本發(fā)明涉及一種三沖量鍋爐爐管泄漏報警控制系統(tǒng)及方法。

背景技術：
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鍋爐是關系到生產和生活的重要的壓力容器，其安全運行意義重大。而鍋爐爐管泄漏或爆破又是經常發(fā)生的現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)不及時，泄漏的高溫高壓蒸汽會吹損周圍的鍋爐管束，嚴重時會釀成重大事故，因此提前發(fā)現(xiàn)爐管泄漏是避免事故擴大的關鍵環(huán)節(jié)。

目前在鍋爐上一般裝有常規(guī)的泄漏報警裝置，報警裝置只是一個聲音檢測儀，用于檢測鍋爐爐管泄漏產生的聲音，但由于鍋爐燃燒產生的噪音和背景音較大，常規(guī)的泄漏報警裝置：聲音檢測儀往往實現(xiàn)不了提前發(fā)現(xiàn)爐管泄漏的目的。

技術實現(xiàn)要素：
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針對現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明提供了一種三沖量鍋爐爐管泄漏報警控制方法，該方法可對爐管泄漏位置進行精準檢測，準確地進行早期預警，避免機組爆管事故進一步擴大。

本發(fā)明采用下面的技術方案：

一種三沖量鍋爐爐管泄漏報警控制方法，包括：

獲取鍋爐給水流量與蒸汽出口流量之偏差，鍋爐爐管外壁設定位置的溫度變化值，以及泄漏檢測裝置的泄漏信號作為三沖量信號；所述鍋爐爐管外壁設定位置的溫度變化值包括：取鍋爐爐管外壁豎直方向上設定距離段的兩端點，記為上端點和下端點，分別獲取上端點以及下端點一定時間內的溫度變化值；

根據上述三沖量信號進行邏輯計算，若鍋爐給水流量與蒸汽出口流量之偏差大于第一設定值；或上端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫升，且溫升大于第二設定值，同時下端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫降，且溫降也大于第二設定值；或泄漏檢測裝置發(fā)出泄漏信號，則判定鍋爐爐管發(fā)生泄漏，輸出報警信號。

進一步的，若上端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫升，且溫升大于第三設定值，同時下端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫降，且溫降大于第四設定值，則判定鍋爐爐管發(fā)生泄漏。

進一步的，根據水平衡理論和換熱理論計算得到第一設定值、第二設定值、第三設定值和第四設定值。

進一步的，獲取以上端點為中心的多個待測點處的溫度變化值，取其平均值作為上端點的平均溫度變化值；同時獲取以下端點為中心的多個待測點處的溫度變化值，取其平均值作為下端點的平均溫度變化值。

本發(fā)明還提出了一種采用上述方法的三沖量鍋爐爐管泄漏報警控制系統(tǒng)，包括：

在鍋爐爐管外壁的設定位置設置有溫度檢測單元，所述溫度檢測單元設置在鍋爐爐管外壁豎直方向上設定距離段的上端點和下端點；

在鍋爐給水端設置有水流量檢測單元；

在鍋爐的蒸汽出口端設置有蒸汽流量檢測單元；

通過檢測爐管泄漏聲音的聲音檢測儀；

邏輯模塊，其輸入與所述溫度檢測單元、水流量檢測單元、蒸汽流量檢測單元和聲音檢測儀的輸出相連，用于當鍋爐給水流量與蒸汽出口流量之偏差大于第一設定值；或上端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫升，且溫升大于第二設定值，同時下端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫降，且溫降也大于第二設定值；或泄漏檢測裝置發(fā)出泄漏信號，則判定鍋爐爐管發(fā)生泄漏，輸出報警信號；

計算機，與所述邏輯模塊相連，獲取報警控制信號，輸出報警信息。

進一步的，所述邏輯模塊包括第一限位邏輯單元，用于獲取上端點和下端點溫度檢測單元的檢測結果，并輸出邏輯值；第二限位邏輯單元，用于獲取蒸汽流量檢測單元和蒸汽流量檢測單元的檢測結果，并輸出邏輯值；邏輯或單元，用于獲取所述第一限位邏輯單元輸出的邏輯值、第二限位邏輯單元輸出的邏輯值以及聲音檢測儀發(fā)出泄漏信號邏輯值，輸出報警控制信號。

進一步的，第一限位邏輯單元包括上端點邏輯限位單元和下端點邏輯限位單元，上端點邏輯限位單元設置有第三設定值，用于獲取上端點溫度檢測單元的檢測結果，并輸出邏輯值；下端點邏輯限位單元設置有第四設定值，用于獲取下端點溫度檢測單元的檢測結果，并輸出邏輯值。

進一步的，以上端點為中心的多個待測點處設有溫度檢測單元，每個溫度檢測單元的輸出連接有第一控制器，用于計算其平均溫度變化值；以下端點為中心的多個待測點處設有溫度檢測單元，每個溫度檢測單元的輸出連接有第二控制器，用于計算其平均溫度變化值。

進一步的，所述溫度檢測單元采用貼片式溫度檢測器。

進一步的，將所述報警信息通過計算機輸送到操作員站點。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供的三沖量鍋爐爐管報警方法及系統(tǒng)，可準確預警早期泄漏，并可對鍋爐爐管泄漏程度進行定量監(jiān)測，直接顯示在操作員站畫面上,及時提醒運行人員到現(xiàn)場檢查爐管泄漏具體位置和爆管嚴重程度，避免事故擴大。本發(fā)明根據水平衡理論和換熱理論，通過測量和計算給水流量與蒸汽流量偏差、金屬壁溫變化率(溫升或溫降)以及聲音檢測儀信號的三沖量，綜合判定鍋爐爐管泄漏情況，輸出爐管泄漏報警信號到操作員站，提醒運行人員到現(xiàn)場檢查爐管泄漏具體位置和爆管嚴重程度，可以有效起到鍋爐爐管泄漏的報警目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明三沖量鍋爐爐管泄漏報警系統(tǒng)示意圖。

1-溫度測點；2-水流量測點,3-蒸汽流量測點；4-泄漏檢測點；

具體實施方式

應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬技術領域的普通技術人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

如圖1所示為本發(fā)明的一種典型實施例，三沖量鍋爐爐管泄漏報警控制系統(tǒng)，包括：

在鍋爐爐管外壁的設定位置設置有若干溫度測點1，若干溫度測點1設置在鍋爐爐管外壁豎直方向上設定距離段的上端點和下端點；在鍋爐給水端設置有水流量測點2；在鍋爐的蒸汽出口端設置有蒸汽流量測點3；通過檢測爐管泄漏聲音的聲音檢測儀，即若干泄漏監(jiān)測點4；邏輯模塊，其輸入與若干溫度測點1、水流量測點2、蒸汽流量測點3和若干泄漏監(jiān)測點4的輸出相連，用于當鍋爐給水流量與蒸汽出口流量之偏差大于第一設定值；或上端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫升，且溫升大于第二設定值，同時下端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫降，且溫降也大于第二設定值；或泄漏檢測裝置發(fā)出泄漏信號，則判定鍋爐爐管發(fā)生泄漏，輸出報警信號。

邏輯模塊包括第一限位邏輯單元，用于獲取上端點和下端點溫度檢測單元的檢測結果，并輸出邏輯值；第一限位邏輯單元包括上端點邏輯限位單元和下端點邏輯限位單元，上端點邏輯限位單元設置有第三設定值，用于獲取上端點溫度檢測單元的檢測結果，并輸出邏輯值；下端點邏輯限位單元設置有第四設定值，用于獲取下端點溫度檢測單元的檢測結果，并輸出邏輯值；第二限位邏輯單元，用于獲取蒸汽流量檢測單元和蒸汽流量檢測單元的檢測結果，并輸出邏輯值；邏輯或單元，用于獲取所述第一限位邏輯單元輸出的邏輯值、第二限位邏輯單元輸出的邏輯值以及聲音檢測儀發(fā)出泄漏信號邏輯值，輸出報警控制信號。

本實施例中，上端點邏輯限位單元記為溫度模塊(△t1)，下端點邏輯限位單元記為溫度模塊(△t2)，如果在a處發(fā)生爐管泄漏，那么在t2處的管壁溫度會由于流量大幅上升而急劇下降，而t1處的管壁溫度會因為缺水而急劇上升，t2處的溫降率和t1處的溫升率會大幅上升；通過溫度模塊(△t1)、(△t2)計算溫度變化率，若溫度模塊(△t1)表現(xiàn)為溫降，且溫降大于第三設定值，同時溫度模塊(△t2)表現(xiàn)為溫升，且溫升大于第四設定值，則判定鍋爐爐管發(fā)生泄漏。

本實施例中，鍋爐給水流量記為流量f1，蒸汽出口流量記為流量f2，如果要維持機組負荷或鍋爐蒸汽流量，但發(fā)生了鍋爐爐管泄漏，則流量f1會不正常地大于f2，通過流量模塊計算流量偏差△f，如果大于第一設定值，即可判定爐管泄漏。

另外，本實施例的邏輯或模塊(△q)還具有一路輸入即檢測爐管泄漏聲音的聲音檢測儀，本實施例將鍋爐給水流量與蒸汽出口流量之偏差，鍋爐爐管外壁設定位置的溫度變化值，以及聲音檢測儀的泄漏信號作為三沖量信號作為邏輯或模塊的輸入上述三沖量信號中的任一一個信號觸發(fā)，即可引發(fā)報警。

在本實施例中，還具有計算機，其與所述邏輯模塊(△q)相連，獲取報警控制信號，輸出報警信息。最終，計算機將上述報警信號輸送到操作員站，提醒運行人員到現(xiàn)場檢查爐管泄漏具體位置和爆管嚴重程度，可以有效起到鍋爐爐管泄漏的報警目的。

本實施例中，還可以在以上端點為中心的多個待測點處設有溫度檢測點，每個溫度檢測點的輸出連接有第一控制器，用于計算其平均溫度變化值；在以下端點為中心的多個待測點處設有溫度點，每個溫度檢測點的輸出連接有第二控制器，用于計算其平均溫度變化值。

溫度檢測點處采用貼片式溫度檢測器，可以有效貼合鍋爐爐管外壁。

本實施例的這種報警系統(tǒng)，根據水平衡理論和換熱理論計算得到第一設定值、第二設定值、第三設定值和第四設定值，通過測量和計算給水流量與蒸汽流量偏差、金屬壁溫變化率(溫升或溫降)以及聲音檢測儀信號等三沖量，經過流量模塊(△f)、溫度模塊(△t)和邏輯模塊(△q)綜合判定鍋爐爐管泄漏情況，輸出爐管泄漏報警信號到操作員站，提醒運行人員到現(xiàn)場檢查爐管泄漏具體位置和爆管嚴重程度，避免事故擴大。

本發(fā)明的再一實施例是一種三沖量鍋爐爐管泄漏報警控制方法，具體的該方法采用下面的步驟：

獲取鍋爐給水流量與蒸汽出口流量之偏差，鍋爐爐管外壁設定位置的溫度變化值，以及泄漏檢測裝置的泄漏信號作為三沖量信號；所述鍋爐爐管外壁設定位置的溫度變化值包括：取鍋爐爐管外壁豎直方向上設定距離段的兩端點，記為上端點和下端點，分別獲取上端點以及下端點一定時間內的溫度變化值；

根據上述三沖量信號進行邏輯計算，若鍋爐給水流量與蒸汽出口流量之偏差大于第一設定值；或上端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫升，且溫升大于第二設定值，同時下端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫降，且溫降也大于第二設定值；或泄漏檢測裝置發(fā)出泄漏信號，則判定鍋爐爐管發(fā)生泄漏，輸出報警信號。

根據水平衡理論和換熱理論計算得到第一設定值、第二設定值。本實施例的有益效果是簡單明了得獲取了溫升或溫降，采用統(tǒng)一評斷標準，即溫升或溫降的絕對變化值均大于第二設定值時，采觸發(fā)報警，采用這一實施例的方法，報警信息的門檻略有提高，但是執(zhí)行過程簡化，利于實際操作。

作為對上述實施例的一種改進，若上端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫升，且溫升大于第三設定值，同時下端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫降，且溫降大于第四設定值，則判定鍋爐爐管發(fā)生泄漏。根據水平衡理論和換熱理論計算得到第一設定值、第二設定值、第三設定值和第四設定值。

本實施例的有益效果是簡單對鍋爐爐管比的溫升或溫降分別進行評判，即設定第三設定值和第四設定值，若上端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫升，且溫升大于第三設定值，同時下端點的溫度變化值表現(xiàn)為溫降，且溫降大于第四設定值，則觸發(fā)報警，采用這一實施例的方法，報警信息更為真實的反應了實際的鍋爐爐管泄漏情況，同樣可以達到有效提醒運行人員到現(xiàn)場檢查爐管泄漏具體位置和爆管嚴重程度，避免事故擴大的效果。

作為對上述實施例的一種改進，可以獲取以上端點為中心的多個待測點處的溫度變化值，取其平均值作為上端點的平均溫度變化值；同時獲取以下端點為中心的多個待測點處的溫度變化值，取其平均值作為下端點的平均溫度變化值。采用這種方法可以更為準確的判定爐管泄漏。

本實施例提供的三沖量鍋爐爐管報警方法，可準確預警早期泄漏，并可對鍋爐爐管泄漏程度進行定量監(jiān)測，直接顯示在操作員站畫面上,及時提醒運行人員到現(xiàn)場檢查爐管泄漏具體位置和爆管嚴重程度，避免事故擴大。本發(fā)明根據水平衡理論和換熱理論，通過測量和計算給水流量與蒸汽流量偏差、金屬壁溫變化率(溫升或溫降)以及聲音檢測儀信號的三沖量，綜合判定鍋爐爐管泄漏情況，輸出爐管泄漏報警信號到操作員站，提醒運行人員到現(xiàn)場檢查爐管泄漏具體位置和爆管嚴重程度，可以有效起到鍋爐爐管泄漏的報警目的

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領域的技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護范圍之內。