优选地，所述根据实时热量q1和实时热量q2计算热效能变化率ε的计算方法如下：

η＝q2/q1；

η0＝q20/q10；

热效能变化率：ε＝η0-η/η0；

其中，η为实时热效能；

η0为初始热效能；

q10为一次侧的初始热量；

q20为二次侧的初始热量。

优选地，所述根据实时压差△p判断换热器是否堵塞，具体为：

判断实时压差△p是否大于最大压差△pz，若是，则换热器堵塞严重，进行堵塞报警，提醒工作人员立即停机维修；若否，则判断实时压差△p是否大于正常压差△p0，如果实时压差△p大于正常压差△p0，则换热器稍微堵塞，触发维修指示，提醒工作人员在机组的非工作时段进行维修。

优选地，所述正常压差△p0根据每个换热站被分配的水流量进行计算，其计算方法如下：

δp0＝sv²；

s为网路计算管道的阻力数；

v为网路计算管段的水流量；

k为管道的当量绝对粗糙度；

d为管段内径；

l为管段长度；

ld为局部阻力当量长度；

ρ为水的密度。

第二方面，本发明提供了一种板式换热器清洗报警系统，适用于第一方面所述的板式换热器清洗报警方法，包括位于控制中心的中央控制器，以及位于集中供热站的一次侧热量表、二次侧热量表、一次侧压力传感器和二次侧压力传感器；所述中央控制器分别与一次侧热量表、二次侧热量表、一次侧压力传感器和二次侧压力传感器电连接；

所述一次侧热量表，用于采集换热器一次侧的实时热量q1；

所述二次侧热量表，用于采集换热器二次侧的实时热量q2；

所述一次侧压力传感器，用于采集换热器一次侧的实时水压p1；

所述二次侧压力传感器，用于采集换热器二次侧的实时水压p2；

所述中央控制器，用于获取换热器一次侧的实时热量q1和实时水压p1，以及换热器二次侧的实时热量q2和实时水压p2；根据根据实时热量q1和实时热量q2计算热效能变化率ε，根据实时水压p1和实时水压p2计算实时压差△p；根据热效能变化率ε判断换热器是否热效率低，根据实时压差△p判断换热器是否堵塞，若换热器换热效率低或/和堵塞，则报警。

优选地，还包括显示屏，所述中央控制器，还用于根据实时压差△p绘制压差动态曲线，并将压差动态曲线通过显示屏直观的展示给工作人员。

优选地，所述根据实时热量q1和实时热量q2计算热效能变化率ε的计算方法如下：

η＝q2/q1；

η0＝q20/q10；

热效能变化率：ε＝η0-η/η0；

其中，η为实时热效能；

η0为初始热效能；

q10为一次侧的初始热量；

q20为二次侧的初始热量。

优选地，所述根据实时压差△p判断换热器是否堵塞，具体为：

判断实时压差△p是否大于最大压差△pz，若是，则换热器堵塞严重，进行堵塞报警，提醒工作人员立即停机维修；若否，则判断实时压差△p是否大于正常压差△p0，如果实时压差△p大于正常压差△p0，则换热器稍微堵塞，触发维修指示，提醒工作人员在机组的非工作时段进行维修。

优选地，所述正常压差△p0根据每个换热站被分配的水流量进行计算，其计算方法如下：

δp0＝sv²；

s为网路计算管道的阻力数；

v为网路计算管段的水流量；

k为管道的当量绝对粗糙度；

d为管段内径；

l为管段长度；

ld为局部阻力当量长度；

ρ为水的密度。

本发明的有益效果为：在供暖运行过程中对板式换热器的换热效率和堵塞情况进行监控，能够准确迅速的发现板式换热器出现的异常情况并进行报警提醒，使工作人员对板式换热器进行及时的维修，从而提高板式换热器运行的可靠性和经济性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例中板式换热器清洗报警系统的结构框图；

图2为本实施例中板式换热器清洗报警方法的流程图。

具体实施方式

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做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。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

具体实现时，本发明实施例中描述的终端包括但不限于诸如具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的移动电话、膝上型计算机或平板计算机之类的其它便携式设备。

实施例一：

本实施例提供了一种板式换热器清洗报警系统，适用于实施例二所述的板式换热器清洗报警方法，如图1所示，包括位于控制中心的中央控制器和显示屏，以及位于集中供热站的一次侧热量表、二次侧热量表、一次侧压力传感器和二次侧压力传感器；所述中央控制器分别与显示屏、一次侧热量表、二次侧热量表、一次侧压力传感器和二次侧压力传感器电连接。

所述一次侧热量表，用于采集换热器一次侧的实时热量q1。

所述二次侧热量表，用于采集换热器二次侧的实时热量q2。

所述一次侧压力传感器，用于采集换热器一次侧的实时水压p1。

所述二次侧压力传感器，用于采集换热器二次侧的实时水压p2。

所述中央控制器，用于获取换热器一次侧的实时热量q1和实时水压p1，以及换热器二次侧的实时热量q2和实时水压p2；

根据根据实时热量q1和实时热量q2计算热效能变化率ε，根据实时水压p1和实时水压p2计算实时压差△p；根据实时压差△p绘制压差动态曲线，并将压差动态曲线通过显示屏直观的展示给工作人员；

根据热效能变化率ε判断换热器是否热效率低，根据实时压差△p判断换热器是否堵塞，若换热器换热效率低或/和堵塞，则报警。

本实施例中一次侧热量表和一次侧压力传感器安装在板式换热器的一次侧，二次侧热量表和二次压力传感器安装在板式换热器的二次侧。本实施例根据换热器两侧的热量表和压力传感器采集的热量、水压进行分析，进而判断换热器的换热效率是否低下、换热器是否堵塞，从而通过实时监控换热器的异常情况来进行报警提醒。本实施例的中央控制器还通过远程服务器与用户终端进行通信，可将采集的数据发送都远程服务器进行存储，还可将采集的数据和提示信息发送给用户终端，并接收用户终端的指令。

其中，所述根据实时热量q1和实时热量q2计算热效能变化率ε的计算方法如下：

η＝q2/q1；

η0＝q20/q10；

热效能变化率：ε＝η0-η/η0；

其中，η为实时热效能；

η0为初始热效能；

q10为一次侧的初始热量；

q20为二次侧的初始热量。

本实施例中，在换热器进行试运行时，通过测得换热器一次侧的初始热量q10和换热器二次侧的初始热量q20，根据通过公式得到换热器的初始热效能η0。在供热工程中，实时采集换热器两侧的实时热量，通过上述公式得到换热器的实时热效能η，然后根据初始热效能η0和实时热效能η得到热效能变化率ε。将计算得到的热效能变化率ε与设定值ε0进行比较，当ε≥ε0时，表示换热器热效率低下，需要进行清洗，于是系统进行报警提醒，以便工作人员及时进行处理。本实施的设定值ε0为5％，这个数值是综合换热器厂家及换热器换热需求确定的。

其中，所述根据实时压差△p判断换热器是否堵塞，具体为：

判断实时压差△p是否大于最大压差△pz，若是，则换热器堵塞严重，进行堵塞报警，提醒工作人员立即停机维修；若否，则判断实时压差△p是否大于正常压差△p0，如果实时压差△p大于正常压差△p0，则换热器稍微堵塞，触发维修指示，提醒工作人员在机组的非工作时段进行维修。

所述正常压差△p0根据每个换热站被分配的水流量进行计算，其计算方法如下：

δp0＝sv²；

s为网路计算管道的阻力数；

v为网路计算管段的水流量；

k为管道的当量绝对粗糙度；

d为管段内径；

l为管段长度；

ld为局部阻力当量长度；

ρ为水的密度。

本实施例中，网路计算管道的阻力数s、管道的当量绝对粗糙度k、管段内径d、管段长度l、局部阻力当量长度ld和水的密度ρ，在系统硬件设备确定后，将以上参数输入系统，以便后续进行计算。本系统根据每个换热站被分配的水流量v，通过上述公式计算换热器的正常压差△p0。本实施例中设有两个警戒值：正常压差△p0和最大压差△pz，且△p0＜△pz。

本实施例通过换热器两侧采集的水压来计算两侧的实时压差△p，当实时压差△p大于正常压差△p0时，表示换热器稍微堵塞，因堵塞不严重，不需要立即处理，因此系统发出维修指示，提醒工作人员在机组的非工作时段进行维修。本实施例可通过扬声器发出维修提示音，告知控制中心的工作人员，还可通过在显示屏上显示维修提示信息，告知控制中心的工作人员，还可通过给工作人员的用户终端发送维修提示信息，告知工作人员，或者其他提示方式。

本实施例中，当实时压差△p大于最大压差△pz时，表示换热器堵塞严重，进行堵塞报警，提醒工作人员立即停机维修。本实施例中可通过扬声器发出堵塞报警提示音，还可通过在显示屏上显示堵塞报警提示信息，还可通过给工作人员的用户终端发送堵塞报警提示信息，或者其他报警方式。

本实施例的系统，还根据实时压差△p绘制压差动态曲线，并将压差动态曲线通过显示屏直观的展示给工作人员。压差动态曲线是关于时间t、实时压差△p、正常压差△p0和最大压差△pz的动态曲线，工作人员通过压差动态曲线可以很直观的了解到换热器的压差变化状态。工作人员根据曲线的平滑度来判断换热器是否堵塞，是否需要清洗，若动态曲线突然出现变化则可能是换热器堵塞严重，需要尽快处理，若曲线缓慢上升，则为换热器正常，当曲线上升至正常压差△p0，则系统发出维修指示，当曲线继续上升至△pz时，则进行堵塞报警，提醒进行停机清洗。

综上所述，本实施例的系统，在供暖运行过程中对板式换热器的换热效率和堵塞情况进行监控，能够准确迅速的发现板式换热器出现的异常情况并进行报警提醒，使工作人员对板式换热器进行及时的维修，从而提高板式换热器运行的可靠性和经济性。

实施例二：

本实施例提供了一种板式换热器清洗报警方法，应用实施例一所述的板式

换热器清洗报警系统，如图2所示，本方法包括以下步骤:

s1，获取换热器一次侧的实时热量q1和实时水压p1，以及换热器二次侧的实时热量q2和实时水压p2；

s2，根据根据实时热量q1和实时热量q2计算热效能变化率ε，根据实时水压p1和实时水压p2计算实时压差△p；根据实时压差△p绘制压差动态曲线，并将压差动态曲线通过显示屏直观的展示给工作人员；

s3，根据热效能变化率ε判断换热器是否热效率低，根据实时压差△p判断换热器是否堵塞，若换热器换热效率低或/和堵塞，则报警。

本实施例通过一次侧热量表和一次侧压力传感器，分别采集板式换热器一次侧的实时热量q1和实时水压p1。通过二次侧热量表和二次压力传感器，分别采集板式换热器二次侧的实时热量q2和实时水压p2。本实施例根据换热器两侧的热量表和压力传感器采集的热量、水压进行分析，进而判断换热器的换热效率是否低下、换热器是否堵塞，从而通过实时监控换热器的异常情况来进行报警提醒。

其中，所述根据实时热量q1和实时热量q2计算热效能变化率ε的计算方法如下：

η＝q2/q1；

η0＝q20/q10；

热效能变化率：ε＝η0-η/η0；

其中，η为实时热效能；

η0为初始热效能；

q10为一次侧的初始热量；

q20为二次侧的初始热量。

本实施例中，在换热器进行试运行时，通过测得换热器一次侧的初始热量q10和换热器二次侧的初始热量q20，根据通过公式得到换热器的初始热效能η0。在供热工程中，实时采集换热器两侧的实时热量，通过上述公式得到换热器的实时热效能η，然后根据初始热效能η0和实时热效能η得到热效能变化率ε。将计算得到的热效能变化率ε与设定值ε0进行比较，当ε≥ε0时，表示换热器热效率低下，需要进行清洗，于是进行报警提醒，以便工作人员及时进行处理。本实施的设定值ε0为5％，这个数值是综合换热器厂家及换热器换热需求确定的。

其中，所述根据实时压差△p判断换热器是否堵塞，具体为：

判断实时压差△p是否大于最大压差△pz，若是，则换热器堵塞严重，进行堵塞报警，提醒工作人员立即停机维修；若否，则判断实时压差△p是否大于正常压差△p0，如果实时压差△p大于正常压差△p0，则换热器稍微堵塞，触发维修指示，提醒工作人员在机组的非工作时段进行维修。

所述正常压差△p0根据每个换热站被分配的水流量进行计算，其计算方法如下：

δp0＝sv²；

s为网路计算管道的阻力数；

v为网路计算管段的水流量；

k为管道的当量绝对粗糙度；

d为管段内径；

l为管段长度；

ld为局部阻力当量长度；

ρ为水的密度。

本实施例中，网路计算管道的阻力数s、管道的当量绝对粗糙度k、管段内径d、管段长度l、局部阻力当量长度ld和水的密度ρ，在系统硬件设备确定后，将以上参数输入系统，以便后续进行计算。本方法根据每个换热站被分配的水流量v，通过上述公式计算换热器的正常压差△p0。本实施例中设有两个警戒值：正常压差△p0和最大压差△pz，且△p0＜△pz。

本实施例通过换热器两侧采集的水压来计算两侧的实时压差△p，当实时压差△p大于正常压差△p0时，表示换热器稍微堵塞，因堵塞不严重，不需要立即处理，因此发出维修指示，提醒工作人员在机组的非工作时段进行维修。本实施例可通过扬声器发出维修提示音，告知控制中心的工作人员，还可通过在显示屏上显示维修提示信息，告知控制中心的工作人员，还可通过给工作人员的用户终端发送维修提示信息，告知工作人员，或者其他提示方式。

本实施例中，当实时压差△p大于最大压差△pz时，表示换热器堵塞严重，进行堵塞报警，提醒工作人员立即停机维修。本实施例中可通过扬声器发出堵塞报警提示音，还可通过在显示屏上显示堵塞报警提示信息，还可通过给工作人员的用户终端发送堵塞报警提示信息，或者其他报警方式。

本实施例的方法，还根据实时压差△p绘制压差动态曲线，并将压差动态曲线通过显示屏直观的展示给工作人员。压差动态曲线是关于时间t、实时压差△p、正常压差△p0和最大压差△pz的动态曲线，工作人员通过压差动态曲线可以很直观的了解到换热器的压差变化状态。工作人员根据曲线的平滑度来判断换热器是否堵塞，是否需要清洗，若动态曲线突然出现变化则可能是换热器堵塞严重，需要尽快处理，若曲线缓慢上升，则为换热器正常，当曲线上升至正常压差△p0，则发出维修指示，当曲线继续上升至△pz时，则进行堵塞报警，提醒进行停机清洗。

综上所述，本实施例的方法，在供暖运行过程中对板式换热器的换热效率和堵塞情况进行监控，能够准确迅速的发现板式换热器出现的异常情况并进行报警提醒，使工作人员对板式换热器进行及时的维修，从而提高板式换热器运行的可靠性和经济性。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了示例的步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所描述的方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，所述单步骤的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个步骤可以结合，或一些特征可以忽略，或不执行。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。