汽温变化速率实时监控系统的制作方法

本实用新型属于电站锅炉领域，具体地说，涉及汽温变化速率实时监控系统。

背景技术：

火力发电是我国主要的发电方式，电站锅炉作为火力电站的三大主机设备之一，伴随着我国火电行业的发展而发展。近年来，环保节能成为中国电力工业结构调整的重要方向，在很大程度上加快了国内火电设备的更新换代。电站锅炉的“水冷壁”、“过热器管”、“再热器管”、“省煤器管”的高温腐蚀和磨损，是造成管道泄露的主要原因，也是常见的技术问题，它给电厂的安全运行带来很大威胁，常常导致事故的发生。

为避免上述不良现象发生，在实际生产运行中，需要锅炉的主再热汽温保持稳定，在逐步升温的过程中，保证温度变化速率处在稳定的范围内，一般温度变化速率应控制在2℃/min以内，才能保障设备的正常运转和寿命。若汽温剧烈变化会造成设备损坏的严重影响，锅炉水冷壁因汽温变化受到交变热应力可能产生横向裂纹，末级过热器和末级再热器可能因为温度变化产生氧化皮脱落，堵塞蒸汽流通导致超温爆管。

因此，在锅炉的运转中，要实时的根据温度变化速率调整温度时间，而目前没有可实时监控温度变化速率的装置设备，均根据温度检测结果来推算速率，再去控制温度时间，增加了工作人员的负荷，不能简化温度变化速率的控制和调节。

有鉴于此特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供汽温变化速率实时监控系统，通过在现有的DCS控制系统中增加一个温度变化速率计算装置，根据DCS控制系统检测到的温度值与时间值，计算出实时的温度变化速率，使温度变化速率直接以数字的形式呈现在DCS控制系统的显示面板上，直观的显示当前温度的变化趋势和速度，有效提高工作效率，同时设置报警装置，及时预警，提醒工作人员采取措施保证设备运行正常。

为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

汽温变化速率实时监控系统，包括：

温度检测装置，检测过热器、再热器的实时温度T；

DCS控制系统，收集记录实时温度T、实时时间t的数据，并传输给温度变化速率计算装置；

温度变化速率计算装置，通过实时温度T与实时时间t的定量变化，计算出温度变化速率v，即通过实时温度变化量ΔT与实时时间变化量Δt的比值计算得出温度变化速率并将实时温度变化速率v传输给DCS控制系统；

所述的温度检测装置与DCS控制系统电连接，所述的DCS控制系统与温度变化速率计算装置双向数据传输连接。

进一步地，所述的温度变化速率计算装置为微处理器。

进一步地，所述的温度变化速率计算装置为单片机、PLC芯片或ARM。

进一步地，所述的DCS控制系统设有显示温度变化速率v的显示装置。

进一步地，所述的温度检测装置为多个且分别安装在过热器、再热器上。

进一步地，所述的过热器、再热器均不少于两个，所述的温度检测装置至少安装在末尾的过热器和再热器上。

进一步地，所述的过热器为四个，分别为一级过热器、二级过热器、三级过热器、四级过热器，所述的再热器为两个，分别为初级再热器、末级再热器，所述的四级过热器和末级再热器上均安装有温度检测装置。

进一步地，所述的温度检测装置为高温热电偶。

进一步地，还包括报警装置，所述的报警装置与DCS控制系统或温度变化速率计算装置连接。

进一步地，所述的报警装置为即时触发装置，当温度变化速率v大于等于预设值v₀时，即v≥v₀时，所述的报警装置自动触发启动，所述的v₀根据不同的温度变化速率需求设定。

进一步地，所述的报警装置为报警灯、嗡鸣器或预警提示框。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。

本实用新型通过在现有的DCS控制系统中增加一个温度变化速率计算装置，根据DCS控制系统检测到的实时的温度变化值与时间变化值的比值，计算出实时的温度变化速率，使温度变化速率直接以数字的形式呈现在DCS控制系统的显示面板上，直观的显示当前温度的变化趋势和速度，计算结果量化、更准确，有效提高工作效率。

本实用新型同时设置报警装置，将DCS控制系统显示的实时的温度变化速率值与预设值进行实时对比，及时预警，提醒工作人员采取措施调整温度，降低超温、防止烧坏，保证设备运行正常。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本申请的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1是本实用新型实施例一的结构示意图。

图中：10-锅炉；21-一级过热器；22-二级过热器；23-三级过热器；24-四级过热器；31-初级再热器；32-末级再热器；40-DCS控制系统；50-温度变化速率计算装置；60-报警装置。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型汽温变化速率实时监控系统，包括：

温度检测装置，检测过热器、再热器的实时温度T；

DCS控制系统，收集记录实时温度T、实时时间t的数据，并传输给温度变化速率计算装置；

温度变化速率计算装置，通过实时温度T与实时时间t的定量变化，计算出温度变化速率v，即通过实时温度变化量ΔT与实时时间变化量Δt的比值计算得出温度变化速率并将实时温度变化速率v传输给DCS控制系统；

所述的温度检测装置与DCS控制系统电连接，所述的DCS控制系统与温度变化速率计算装置双向数据传输连接。

具体地，在锅炉的过热器、再热器上安装温度检测装置，实时监控过热器、再热器的壁温，温度检测装置通过与DCS控制系统连接，将实时检测到的温度反馈到DCS控制系统的显示面板上，动态、实时显示实时温度T、实时时间t。

DCS控制系统作为锅炉控制中心，通过温度检测装置检测到的实时温度T、实时时间t在DCS控制系统收集，一个实时温度T对应一个实时时间t，并将该些数据传输给温度变化速率计算装置，温度变化速率计算装置根据实时温度T和实时时间t的变化量，计算出实时的温度变化速率，即通过实时温度变化量ΔT与实时时间变化量Δt的比值计算得出温度变化速率其中，所述的温度变化速率计算装置为微处理器，优选地，所述的温度变化速率计算装置为单片机、PLC芯片或ARM，温度变化速率计算装置也作为一个程序可设置在DCS控制系统中，充分利用DCS控制系统的可控性，方便设备运行和管理。

计算出来的实时温度变化速v是以数字形式呈现，所述的DCS控制系统设有显示温度变化速率v的显示装置，在现有的DCS控制系统的主再热汽温画面上，增加一个显示温度变化速率的窗口，将温度变化速率直观的显示在面板上，方便工作人员直接识别当前温度的变化趋势和速度，以便更好的控制温度时间。

其中，在锅炉中的过热器、再热器一般均不少于两个，且多数的DCS控制系统在每一个过热器和再热器上均安装有温度检测装置，用于监测实时温度变化，所述的过热器、再热器均不少于两个，所述的温度检测装置至少安装在末尾的过热器和再热器上，由于末尾的过热器、再热器是主要的控温速率的反应温度装置，因此，至少在安装位于末尾的过热器、再热器上安装温度检测装置，用于DCS控制系统收集最少的有效的实时温度T与实时时间t，计算出温度变化速率。

优选地，所述的过热器为四个，分别为一级过热器、二级过热器、三级过热器、四级过热器，所述的再热器为两个，分别为初级再热器、末级再热器，所述的四级过热器和末级再热器上均安装有温度检测装置，进一步优选地，一级过热器、二级过热器、三级过热器、初级再热器上均安装有温度检测装置，温度检测装置包括若干个温度检测点且均匀布置于过热器、再热器的内壁上。

温度检测装置可根据实际需求设定，不同的高压、高温要求设置相符合的温度检测装置，优选地，所述的温度检测装置为高温热电偶，高温热电偶以检测点的形式布置设置在过热器、再热器的壁面上，实时检测温度。

在温度变化速率计算出来后，为了实现自动监控，及时提醒系统或工作人员，防止温度变化速率超过预期值，所述的报警装置为即时触发装置，当温度变化速率v大于等于预设值v₀时，即v≥v₀时，所述的报警装置自动触发启动，所述的v₀根据不同的温度变化速率需求设定，报警装置与DCS控制系统或温度变化速率计算装置连接，优选地，报警装置与DCS控制系统连接，在预设值内，温度变化速率是以实时计算出来的结果呈现，当温度变化速率v超过了预设值v₀，DCS控制系统会自动触发报警装置，给出报警提示，避免温度变化速率过大造成设备损害，根据不同时间段对温度速率的要求设定不同的v₀，随着时间的变化而改变预设值v₀，来满足实时的速率变化需求。

报警装置作为及时提醒系统或人员的提醒装置,所述的报警装置为报警灯、嗡鸣器或预警提示框，可将DCS控制系统直接与报警灯或嗡鸣器连接，在温度变化速率v≥v₀时，报警灯亮起或嗡鸣器响器，亦或是在DCS控制系统的显示面板中弹出预警提示框，配合形成报警灯、嗡鸣器、预警提示框多级安全提示，确保预警可以达到真正及时有效的目的。

本实用新型通过在现有的DCS控制系统中增加一个温度变化速率计算装置，根据DCS控制系统检测到的实时的温度变化值与时间变化值的比值，计算出实时的温度变化速率，使温度变化速率直接以数字的形式呈现在DCS控制系统的显示面板上，直观的显示当前温度的变化趋势和速度，计算结果量化、更准确，有效提高工作效率。

本实用新型同时设置预警装置，将DCS控制系统显示的实时的温度变化速率值与预设值进行实时对比，及时提醒工作人员采取措施调整温度，降低超温、防止烧坏，保证设备运行正常。

实施例一

如图1所示，本实施例所述的汽温变化速率实时监控系统，包括：温度检测装置、DCS控制系统40、温度变化速率计算装置50、报警装置60，温度检测装置分别安装在位于锅炉10内的一级过热器21、二级过热器22、三级过热器23、四级过热器24、初级再热器31、末级再热器32上，温度变化速率计算装置50为单片机，温度检测装置为高温热电偶，采取多点布置、分点检测的方式布置在过期热和再热器的壁面上。

气体从锅炉10依次经过多级过热器、再热器后，再输送至后续的设备进行生产，在此段内控制温度升高速率，确保温度的变化在设备的可允许范围内，保障设备的生产安全。DCS控制系统40分别连接着各个温度检测装置，将实时检测到的温度反应在DCS控制系统40的主再热汽温画面上。

DCS控制系统40将检测、收集到的实时温度T和实时时间t传送给温度变化速率计算装置50，在温度变化速率计算装置50的计算下，即通过实时温度变化量ΔT与实时时间变化量Δt的比值计算得出温度变化速率温度变化速率计算装置50与DCS控制系统为双向数据传输连接，温度变化速率计算装置50将计算得出的实时的温度变化速率v传送给DCS控制系统40，通过在DCS控制系统40主再热汽温画面上增加一个显示温度变化速率的窗口，用于将温度变化速率v实时的显示在窗口中，使工作人员对温度速率的结果一目了然，避免了根据温度变化量推算温度变化速率的繁琐演算，而且计算结果更准确、更实时，及时对温度控制做出相应的调整。

为进一步提高对温度变化速率的有效监控，设置温度变化速率预设值v₀，当v≥v₀时，所述的报警装置自动触发启动，所述的v₀根据不同的温度变化速率需求设定。在预设值内，温度变化速率是以实时计算出来的结果呈现，当温度变化速率v超过了预设值v₀，DCS控制系统会自动触发报警装置，给出报警提示，避免温度变化速率过大造成设备损害，根据不同时间段对温度速率的要求设定不同的v₀，随着时间的变化而改变预设值v₀，来满足实时的速率变化需求。

本实施例中的报警装置60包括与DCS控制系统40连接的报警灯、嗡鸣器、预警提示框，当v≥v₀时，DCS控制系统40显示面板上会出现预警提示框，提醒工作人员温度变化速率v超过了预设值v₀，同时报警灯、嗡鸣器启动，共同形成一个报警系统，及时提醒相关人员，以便及时作出温度控制调整，保证设备的正常生产运行。

本实施例根据DCS控制系统40检测到的实时的温度变化值与时间变化值的比值，计算出实时的温度变化速率，使温度变化速率直接以数字的形式呈现在DCS控制系统40的显示面板上，直观的显示当前温度的变化趋势和速度，计算结果量化、更准确，有效提高工作效率，及时提醒工作人员采取措施调整温度，降低超温、防止烧坏，保证设备运行正常。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。