一种锅炉的水垢检测预警装置的制作方法

本实用新型涉及热力设备性能状态监测与预警领域，具体为一种锅炉的水垢检测预警装置。

背景技术：

锅炉是用来产生蒸汽或热水，供工业或民用的一种设备，这种设备中都有水，水作为热源的媒体。水中含有钙镁离子，水经过加热后钙镁离子就变成水垢，牢牢地沾在锅炉的内壁上。水垢结于锅炉受热面上，会大大恶化传热效果，影响锅炉效率；容易使金属材料因局部过热而烧坏，甚至发生爆管事故；会促使电化学腐蚀加剧，引起锅炉水垢腐蚀，加速受热面的损坏。

水垢的导热性非常差，其导热系数比金属小几十倍甚至上百倍，研究表明：当水垢厚度达到0.8毫米，就要多消耗4％的能源，达到2.82毫米，多消耗22％的能源，达到12.7毫米，就要多消耗70％的能源，那么对水结垢程度检测和除垢在节能环保工作中就显得十分重要了。现有的水结垢在线检测装置，国外目前在水垢检测方面采用的方法是按照水垢的状态和厚度编制相应的计算机数控软件配以超声波检测仪，利用超声回波的方法达到了对水垢的无损检测。其核心是利用超声波在金属-水垢界面和水垢-空气界面的反射回波时间差来确定水垢的厚度。目前，在锅炉的运作过程中，实行在线监测的同时除垢。在线检测装置测到有水垢就开启除垢装置进行除垢，除垢装置需要一直开启，容易造成更多的资源浪费。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种具有预警功能的、节约资源的一种锅炉的水垢检测预警装置。

本实用新型提供了一种锅炉的水垢检测预警装置，包括锅炉和用于实时检测锅炉水垢厚度的检测装置，所述的检测装置包括函数发生器、功率放大器、转换开关、EMAT传感器、示波器，EMAT传感器安装在锅炉的内壁上，和转换开关相连接，转换开关依次连接示波器和功率放大器，函数发生器的输出端和功率放大器的输入端连接，其特征在于，

本水垢检测预警装置还包括预警装置和控制台，所述的预警装置包括输出模块、输入模块和PLC控制器，所述的输入模块和输出模块分别与PLC控制器相连接，输入模块的另一端与示波器相连接，PLC控制器接收到来自示波器的信号大于临界值的信号时，输出信号1，其余时候输出信号0，PLC控制器与函数发生器相连接，输出模块连接控制台，所述的控制台设有预警灯，PLC控制器接收到来自示波器的信号大于临界值的信号时，输出信号1，控制台的预警灯闪烁，其余时候输出信号0，控制台预警灯不亮。

其中，所述的EMAT传感器为激励SH波的专用传感器。

其中，所述的临界值为水垢厚度是0.8毫米。

其中，本水垢检测预警装置还连接有除垢装置。

其中，所述的除垢装置与控制台相连接。

其中，预警灯亮，控制台自动启动除垢装置。

其中，除垢装置包括除垢剂和设置在锅炉内壁上用于喷洒除垢剂的喷头。

其中，控制台每次启动除垢装置，控制台自动记录启动时间。

其中，控制台上还设有蜂鸣器，预警灯亮的同时启动蜂鸣器。

其中，示波器与控制台相连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供一种锅炉的水垢检测预警装置，在PLC控制器内导入程序，PLC控制器控制函数发生器发出信号到转换开关内，分别输入与示波器和功率放大器。经过功率放大器的信号，接入转换开关，然后施加于EMAT传感器上，激励产生超声波，超声波经过锅炉内壁反射回到EMAT传感器处接收，EMAT传感器产生信号回传经过转换开关到示波器，示波器收到的信号并将信号经过输入模块传递到PLC控制器内，PLC控制器接收到信号后判断数值大于临界值，则通过输出模块输出信号1至控制台，控制台上的预警灯亮。相较于现有技术，本实用新型设有预警功能，避免了水垢过多的时候发生破坏炉体的情况，无需时刻开启除垢系统，节约了资源，提高了工作效率。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本实用新型的一种锅炉的水垢检测预警装置的结构示意图；

图1中的附图标号如下：

1、锅炉；2、EMAT传感器；3、转换开关；4、功率放大器；5、函数发生器；6、示波器；7、PLC控制器；8、控制台。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，本实用新型提供了一种锅炉的水垢检测预警装置，锅炉1、用于实时检测锅炉1水垢厚度的检测装置、预警装置和控制台8。检测装置包括函数发生器5、功率放大器4、转换开关3、EMAT传感器2、示波器6。所述的EMAT传感器2可用于发出和接收超声波信号。预警装置包括输出模块、输入模块和PLC控制器7。EMAT传感器2安装在锅炉1的内壁上，和转换开关3相连接，转换开关3依次连接示波器6和功率放大器4，函数发生器5的输出端和功率放大器4的输入端连接，输入模块和输出模块分别与PLC控制器7相连接，输入模块的另一端与示波器6相连接。PLC控制器7与函数发生器5相连接，用于控制函数发生器5的信号输出。输出模块连接控制台8，所述的控制台8设有预警灯，控制台8优选为计算机。PLC控制器7与控制台8相连接，控制台8可以将程序导入PLC控制器7中。优选的，控制台8还可以与示波器6相连接，将示波器6的信号转换为记录的数据，可以在线监视锅炉1水垢厚度情况，同时将数据记录存档。

编写PLC控制器7的程序，设置临界值为0.8毫米，在水垢厚度小于0.8毫米前，能源的消耗小于4％，所以该临界值可以保证锅炉1的运行效率和能源消耗较低。因此设置PLC控制器7接收到来自示波器6的信号大于临界值的信号时，输出信号1，其余时候输出信号0，PLC控制器7接收到来自示波器6的信号大于临界值的信号时，输出信号1，控制台8的预警灯闪烁，其余时候输出信号0，控制台8预警灯不亮。

优选的，本水垢检测预警装置还可以设置除垢装置，除垢装置包括除垢剂和安装在锅炉1内壁上用于喷洒除垢剂的喷头，所述的除垢剂包括螯合剂、分散剂、腐蚀抑制剂、pH调节剂和溶剂，所述螯合剂为聚环氧琥珀酸钠、乙二胺四乙酸二钠或二者混合物，所述分散剂为聚丙烯酸钠、柠檬酸钠或二者混合物，所述腐蚀抑制剂为亚硫酸钠、偶氮二酰胺或二者混合物，所述pH调节剂为氢氧化钠、氢氧化钾或二者混合物，所述溶剂为水。该除垢剂够实现锅炉1在连续运行的过程中有效去除积垢且抑制腐蚀，可使锅炉1获得优异的传热性能，同时克服现有水垢分散剂对环境的污染问题，不会对环境造成影响，所用原料无毒，具有很高的安全性。

除垢装置与控制台8连接，当预警灯亮的时候，控制台8自动启除垢装置，喷头喷洒除垢剂，对正在运行的锅炉1进行除垢，当水垢到临界值后，除垢装置关闭。除垢装置也可以设置为手动启动，可以根据实际锅炉1的运行来选择，可以更加节约资源。

优选的，控制台8上还设有蜂鸣器，预警灯亮的同时启动蜂鸣器，提醒工作人员水垢达到临界值，及时清理水垢，防止造成损失，监控锅炉1的情况。

在PLC控制器7内导入程序，PLC控制器7控制函数发生器5发出信号到转换开关3内，分别输入与示波器6和功率放大器4。经过功率放大器4的信号，接入转换开关3，然后施加于EMAT传感器2上，激励产生超声波，超声波经过锅炉1内壁反射回到EMAT传感器2处接收。其原理是利用超声波来回的时间差，编制相应的计算机数控软件将时间差转换为水垢厚度。首次的超声波是没有水垢的状态下的，作为初始数值，每次超声波的时间差，EMAT传感器2产生信号回传经过转换开关3到示波器6，示波器6收到的信号并将信号经过输入模块传递到PLC控制器7内，PLC控制器7接收到信号后判断数值大于临界值，则通过输出模块输出信号1至控制台8，控制台8上的预警灯亮。其原理是利用超声波来回的时间差，编制相应的计算机数控软件将时间差转换为水垢厚度。首次的超声波是没有水垢的状态下的，作为初始数值，每次超声波的时间差，来计算出相对应的水垢厚度的数值，并传输记录到控制台8内。

以上对本实用新型一种锅炉的水垢检测预警装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述。以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。