CN106908261B - 全功能锅炉模拟测试实验台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了全功能锅炉模拟测试实验台，包括：台体；内胆，其设置在所述台体的下侧；储水箱，其与所述内胆连接，用于为所述内胆供水；控制显示模块，其设置在所述台体上，用以接收或者发送各项数据以及信号，并显示相应的数据；波动模拟单元，其设置在所述内胆上并且与所述控制显示模块电连接，用以模拟所述内胆中液位波动；加热模拟单元，其与所述控制显示模块电连接，用以模拟所述内胆的温度；本发明的有益效果为：提供了一种能够在不产生蒸汽的情况下模拟锅炉的温度以及模拟锅炉内胆液面的波动的锅炉模拟测试实验台。

Description

全功能锅炉模拟测试实验台

技术领域

本发明属于锅炉模拟设备技术领域，涉及一种全功能锅炉模拟测试实验台。

背景技术

随着现代工业的日益发展，蒸汽使用的地方越来越多，产生蒸汽需要锅炉，而锅炉的稳定性安全性又是重中之重，所以锅炉在研发以及测试中就需要占用大量时间和电能。

又由于新的绿色智能蒸汽发生器完全以电为能源，每一台新设备研发都需要大量测试，这些测试很大部分都是长期稳定性测试，会占用大量能源，而其中绝大部分测试都可以使用模拟设备来进行长期运行测试，所以目前急需锅炉模拟测试实验台用于代替真机测试减小能源浪费。

简单来说，目前缺少一种能够在不产生蒸汽的情况下模拟锅炉的温度以及模拟锅炉内胆液面的波动的锅炉模拟测试实验台。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种全功能锅炉模拟测试实验台。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：全功能锅炉模拟测试实验台，包括：

台体；

内胆，其设置在所述台体的下侧；

储水箱，其与所述内胆连接，用于为所述内胆供水；

控制显示模块，其设置在所述台体上，用以接收或者发送各项数据以及信号，并显示相应的数据；

波动模拟单元，其设置在所述内胆上并且与所述控制显示模块电连接，用以模拟所述内胆中液位波动；

加热模拟单元，其与所述控制显示模块电连接，用以模拟所述内胆的温度。

较佳的，所述内胆上设置有排水阀，所述排水阀与所述储水箱连接，所述内胆通过所述排水阀向所述储水箱排水从而模拟所述内胆的蒸发情况。

较佳的，所述内胆的内部设置有液位探针，所述波动模拟单元包括波动泵以及连接管，所述连接管的两端均与所述内胆的底部连接并且其中一端位于所述液位探针的下侧，所述波动泵设置在所述连接管上用以驱动所述内胆中的水不断冲击所述液位探针从而模拟加热时的液面波动。

较佳的，所述加热模拟单元包括PTC发热片、散热片以及风扇，所述风扇固定在所述台体的下侧且与所述PTC发热片连接，所述PTC发热片与所述散热片连接。

较佳的，所述控制显示模块包括用以控制各部件工作的PLC。

较佳的，所述控制显示模块还包括信号模拟发生器，所述信号模拟发生器用以模拟所述内胆中的压力。

较佳的，所述内胆上设置有伸入所述储水箱的补水管，所述补水管上设置有补水泵，所述补水泵与所述控制显示模块电连接，用以模拟所述内胆的补水情况。

较佳的，所述储水箱内设置有浮球开关，所述浮球开关与所述控制显示模块电连接。

较佳的，所述补水管上设置有滤网。

较佳的，所述内胆上设置有液位观察管，所述液位观察管的两端分别连接在所述内胆的上端以及下端，用以观察所述内胆中的液位。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、提供了一种能够在不产生蒸汽的情况下模拟锅炉的温度以及模拟锅炉内胆液面的波动的锅炉模拟测试实验台。

2、能够将内胆中的水通过排水阀排到储水箱中来模拟自然的蒸发效果。

3、波动模拟单元结构合理，通过波动泵的压力实现冲击的目的，能够比较准确的模拟出内胆中液体沸腾时的效果，进一步提高相应数据的可靠性。

附图说明

图1为本发明的全功能锅炉模拟测试实验台的结构图；

图2为本发明的内胆与储水箱的结构示意图；

图3为本发明的加热模拟单元的结构示意图；

图4为本发明的全功能锅炉模拟测试实验台的示意图。

图中，100、台体；200、内胆；210、排水阀；220、液位探针；230、补水管；240、滤网；250、补水泵；260、液位观察管；300、储水箱；310、浮球开关；410、波动泵；420、连接管；510、PTC发热片；520、散热片；530、风扇。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2、图3、图4所示，一种全功能锅炉模拟测试实验台，包括：台体100、内胆200、储水箱300、控制显示模块(图中未标出)、波动模拟单元(图中未标出)以及加热模拟单元(图中未标出)，通过上述部件，可以模拟锅炉在加热时的加热情况以及加热过程中的液面波动情况，从而实现节约能耗的目的。

其中，台体100就是试验台本体，其台面以上用于安装控制显示模块，其台面以下中空，用于安装内胆200、储水箱300、波动模拟单元以及加热模拟单元，并且台体100的台面可用于放置笔记本电脑，这样方便实验时进行调试。

内胆200就是蒸汽发生器中的容器，用于产生蒸汽，在本试验台中，其设置在所述台体100的下侧，并且内胆200在实验时不加热。

内胆200由全密封聚碳酸酯(PC)制成，并通过固定支架安装于台体100下侧的侧面偏上位置。

储水箱300，其与所述内胆200连接，用于为所述内胆200供水；因为实验台专门设计用于免控制器模拟，所以内胆200并没有被加热，所有温度压力等信号皆由其它外围配件来模拟，而内胆200液位波动和补水模拟还是需要内胆200本身配合储水箱300来完成。

控制显示模块，其设置在所述台体100上，用以接收或者发送各项数据以及信号，并显示相应的数据。

更进一步的说，控制显示模块包括PLC(CPU222CN、EM235、EM231、TPC7062KX)、信号发生器、信号变送器、各种继电器、电表、指示灯；控制显示模块在台体100的台面上时，上半部分中间为各种信号指示灯，左右分别为实验台输入电流表和模拟量输出电压表；下半部分左边为各种信号切换/调整开关和24V供电外接，中间为PLC显示屏，右边为出气口温度/压力信号发生器调节模块。

通过控制显示模块，可以输入各种信号，并控制试验台进行实验，并通过电表、PLC显示屏以及各种指示灯反馈模拟结果。

波动模拟单元，其设置在所述内胆200上并且与所述控制显示模块电连接，用以模拟所述内胆200中液位波动；简单来说，就是控制显示模块控制波动模拟单元工作，波动模拟单元使内胆200中的水不断的循坏，制造出液面的波动，类似于内胆200在加热时，水沸腾后产生的波动。

加热模拟单元，其与所述控制显示模块电连接，用以模拟所述内胆200的温度，控制显示模块控制加热模拟单元发热，模拟内胆200的温度，从而得到模拟量。

该实验台包含了真机所有功能，并且兼容油温机等，还可以通过更换CPU来模拟更多的设备，虽然部分点位需要切换为外置输入，但是在测试应用方面来说还是有极大的优势。

首先，它不需要占用工位也不需要消耗大量电能就能满足绝大部分测试需求，按照设计实验台之前的测试统计来看不需要半年就能收回实验台投入成本；其次，该实验台在使用时可直接写入成品程序到PLC进行模拟，减少了程序更改过程中出错的几率。而且实验台操作面板拥有大量指示灯和仪表用于直观观察设备运行情况更方便程序测试时故障检测，实验台顶端拥有10V直流电压表可以直观的观察EM235模拟量信号输出情况，可以更快更直观的判断无输出故障。

在配件精度方面部分达到甚至超越真机的程度，所以很多测试数据可以直接用于报告编写。

实验台还可以根据需求直接介入真机内胆200测试，后期还可以通过升级小尺寸真机内胆200以极小的功率完成几乎一样的测试效果。

由于内胆200无加热装置所以模拟效果与真机有一定的差别，但是在程序稳定性、BUG检查、程序设计完整度测试、配件信号匹配测试、不同工况模拟等方面具有很大的优势，不仅节能而且安全，可以无人值守全天候运行。

如图1、图2所示，在上述实施方式的基础上，所述内胆200上设置有排水阀210，所述排水阀210与所述储水箱300连接，所述内胆200通过所述排水阀210向所述储水箱300排水从而模拟所述内胆200的蒸发情况。

在实际的模拟过程中，由于内胆200是不进行实质的加热并产生蒸汽的，所以内胆200中的水也不会被蒸发减少，为了更真实的贴合实际情况，所以设置了排水阀210，简单来说，就是将内胆200中的水通过排水阀210排到储水箱300中来模拟自然的蒸发效果；更确切的说调节好排水阀210使内胆200正常排水符合所模拟的内胆200和功率对应的蒸发比例。

如图1、图2所示，在上述实施方式的基础上，所述内胆200的内部设置有液位探针220，液位探针220靠近内胆200的侧壁，其位于内胆200的内部，并且吊在内胆200的顶部。

所述波动模拟单元包括波动泵410以及连接管420，所述连接管420的两端均与所述内胆200的底部连接并且其中一端位于所述液位探针220的下侧。

所述波动泵410设置在所述连接管420上用以驱动所述内胆200中的水不断冲击所述液位探针220从而模拟加热时的液面波动。

在实际模拟过程中，波动泵410与控制显示模块电连接，并且控制显示模块控制拨动泵工作，利用波动泵410的压力不断的将水排到液位探针220的下侧，使其冲击液位探针220。

上述的波动模拟单元结构合理，通过波动泵410的压力实现冲击的目的，能够比较准确的模拟出内胆200中液体沸腾时的效果，进一步提高相应数据的可靠性。

如图3所示，在上述实施方式的基础上，所述加热模拟单元包括PTC发热片510、散热片520以及风扇530。

模拟加热时使用PTC发热片510加散热块组成，由于PTC拥有自恒温特性，所以即使控制出现故障也不会导致它无限升温损坏实验设备。

控温信号由0-5V/0-10V模拟量转PWM信号模块输出占空比信号，通过输入开关信号给可控硅来控制PTC发热片510的实时温度，PTC发热片510安装在压铸铝制散热板上，散热板分为5个温度区，温度由高到低分别为：内胆200上温度—出气口温度—内胆200下温度—线圈温度—备用。

其中，内胆200上下温度位置相对PTC固定，而出气口和线圈温度模拟则可调整，这样则能适用于不同设备发热情况。

实验台还设计有一个用于切换出气口温度信号源的切换开关，用于切换自动温度/手动温度模拟，自动时模拟设备实际运行情况来测试其它部位工作情况，手动时通过信号发生器模拟设备出气口测温异常等异常状况。

所述风扇530固定在所述台体100的下侧且与所述PTC发热片510连接，所述PTC发热片510与所述散热片520连接。

PTC发热片510安装在实验台下部背面，风扇530固定于台体100下侧的钣金上由内向外吸风，设备开启模拟时风扇530持续低速运转保证散热片520有比较明显的温度分区，在设备补水阶段风扇530跟随补水泵250同时高速运转模拟冷水进入内胆200引起的温度变化，该风扇530还可以根据不同需求调整补水时的速度便于模拟不同设备。

如图1所示，在上述实施方式的基础上，所述控制显示模块包括用以控制各部件工作的PLC(图中未标出)，PLC用于补水泵250、波动泵410、PTC发热片510等部件按照设定的程序工作。

在上述实施方式的基础上，所述控制显示模块还包括信号模拟发生器(图中未标出)，所述信号模拟发生器用以模拟所述内胆200中的压力。

通过信号模拟发生器来实现压力模拟，不仅比较安全，操作起来比较简单。

如图1、图2所示，在上述实施方式的基础上，所述内胆200上设置有伸入所述储水箱300的补水管230，所述补水管230上设置有补水泵250，所述补水泵250与所述控制显示模块电连接，用以模拟所述内胆200的补水情况。

正常工作时首先必须保证储水箱300接近满水位，这样在水被补充到内胆200后不会触发浮球开关310报警，在加热中一旦水位过低触发液位继电器给出缺水信号时，PLC会根据设置条件通过O/1输出高电位驱动继电器来启动补水泵250补水，为了使内胆200温度和压力波动达到最小，通常通过程序设置补水泵250为间断补水，多次少量补水避免一次性大量补充冷水吸热过多降低炉温影响输出温度和压力的稳定性。

如图1、图2所示，在上述实施方式的基础上，所述储水箱300内设置有浮球开关310，所述浮球开关310与所述控制显示模块电连接，当储水箱300处于低液位时，则发出警报，避免没有水可供内胆200补充。

如图1、图2所示，在上述实施方式的基础上，所述补水管230上设置有滤网240，滤网240能够过滤掉储水箱300中的杂物，避免杂物进入内胆200中，从而损坏内胆200。

如图2所示，在上述实施方式的基础上，所述内胆200上设置有液位观察管260，所述液位观察管260的两端分别连接在所述内胆200的上端以及下端，用以观察所述内胆200中的液位。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.全功能锅炉模拟测试实验台，其特征在于，包括：

台体；

内胆，其设置在所述台体的下侧；

储水箱，其与所述内胆连接，用于为所述内胆供水；

控制显示模块，其设置在所述台体上，用以接收或者发送各项数据以及信号，并显示相应的数据；

波动模拟单元，其设置在所述内胆上并且与所述控制显示模块电连接，用以模拟所述内胆中液位波动；

加热模拟单元，其与所述控制显示模块电连接，用以模拟所述内胆的温度；

所述内胆上设置有排水阀，所述排水阀与所述储水箱连接，所述内胆通过所述排水阀向所述储水箱排水从而模拟所述内胆的蒸发情况；

所述内胆的内部设置有液位探针，所述波动模拟单元包括波动泵以及连接管，所述连接管的两端均与所述内胆的底部连接并且其中一端位于所述液位探针的下侧，所述波动泵设置在所述连接管上用以驱动所述内胆中的水不断冲击所述液位探针从而模拟加热时的液面波动。

2.如权利要求1中所述的全功能锅炉模拟测试实验台，其特征在于：所述加热模拟单元包括PTC发热片、散热片以及风扇，所述风扇固定在所述台体的下侧且与所述PTC发热片连接，所述PTC发热片与所述散热片连接。

3.如权利要求1或2中所述的全功能锅炉模拟测试实验台，其特征在于：所述控制显示模块包括用以控制各部件工作的PLC。

4.如权利要求3中所述的全功能锅炉模拟测试实验台，其特征在于：所述控制显示模块还包括信号模拟发生器，所述信号模拟发生器用以模拟所述内胆中的压力。

5.如权利要求1中所述的全功能锅炉模拟测试实验台，其特征在于：所述内胆上设置有伸入所述储水箱的补水管，所述补水管上设置有补水泵，所述补水泵与所述控制显示模块电连接，用以模拟所述内胆的补水情况。

6.如权利要求5中所述的全功能锅炉模拟测试实验台，其特征在于：所述储水箱内设置有浮球开关，所述浮球开关与所述控制显示模块电连接。

7.如权利要求6中所述的全功能锅炉模拟测试实验台，其特征在于：所述补水管上设置有滤网。

8.如权利要求1或7中所述的全功能锅炉模拟测试实验台，其特征在于：所述内胆上设置有液位观察管，所述液位观察管的两端分别连接在所述内胆的上端以及下端，用以观察所述内胆中的液位。