鍋爐監測裝置和鍋爐系統的製作方法

2023-09-10 02:24:40 3

本發明涉及節能領域，具體而言，涉及鍋爐監測裝置和鍋爐系統。

背景技術：

鍋爐的安全需要長期重視與管控。現有的鍋爐通過電控箱來進行一系列的啟動操作或是緊急操作，，需要人實時管理

使用過程中，人員可能不能24小時在崗，也可能注意力不集中，或者操作失誤，存在風險。

技術實現要素：

本發明提供鍋爐監測裝置和鍋爐系統，旨在改善上述問題。

第一方面，本發明提供的一種鍋爐監測裝置。所述鍋爐監測裝置包括通訊模塊、伺服器、鍋爐本體控制器和設置於鍋爐本體待監測位置的狀態採集設備，所述狀態採集設備與所述通訊模塊連接，所述通訊模塊與所述伺服器連接。所述狀態採集設備用於採集鍋爐本體待監測位置的狀態數據，所述通訊模塊用於將所述狀態採集設備採集的狀態數據發送至所述伺服器，所述伺服器用於根據預設的監測算法，監測所述鍋爐本體待監測位置的狀態數據是否正常，在監測到所述鍋爐本體待監測位置的狀態數據異常時發送異常控制指示至所述鍋爐本體控制器，所述鍋爐本體控制器用於執行所述異常控制指示對應的操作。

第二方面，本發明實施例提供的一種鍋爐系統，所述鍋爐系統包括鍋爐本體和鍋爐監測裝置，所述鍋爐監測裝置包括通訊模塊、伺服器、鍋爐本體控制器和狀態採集設備。所述狀態採集設備與所述通訊模塊連接，所述通訊模塊與所述伺服器連接，所述狀態採集設備用於採集鍋爐本體待監測位置的狀態數據，所述通訊模塊用於將所述狀態採集設備採集的狀態數據發送至所述伺服器，所述伺服器用於根據預設的監測算法，監測所述鍋爐本體待監測位置的狀態數據是否正常，在監測到所述鍋爐本體待監測位置的狀態數據異常時發送異常控制指示至所述鍋爐本體控制器。所述鍋爐本體控制器用於執行所述異常控制指示對應的操作。

上述本發明提供的鍋爐監測裝置，應用於本實施例提供的鍋爐系統。所述鍋爐系統包括鍋爐本體和用於實時遠程監測所述鍋爐本體的狀態的鍋爐監測裝置。所述鍋爐監測裝置包括通訊模塊、伺服器、鍋爐控制器和狀態採集設備，將所述狀態採集設備與所述通訊模塊連接，所述通訊模塊與所述伺服器連接。所述狀態採集設備用於採集鍋爐本體待監測位置的狀態數據，所述通訊模塊用於將所述狀態採集設備採集的狀態數據發送至所述伺服器，所述伺服器用於根據預設的監測算法，監測所述鍋爐本體待監測位置的狀態數據是否正常，在監測到所述鍋爐本體待監測位置的狀態數據異常時發送異常控制指示至所述鍋爐本體控制器，所述鍋爐本體控制器用於執行所述異常控制指示對應的操作。通過狀態採集設備實時採集鍋爐本體的狀態數據，並將採集的狀態數據實時反饋給伺服器，伺服器監控所述鍋爐本體的狀態數據是否異常，在監測到數據異常時及時指示所述鍋爐本體控制器採取提醒作業人員或者自動關閉鍋爐、噴水降溫等緊急措施，極大程度上實現鍋爐運行過程中的自動監控和實時安全管控，降低了鍋爐故障率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本發明第一實施例提供的鍋爐監測裝置的結構示意圖；

圖2是本發明第二實施例提供的鍋爐系統的結構示意圖；

圖3是本發明第二實施例提供的鍋爐系統的換熱器的結構示意圖；

圖4是本發明第三實施例提供的鍋爐系統的結構示意圖；

圖5是本發明第三實施例提供的鍋爐系統的換熱器的截面示意圖。

圖標：100-鍋爐系統；200-鍋爐系統；110-鍋爐本體；111-煙氣出口端；112-鍋爐本體架；114-燃燒機；116-送風裝置；120-鍋爐設備；140-換熱器；240-換熱器；141-煙氣入口；142-第一管道；143-煙氣出口；144-第二管道；146-換熱管；246-換熱管；160-冷卻器；162-煙氣冷卻入口；164-煙氣冷卻出口；180-循環水系統；182-熱水箱；184-冷水箱；185-循環泵；186-鍋爐回熱水補給裝置；190-煙囪；192-煙囪口；248-抽真空裝置；310-狀態採集設備；320-通訊模塊；330-伺服器；340-鍋爐控制器。

具體實施方式

本領域技術人員長期以來一直在尋求一種改善該問題的工具或方法。

鑑於此，本發明的設計者通過長期的探索和嘗試，以及多次的實驗和努力，不斷的改革創新，得出本方案所示的的健身房車管理方法和裝置。

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參見圖1，為本發明第一實施例提供的鍋爐監測裝置的結構示意圖。所述鍋爐監測裝置包括通訊模塊320、伺服器330、鍋爐本體110控制器和狀態採集設備310，所述狀態採集設備310設置於鍋爐本體110的待檢測位置，所述狀態採集設備310與所述通訊模塊320連接，所述通訊模塊320與所述伺服器330連接。

所述狀態採集設備310設置於鍋爐本體110的待檢測位置，所述狀態採集設備310與所述通訊模塊320連接，用於採集鍋爐本體110待監測位置的狀態數據，將狀態數據通過通訊模塊320發送給伺服器330。所述狀態數據可以為鍋爐本體110的溫度數據，所述狀態採集設備310可以為溫度傳感器，所述溫度傳感器設置於所述鍋爐本體110的待監測位置，所述溫度傳感器與所述通訊模塊320連接。

在上述實施例的基礎上，所述伺服器330可以為網絡伺服器330、資料庫伺服器330等，也可以是網絡伺服器330、資料庫伺服器330等的集成式伺服器330系統。所述伺服器330還可以是個人電腦(personalcomputer，pc)、平板電腦、智慧型手機、個人數字助理(personaldigitalassistant，pda)等。

伺服器330可以為具有數據處理能力的伺服器330，可以接收通訊模塊320接收的所述狀態採集設備310採集的狀態數據，並根據預設的監測算法，根據狀態採集數據判斷鍋爐本體110的運行狀態是否正常，在檢測到狀態異常時發送異常控制指示至所述鍋爐本體110控制器。所述鍋爐本體110控制器可以為鍋爐本體110的啟閉裝置、報警裝置或者噴水降溫裝置能自動控制鍋爐本體110異常避險的裝置。所述異常控制指示可以為指示啟閉裝置關閉鍋爐本體110的指示信息，或者是指示報警裝置報警的指示信息，或者是控制噴水降溫裝置噴水降溫避險的指示信息。

所述伺服器330還可以為僅具有信息接收能力的應用終端，用於接收所述通訊模塊320發送的所述狀態採集模塊的狀態採集數據，將採集的數據顯示給用戶，由用戶人為對鍋爐本體110採取相應行動進行異常控制以避免事故。所述伺服器330還可以將其所接收的全部狀態數據及監測狀態發送給監控後臺系統，以方便用戶獲取該鍋爐系統100的運行狀態。

上述本發明實施例提供的鍋爐監測裝置，包括通訊模塊320、伺服器330、鍋爐控制器340和狀態採集設備310，將所述狀態採集設備310與所述通訊模塊320連接，所述通訊模塊320與所述伺服器330連接。所述狀態採集設備310用於採集鍋爐本體110待監測位置的狀態數據，所述通訊模塊320用於將所述狀態採集設備310採集的狀態數據發送至所述伺服器330，所述伺服器330用於根據預設的監測算法，監測所述鍋爐本體110待監測位置的狀態數據是否正常，在監測到所述鍋爐本體110待監測位置的狀態數據異常時發送異常控制指示至所述鍋爐本體110控制器，所述鍋爐本體110控制器用於執行所述異常控制指示對應的操作。通過狀態採集設備310實時採集鍋爐本體110的狀態數據，並將採集的狀態數據實時反饋給伺服器330，伺服器330監控所述鍋爐本體110的狀態數據是否異常，在監測到數據異常時及時指示所述鍋爐本體110控制器採取提醒作業人員或者自動關閉鍋爐、噴水降溫等緊急措施，極大程度上實現鍋爐運行過程中的自動監控和實時安全管控，降低了鍋爐故障率。

請參見圖2，為本發明第二實施例提供的鍋爐系統100的結構示意圖。所述鍋爐系統100包括：鍋爐本體110和鍋爐監測裝置，所述鍋爐監測裝置包括通訊模塊320、伺服器330、鍋爐本體110控制器和狀態採集設備310，所述狀態採集設備310與所述通訊模塊320連接，所述通訊模塊320與所述伺服器330連接。

所述狀態採集設備310設置於鍋爐本體110的待檢測位置，所述狀態採集設備310與所述通訊模塊320連接，用於採集鍋爐本體110待監測位置的狀態數據，將狀態數據通過通訊模塊320發送給伺服器330。所述狀態數據可以為鍋爐本體110的溫度數據，所述狀態採集設備310可以為溫度傳感器，所述溫度傳感器設置於所述鍋爐本體110的待監測位置，所述溫度傳感器與所述通訊模塊320連接。

在上述實施例的基礎上，所述伺服器330可以為網絡伺服器330、資料庫伺服器330等，也可以是網絡伺服器330、資料庫伺服器330等的集成式伺服器330系統。所述伺服器330還可以是個人電腦(personalcomputer，pc)、平板電腦、智慧型手機、個人數字助理(personaldigitalassistant，pda)等。

伺服器330可以為具有數據處理能力的伺服器330，可以接收通訊模塊320接收的所述狀態採集設備310採集的狀態數據，並根據預設的監測算法，根據狀態採集數據判斷鍋爐本體110的運行狀態是否正常，在檢測到狀態異常時發送異常控制指示至所述鍋爐本體110控制器。所述鍋爐本體110控制器可以為鍋爐本體110的啟閉裝置、報警裝置或者噴水降溫裝置能自動控制鍋爐本體110異常避險的裝置。所述異常控制指示可以為指示啟閉裝置關閉鍋爐本體110的指示信息，或者是指示報警裝置報警的指示信息，或者是控制噴水降溫裝置噴水降溫避險的指示信息。

所述伺服器330還可以為僅具有信息接收能力的應用終端，用於接收所述通訊模塊320發送的所述狀態採集模塊的狀態採集數據，將採集的數據顯示給用戶，由用戶人為對鍋爐本體110採取相應行動進行異常控制以避免事故。所述伺服器330還可以將其所接收的全部狀態數據及監測狀態發送給監控後臺系統，以方便用戶獲取該鍋爐系統100的運行狀態。在上述實施例的基礎上，所述鍋爐系統100還包括燃燒機114、換熱器240、冷卻器160和循環水系統180，所述換熱器240與所述鍋爐本體110的煙氣出口143和所述燃燒機114連通，所述冷卻器160與所述循環水系統180連通。鍋爐本體110是進行燃燒加熱產生煙氣的主要設備，換熱器140是利用煙氣熱量進行空氣預熱處理的主要設備，冷卻器160和循環水系統180的配合使用是再次利用煙氣熱量為鍋爐本體110提供能量補給。

在一種實施方式中，鍋爐本體110呈圓柱空心狀，並且橫向放置在鍋爐本體架112上，鍋爐本體110遠離煙氣出口端111的一端設置有用於加熱鍋爐本體110的專用燃燒機114。專用燃燒機114對鍋爐本體110加熱後，煙氣從煙氣出口端111排出，而煙氣出口端111直接與換熱器140的煙氣入口141相連通，故煙氣進入換熱器140中開始進行第一次能量回收再利用。

在上述實施例的基礎上，如圖3所示，所述換熱器240包括與所述鍋爐本體110的煙氣出口143連通的第一管道142、用於進行空氣預熱的第二管道144和換熱管146，所述第一管道142和所述第二管道144沿長度方向並列設置，所述第一管道142和所述第二管道144通過所述換熱管146連通，所述第一管道142具有煙氣入口141和煙氣出口143，所述煙氣入口141與所述鍋爐本體110的煙氣出口143連通，所述第二管道144設置於熱空氣流出的一端，所述第二管道144與所述燃燒機114連通。第二管道144位於熱空氣流出的一端與燃燒機114連通，第二管道144位於冷空氣進入的一端連通有送風裝置116，優選地，送風裝置116為鼓風器。

煙氣入口141位於換熱器140第一管道142靠近煙氣出口端111的一端，當煙氣從鍋爐本體110的煙氣出口端111進入到第一管道142的煙氣入口141後，換熱器140接下來的換熱工作原理是：由於換熱管146同時套設於第一管道142和第二管道144，因此，煙氣進入第一管道142後首先會將煙氣所攜帶的大量熱量傳遞給包裹在自身外圍的換熱管146，然後再通過換熱管146傳遞給第二管道144，而第二管道144接受到熱量後會對送風裝置116送進來的冷空氣進行加熱預處理，冷空氣在第二管道144內被加熱呈熱空氣後，再送風裝置116不斷送風的推動作用下，通過管道進入到與之連通的專用燃燒機114中，故由於專用燃燒機114中利用的是被預熱後的熱空氣作為氧源，所以燃燒效率得到進一步地提升。

為了使得換熱管146能夠最大程度上的將第一管道142內煙氣的熱量傳遞給第二管道144內部，本實施例提供的第二管道144設置於第一管道142的上方。需要說明的是，由於通常情況下，熱量向上升的方向進行流動，因此將第二管道144設置在第一管道142的上方，可以使得第一管道142更加容易的將熱量傳遞給自身上方的第二管道144，從而整體上提高換熱器140的換熱效率。

進一步地，為了保證換熱管146的換熱效率，本實施例提供的換熱管146是由高熱導率材料製成的，如銅、鋁等，並且換熱管146與外界空氣相接觸的表面均塗覆有隔熱層，以最大限度的減少換熱管146在熱傳遞過程中的能量損耗。

需要說明的是，本實施例提供的隔熱層採用矽酸鋁材料製成，但是，在其它實施例當中，並不僅限於本實施例提供的這一種材料，還可以是其它隔熱材料，如聚醯亞胺，超細玻璃棉等。

進一步地，本實施例提供的冷卻器160具有煙氣冷卻入口162和煙氣冷卻出口164，煙氣冷卻入口162與煙氣出口143連通，即當煙氣從第一管道142的煙氣出口143出來後，會通過煙氣冷卻入口162進入到冷卻器160內部進行能量的進一步釋放。具體地，冷卻器160內部是一個能夠容納煙氣的空腔，空腔內壁環設有冷凝管，冷凝管與外部的循環水系統180連通，使得空腔內煙氣的熱量在冷凝管中冷卻水的循環流動下被帶出。

進一步地，循環水系統180包括鍋爐回熱水補給裝置186、熱水箱182和冷水箱184，其中，熱水箱182、冷水箱184和冷卻器160的冷凝管依次循環連通，並且冷凝管還與冷水箱184連通，整個循環系統的流動動力源通過設置在冷水箱184與冷凝管之間的循環泵185來實現。需要說明的是，循環水系統180的工作原理是：循環水在冷凝管中吸收煙氣的熱量，流動到熱水箱182或冷水箱184(循環水熱量還沒能達到溫度要求時)，其中，進入熱水箱182的循環水會被進行液氣分離，部分溫度較低的水汽還是會被輸送進入到冷水箱184內，冷水箱184中的水在循環泵185的作用下繼續被輸送到冷凝管中進行循環吸熱。另外，還需要說明的是，鍋爐本體110上還設置了鍋爐回熱水補給裝置186，並且鍋爐回熱水補給裝置186與熱水箱182循環連通，故原先熱水箱182收集的具有高熱量的循環水通過循環流動將能量提供給鍋爐回熱水補給裝置186進行利用。

需要強調的是，整個的循環水系統180中，根據不同管路上的循環水所需要實際流速和流量的不同，本實施例在不同管路上根據實際情況均設置了對應的各種閥門，依次來保證整個循環水系統180的順利運行。

進一步地，本實施例中的鍋爐系統100還包括煙囪190，煙囪190與煙氣冷卻出口164連通。具體地，煙囪190呈圓筒狀，且煙囪口192豎直朝上。需要說明的是，之所以將煙囪190的形狀和最終的煙囪口192進行上述的設置，是因為圓筒狀的煙囪190內壁應力集中點比較少，在煙囪190長期服役期間，不容易造成應力腐蝕，有利於延長煙囪190的使用壽命；將煙囪口192豎直朝上，可以充分利用熱氣上升原理，順利的將最終的煙氣排出煙囪190。

本實施例提供的鍋爐系統100的工作原理是：鍋爐本體110在專用燃燒機114的作用下加熱鍋爐本體110並從鍋爐本體110的煙氣出口端111排出煙氣，煙氣進入到換熱器140中的第一管道142，第一管道142在換熱管146的作用下將熱量傳遞給第二管道144內部流動的空氣，空氣預熱後在鼓風器的作用下被輸送到專用燃燒機114中幫助專用燃燒機114進行燃燒；從第一管道142中出來的煙氣繼續流動進入到冷卻器160的空腔中，空腔中環設的冷凝管將煙氣的熱量再次吸收並通過循環水系統180帶入到熱水箱182或冷水箱184中，其中，進入熱水箱182的水再通過與設置在鍋爐本體110上的鍋爐回熱水補給裝置186進行循環水交換，使得熱能最終被鍋爐回熱水補給裝置186所利用；進入冷水箱184的循環水是因為在初始循環吸熱的過程中，循環水的溫度並不一定能夠達到熱水箱182收集熱能的溫度要求，因此，需要回到冷水箱184繼續循環吸熱，只到溫度達到要求再被循環送入到熱水箱182中。另外，從空腔內出來的煙氣最終通過煙囪190順利的排出。

需要說明的是，本實施例提供的鍋爐系統100通過設置換熱管146，實現了對冷空氣的預熱處理；通過設置冷卻器160以及與冷卻器160配合使用的循環水系統180，進一步提高了煙氣熱量的利用率。因此，本實施例提供的鍋爐系統100不但能夠將鍋爐本體110中產生的廢煙氣進行多次的回收再利用，而且在提高鍋爐燃料燃燒效率的同時，也降低了企業的燃料成本，故有利於實現企業的利益最大化，值得在市場上推廣應用。

本實施例還提供了一種節能裝置，其包括鍋爐系統100的換熱器140、冷卻器160和循環水系統180。需要說明的是，本實施例提供的節能裝置適用於各種耗能設備，並且該設備能夠產生攜帶熱量的流體。需要強調的是，本實施例提供的節能裝置能夠在提高耗能設備能量利用率的基礎上，降低耗能設備的能耗成本，從而為耗能設備的使用者提供最優的節能方案。

請參照圖4，為本發明第三實施例提供了一種鍋爐系統200，其與第二實施例提供的鍋爐系統100大致相同，不同之處在於，本實施例提供的鍋爐系統200中的換熱器240與第一實施例提供的換熱器140不同。

具體地，請參照圖5，換熱器240中的換熱管246與第一管道142和第二管道144相匹配，且呈中空管狀。所述換熱管246包括內管和外管，所述內管為高導熱材質構成的管狀結構，所述外管為中空結構。所述換熱管246與外界空氣相接觸的表面設置有隔熱層。所述換熱管246的內管設置有氣態或液態的導熱介質。換熱管246傳遞熱量的內部區域為空心的腔體。需要說明的是，本實施例通過對腔體內部進行密封設計，並且通過在腔體裡邊設置液態或氣態的高效率導熱介質，使得第一管道142的煙氣熱量能夠最大限度的且更加均勻地傳遞給第二管道144。

優選地，本實施例中導熱介質選用液態的水，並且換熱管246外部還設置了與腔體內部連通的抽真空裝置248。需要說明的是，通過抽真空裝置248實現對腔體內部壓強的降低，可以進一步提高水的熱傳遞效率。

進一步需要說明的是，在其它實施例當中，並不僅限於本實施例提供的水這一種導熱介質，還可以是其它的導熱介質，如油、氫氣和氮氣等，只要能夠滿足換熱器240高效換熱的要求即可。

綜上所述，本發明實施例提供的鍋爐系統，包括鍋爐本體和用於實時遠程監測所述鍋爐本體的狀態的鍋爐監測裝置。所述鍋爐監測裝置包括通訊模塊、伺服器、鍋爐控制器和狀態採集設備，將所述狀態採集設備與所述通訊模塊連接，所述通訊模塊與所述伺服器連接。所述狀態採集設備用於採集鍋爐本體待監測位置的狀態數據，所述通訊模塊用於將所述狀態採集設備採集的狀態數據發送至所述伺服器，所述伺服器用於根據預設的監測算法，監測所述鍋爐本體待監測位置的狀態數據是否正常，在監測到所述鍋爐本體待監測位置的狀態數據異常時發送異常控制指示至所述鍋爐本體控制器，所述鍋爐本體控制器用於執行所述異常控制指示對應的操作。通過狀態採集設備實時採集鍋爐本體的狀態數據，並將採集的狀態數據實時反饋給伺服器，伺服器監控所述鍋爐本體的狀態數據是否異常，在監測到數據異常時及時指示所述鍋爐本體控制器採取提醒作業人員或者自動關閉鍋爐、噴水降溫等緊急措施，極大程度上實現鍋爐運行過程中的自動監控和實時安全管控，降低了鍋爐故障率。

本發明實施例提供的鍋爐系統的具體實施過程請參見上述方法實施例，在此不再一一贅述。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。