专利名称：螺旋给料式小型蒸汽锅炉能耗成本在线监测系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种螺旋给料式小型蒸汽锅炉能耗成本在线监测系统及方法。
背景技术：
目前全国在用工业锅炉有100多万台，平均容量约10 t/h，其中大部分是容量20 t/h以下的小型锅炉，且锅炉平均运行效率仅为45%-65%比国外先进水平低15-20个百分 点。效率的低下造成严重的能源浪费，为了提高锅炉效率，首先应对锅炉的能耗与成本方面 的数据比较清楚，然后根据数据分析原因才能相应地调整，因此对锅炉能耗与成本方面的 检测是前提。对于能耗与成本的检测，目前国内研究较少，大部分小型蒸汽锅炉还采用抄表估 算的方式。一般在一批定量的燃料烧完后，通过产气量、用电量、用水量及耗用的燃料质量 等统计，计算出锅炉的能耗成本。在燃料的使用期间，计算燃料成本时对于燃料的质量采取 估算方式，误差较大。目前，工业锅炉燃料消耗量一般通过电子皮带秤计量，但只能计量进 入炉前料仓的燃料数量，无法准备表达锅炉瞬时或短时间的燃料消耗量，不利于能耗成本 监测。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可即时地了解锅炉 的能耗与成本方面的数据，准确的计算出单圈能耗成本及单位蒸汽能耗成本，为提高锅炉 平均运行效率提供依据，从而能达到节能效果的螺旋给料式小型蒸汽锅炉能耗成本在线监 测系统及方法。本发明螺旋给料式小型蒸汽锅炉能耗成本在线监测系统所采用的技术方案是所 述监测系统包括蒸汽流量仪、燃料用量监测装置、电表、水表及计算机，所述蒸汽流量仪、所 述燃料用量监测装置、所述电表、所述水表均通过通讯串口与所述计算机相连接，所述计算 机中包括；
燃料成本计算模块，用于计算所述燃料用量监测装置监测到的燃料的瞬时值和累计值 分别乘以单价后，得到的单圈燃料成本和单位燃料成本；
电能成本计算模块，用于计算所述水表计量到的水能的瞬时值和累计值分别乘以单价 后，得到的单圈水能成本和单位水能成本；
水能成本计算模块，用于计算所述电表计量到的电能的瞬时值和累计值分别乘以单价 后，得到的单圈电能成本和单位电能成本；
单圈能耗成本计算模块，用于将单圈燃料成本、单圈电能成本、单圈水能成本统计相加 后除以所述蒸汽流量仪计量到的蒸汽流量的瞬时值，得出单圈能耗成本；
单位能耗成本计算模块，用于统计单位燃料成本、单位水能成本、单位电能成本，得到 单位能耗成本。所述燃料用量监测装置包括螺旋给料机、行程开关支架、行程开关、计数器，所述螺旋给料机的轴承上设置有凸点，所述行程开关设置在所述行程开关支架上并与所述凸点 相接触，所述行程开关与所述计数器相连接，所述计数器与所述计算机通讯连接。所述蒸汽流量仪为可以计量到瞬时流量和累计总蒸汽流量的涡衔式蒸汽流量累 计仪；所述电表为能够计量到瞬时用电量和累计总用电量的智能电能表；所述水表为能够 计量到瞬时给水流量和累计总给水流量的涡衔式水表流量累计仪。本发明螺旋给料式小型蒸汽锅炉能耗成本在线监测方法所采用的技术方案是包 括以下步骤
a、先通过蒸汽流量仪、燃料用量监测装置、电表、水表即时输出计量到的蒸汽、燃料、电 量、水量的瞬时流量或累积流量给计算机；
b、所述计算机通过所述燃料成本计算模块计算出单圈燃料成本或单位燃料成本，所述 电能成本计算模块计算出单圈电能成本或单位电能成本，所述水能成本计算模块计算出单 圈水能成本或单位水能成本；
C、单圈燃料成本、单圈电能成本、单圈水能成本的数据传输给单圈能耗成本计算模块 进行计算，单位燃料成本、单位电能成本、单位水能成本的数据传递给所述单位能耗成本计 算模块进行统计，以计算出单圈能耗成本及单位蒸汽能耗成本。所述燃料用量监测装置的计量方式为每当螺旋式给料机轴承旋转一圈，位于螺旋 式给料机轴承上的凸点都会与行程开关外弹片碰撞一次，行程开关会相应地闭合一次，连 接的计数器会记录下来，并累积计量闭合次数。螺旋给料机每旋转一圈的燃料重量事先通过称量得出。本发明的有益效果是由于本发明包括用于检测蒸汽用量的蒸汽流量监测装置； 蒸汽流量仪、燃料用量监测装置、电表、水表及计算机，所述蒸汽流量仪、所述燃料用量监测 装置、所述电表、所述水表均通过通讯串口与所述计算机相连接，所述计算机中包括燃料成 本计算模块、电能成本计算模块、水能成本计算模块、单圈能耗成本计算模块、单位能耗成 本计算模块，所述蒸汽流量仪、所述燃料用量监测装置、所述电表、所述水表将获取的瞬时 值或累计值传递给所述计算机，所述计算机通过上述模块进行计算，以计算出单圈能耗成 本及单位蒸汽能耗成本，通过这种在线实时检测的方式，锅炉的能耗与成本方面的数据比 较清楚、准确，避免了以往对于燃料的质量采取估算方式而误差较大，或通过电子皮带秤计 量，但只能计量进入炉前料仓的燃料数量，无法准备表达锅炉瞬时或短时间的燃料消耗量， 不利于能耗成本监测的情况，然后根据数据分析原因才能相应地调整，从而达到提高锅炉 平均运行效率，达到节约资源的目的，所以本发明可即时地了解锅炉的能耗与成本方面的 数据，准确的计算出单圈能耗成本及单位蒸汽能耗成本，为提高锅炉平均运行效率提供依 据，从而能达到节能效果。
图1是本发明螺旋给料式小型蒸汽锅炉能耗成本在线监测系统的结构示意图； 图2是本发明燃料监测装置的结构示意图。
具体实施例方式如图1、图2所示，本发明包括蒸汽流量仪60、燃料用量监测装置62、电表63、水表61及计算机6，所述燃料用量监测装置62包括螺旋给料机、行程开关支架2、行程开关3、计 数器4，所述螺旋给料机的轴承10上设置有凸点11，所述凸点11用一个螺丝连接在所述轴 承10上呈凸起部，还可以焊接凸块或其他方式，所述行程开关3设置在所述行程开关支架2 上并与所述凸点11相接触，所述行程开关3与所述计数器4相连接，所述计数器4与所述 计算机5通讯连接，所述蒸汽流量仪60为可以计量到瞬时流量和累计总蒸汽流量的涡衔式 蒸汽流量累计仪，所述电表63为能够计量到瞬时用电量和累计总用电量的智能电能表，所 述水表61为能够计量到瞬时给水流量和累计总给水流量的涡衔式水表流量累计仪，所述 蒸汽流量仪60、所述燃料用量监测装置62、所述电表63、所述水表61均通过通讯串口与所 述计算机6线连接，并可将计量到的瞬时值和累计值传递给所述计算机6，所述计算机6通 过数据处理软件进行计算，以计算出单圈能耗成本及单位蒸汽能耗成本，所述计算机6中 还包括燃料成本计算模块，用于计算所述燃料用量监测装置监测到的燃料的瞬时值和累 计值分别乘以单价后，得到的单圈燃料成本和单位燃料成本；电能成本计算模块，用于计算 所述水表计量到的水能的瞬时值和累计值分别乘以单价后，得到的单圈水能成本和单位水 能成本；水能成本计算模块，用于计算所述电表计量到的电能的瞬时值和累计值分别乘以 单价后，得到的单圈电能成本和单位电能成本；单圈能耗成本计算模块，用于将单圈燃料成 本、单圈电能成本、单圈水能成本统计相加后除以所述蒸汽流量仪计量到的蒸汽流量的瞬 时值，得出单圈能耗成本；单位能耗成本计算模块，用于统计单位燃料成本、单位水能成本、 单位电能成本，得到单位能耗成本。所述燃料成本计算模块的计算公式为燃料成本=燃料用量X燃料单价；所述电 能成本计算模块的计算公式为电能成本=用电量X电能单价；
所述水能成本计算模块的计算公式为水能成本=给水量X水能单价； 所述单圈能耗成本计算模块的计算公式为单圈能耗成本=(单圈燃料成本+单圈电能 成本+单圈水能成本)/蒸汽用量；
所述单位能耗成本计算模块的计算公式为单位能耗成本=单位燃料成本+单位电能 成本+单位水能成本。其中，所述燃料用量的计算方式为所述螺旋给料机每旋转一圈燃料重量X旋转 圈数。所述燃料用量监测装置的工作原理为随着所述螺旋给料机的工作，所述轴承10 旋转，每旋转一周，所述凸点11都会与所述行程开关3外弹片碰撞一次，每碰撞一次时，所 述行程开关3会相应地闭合一次，连接的所述计数器5会记录下来，并累积计量闭合次数， 谈后通过RS485通讯串口通讯将数据传递给所述计算机6上即时记录计数器读数。本发明通过所述燃料用量监测装置能记录螺旋式给料机的旋转圈数，进而非常方 便地换算燃料的消耗量，相比电子皮带秤，该监测装置既可实现瞬时测量又可累计测量，消 除滞后性，同时，将能耗成本统计的各项仪表与计算机连接通讯，组成了整个监测系统。此 监测系统能方便地计量锅炉的能耗成本，通过此系统实时监控的能耗成本数据，可以间接 地检测燃料质量的好坏及锅炉运行的状态，从而合理地调节锅炉的运行状态及燃料，将能 耗成本降到最低，过去对锅炉技术指标的计算大部分采用抄表读数进行运算，很容易产生 误差，而使用此在线监测方法，各项参数均是在线监测，数据采集与运算过程由计算机完 成，并且可以打印成表格，体现了数据的真实性，此在线监测方法为锅炉运行提供了及时准确的耗能数据和技术指标，为锅炉的节能和科学管理提供了可靠保证。
权利要求
1.一种螺旋给料式小型蒸汽锅炉能耗成本在线监测系统，其特征在于所述监测系统 包括蒸汽流量仪、燃料用量监测装置、电表、水表及计算机，所述蒸汽流量仪、所述燃料用量 监测装置、所述电表、所述水表均通过通讯串口与所述计算机相连接，所述计算机中包括；燃料成本计算模块，用于计算所述燃料用量监测装置监测到的燃料的瞬时值和累计值 分别乘以单价后，得到的单圈燃料成本和单位燃料成本；电能成本计算模块，用于计算所述水表计量到的水能的瞬时值和累计值分别乘以单价 后，得到的单圈水能成本和单位水能成本；水能成本计算模块，用于计算所述电表计量到的电能的瞬时值和累计值分别乘以单价 后，得到的单圈电能成本和单位电能成本；单圈能耗成本计算模块，用于将单圈燃料成本、单圈电能成本、单圈水能成本统计相加 后除以所述蒸汽流量仪计量到的蒸汽流量的瞬时值，得出单圈能耗成本；单位能耗成本计算模块，用于统计单位燃料成本、单位水能成本、单位电能成本，得到 单位能耗成本。
2.根据权利要求1所述的螺旋给料式小型蒸汽锅炉能耗成本在线监测系统，其特征 在于所述燃料用量监测装置包括螺旋给料机、行程开关支架、行程开关、计数器，所述螺旋 给料机的轴承上设置有凸点，所述行程开关设置在所述行程开关支架上并与所述凸点相接 触，所述行程开关与所述计数器相连接，所述计数器与所述计算机通讯连接。
3.根据权利要求1或2所述的螺旋给料式小型蒸汽锅炉能耗成本在线监测系统，其特 征在于所述蒸汽流量仪为可以计量到瞬时流量和累计总蒸汽流量的涡衔式蒸汽流量累计 仪；所述电表为能够计量到瞬时用电量和累计总用电量的智能电能表；所述水表为能够计 量到瞬时给水流量和累计总给水流量的涡衔式水表流量累计仪。
4.一种螺旋给料式小型蒸汽锅炉能耗成本在线监测方法，其特征在于包括以下步骤a、先通过蒸汽流量仪、燃料用量监测装置、电表、水表即时输出计量到的蒸汽、燃料、电 量、水量的瞬时流量或累积流量给计算机；b、所述计算机通过所述燃料成本计算模块计算出单圈燃料成本或单位燃料成本，所述 电能成本计算模块计算出单圈电能成本或单位电能成本，所述水能成本计算模块计算出单 圈水能成本或单位水能成本；C、单圈燃料成本、单圈电能成本、单圈水能成本的数据传输给单圈能耗成本计算模块 进行计算，单位燃料成本、单位电能成本、单位水能成本的数据传递给所述单位能耗成本计 算模块进行统计，以计算出单圈能耗成本及单位蒸汽能耗成本。
5.根据权利要求4所述的螺旋给料式小型蒸汽锅炉能耗成本在线监测方法，其特征在 于所述燃料用量监测装置的计量方式为每当螺旋式给料机轴承旋转一圈，位于螺旋式给 料机轴承上的凸点都会与行程开关外弹片碰撞一次，行程开关会相应地闭合一次，连接的 计数器会记录下来，并累积计量闭合次数。
6.根据权利要求5所述的螺旋给料式小型蒸汽锅炉能耗成本在线监测方法，其特征在 于所述螺旋给料机每旋转一圈的燃料重量事先通过称量得出。
全文摘要
本发明公开了一种可即时地了解锅炉的能耗与成本方面的数据，准确的计算出单圈能耗成本及单位蒸汽能耗成本，为提高锅炉平均运行效率提供依据，从而能达到节能效果的螺旋给料式小型蒸汽锅炉能耗成本在线监测系统及方法。该系统将蒸汽流量仪、燃料用量监测装置、电表、水能流量仪与计算机连接通讯，能方便地计量锅炉的能耗成本，通过此系统实时监控的能耗成本数据，通过合理地调节锅炉的运行状态及燃料，将能耗成本降到最低，同时，各项参数均是在线监测，数据采集与运算过程由计算机完成，体现了数据的真实性，此在线监测方法为锅炉运行提供了及时准确的耗能数据和技术指标。
文档编号F22B37/38GK102141243SQ20111011061
公开日2011年8月3日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者杨元璋, 梁伟, 邢宁, 陈伟亮 申请人:广东兆丰能源技术有限公司