CN109458610A - 火电站锅炉诊断预警系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种火电站锅炉诊断预警系统及装置。所述系统例如包括多个壁温测点，设置在包括水冷壁、过热器、再热器和省煤器的锅炉上；服务器端，用于供终端通过网络连接访问；以及信号转换板卡，连接所述多个壁温测点和所述服务器端，且用于向所述服务器端提供所述多个壁温测点采集的受热面温度信息。其中，所述服务器端安装有诊断预警软件，且所述诊断预警软件包括：锅炉图示模块，用于显示锅炉壁温状态三维图，其中所述锅炉壁温状态三维图用于展示所述多个壁温测点的温度状态。因此，本发明实施例能够实现对锅炉“四管”存在的问题提前发现、进行智能诊断并预警。

Description

火电站锅炉诊断预警系统及装置

技术领域

本发明涉及电力生产技术领域，尤其涉及一种火电站锅炉诊断预警系统以及一种火电站锅炉诊断预警装置。

背景技术

水冷壁、过热器、再热器和省煤器等锅炉“四管”是火电站锅炉的最主要部件，火电站锅炉“四管”泄漏、爆管会造成机组被迫停运、增大检修工作量，有时还可能酿成事故，严重影响发电站的安全、经济运行，为火电站和社会造成重大损失。而火电站因锅炉“四管”问题造成的机组停运占火电站机组故障的30％以上，因此如何对这些部件存在的问题提前发现、进行智能诊断并预警，进而判断锅炉“四管”何时有爆管或泄漏的危险对火电站是十分需要和迫切的。

发明内容

本发明的实施例提供一种火电站锅炉诊断预警系统以及一种火电站锅炉诊断预警装置，以实现对锅炉“四管”存在的问题提前发现、进行智能诊断并预警的技术效果。

一方面，本发明实施例提出的一种火电站锅炉诊断预警系统，包括：多个壁温测点，设置在包括水冷壁、过热器、再热器和省煤器的锅炉上；服务器端，用于供终端通过网络连接访问；以及信号转换板卡，连接所述多个壁温测点和所述服务器端，且用于向所述服务器端提供所述多个壁温测点采集的受热面温度信息；其中，所述服务器端安装有诊断预警软件，且所述诊断预警软件包括：锅炉图示模块，用于显示锅炉壁温状态三维图，其中所述锅炉壁温状态三维图用于展示所述多个壁温测点的温度状态。

在本发明的一个实施例中，所述锅炉图示模块还用于显示壁温测点历史曲线和报警点温度曲线，且所述锅炉壁温状态三维图、所述壁温测点历史曲线和所述报警点温度曲线显示在同一显示界面的不同部分。

在本发明的一个实施例中，所述诊断预警软件还包括：各点曲线模块，用于提供所述多个壁温测点中每一个壁温测点的历史曲线；以及超温报表模块，用于统计所述锅炉的受热面超温信息以及生成所要查询的Excel报表。

在本发明的一个实施例中，所述诊断预警软件还包括：班组排名模块，用于对机组的各个班组的超温次数和超温时长进行排名。

在本发明的一个实施例中，所述诊断预警软件还包括：换管记录模块，用于显示和录入机组的换管信息。

在本发明的一个实施例中，所述诊断预警软件还包括：系统告警模块，用于显示机组报警框以及在所述锅炉壁温状态三维图中突显出报警点，其中所述机组报警框可展开以展示报警点所处的报警阶段并给出相应的提示信息。

另一方面，本发明实施例提供的一种火电站锅炉诊断预警装置，包括：锅炉图示模块，用于显示锅炉壁温状态三维图、壁温测点历史曲线和报警点温度曲线，其中所述锅炉壁温状态三维图用于展示设置在锅炉上的多个壁温测点的温度状态；以及系统告警模块，用于显示机组报警框以及在所述锅炉壁温状态三维图中突显出报警点。

在本发明的一个实施例中，所述火电站锅炉诊断预警装置还包括：各点曲线模块，用于提供所述多个壁温测点中每一个壁温测点的历史曲线；超温报表模块，用于统计锅炉的受热面超温信息以及生成所要查询的Excel报表；班组排名模块，用于对机组的各个班组的超温次数和超温时长进行排名；以及换管记录模块，用于显示和录入机组的换管信息。

在本发明的一个实施例中，所述锅炉壁温状态三维图可缩放、可移动和可旋转。

再一方面，本发明实施例提供的一种火电站锅炉诊断预警系统，包括：多个壁温测点，设置在包括水冷壁、过热器、再热器和省煤器的锅炉上；前述任意一种火电站锅炉诊断预警装置；以及信号转换板卡，连接所述多个壁温测点和所述火电站锅炉诊断预警装置，且用于向所述火电站锅炉诊断预警装置提供所述多个壁温测点采集的受热面温度信息以供所述火电站锅炉诊断预警装置进行诊断预警分析。

上述技术方案可以具有如下一个或多个优点：1)对锅炉“四管”的温度情况实时监测，并结合历史数据进行在线智能分析，有前兆性地进行预警，便于提前采取预防手段，减少或避免故障的发生；2)能够对运行人员的调节水平进行综合排名，能有效激发运行人员精心调整的积极性，有利于提高设备可靠性；3)结合“四管”换管台账和实时数据及历史数据进行“四管”状况综合判断，便于机组停运有针对性检查，提高设备检修的针对性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本发明实施例的一种火电站锅炉诊断预警系统的架构示意图。

图2为本发明实施例的一种诊断预警软件的系统主界面截图。

图3为图2所示诊断预警软件的锅炉图示模块的显示界面截图。

图4为图3所示锅炉壁温状态三维图的局部放大截图。

图5为图3所示锅炉壁温状态三维图旋转后的显示界面截图。

图6为图2所示报警点温度曲线的放大后截图。

图7为图2所示诊断预警软件的各点曲线模块的显示界面截图。

图8为图7所示壁温测点的历史曲线显示界面截图。

图9为图2所示诊断预警软件的超温报表模块的显示界面截图。

图10为图2所示诊断预警软件的班组排名模块的显示界面截图。

图11为图2所示诊断预警软件的换管记录模块的显示界面截图。

图12为图2所示诊断预警软件的系统告警模块显示的二号机组报警框的展开界面截图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体地，本发明实施例对火电站锅炉的各级受热面温度数据进行采集、超温分析、智能诊断和预警，为相关专工及基层班组运行、检修人员提供一种对锅炉受热面情况进行综合分析、了解受热面使用情况的火电站锅炉诊断预警系统，以便于有针对性地对各级受热面进行温度调控、或者停机并有针对性地进行受热面检查、检修。

在本发明的实施例中，火电站锅炉诊断预警系统例如包括：多个壁温测点，设置在包括水冷壁、过热器、再热器和省煤器的锅炉上；服务器端，用于供终端通过网络连接访问；以及信号转换板卡，连接所述多个壁温测点和所述服务器端，且用于向所述服务器端提供所述多个壁温测点采集的受热面温度信息；其中，所述服务器端安装有诊断预警软件，且所述诊断预警软件包括：锅炉图示模块，用于显示锅炉壁温状态三维图，其中所述锅炉壁温状态三维图用于展示所述多个壁温测点的温度状态。

进一步地，所述锅炉图示模块例如还用于显示壁温测点历史曲线和报警点温度曲线，且所述锅炉壁温状态三维图、所述壁温测点历史曲线和所述报警点温度曲线显示在同一显示界面的不同部分。

更进一步地，所述诊断预警软件例如还包括：各点曲线模块，用于提供所述多个壁温测点中每一个壁温测点的历史曲线；以及超温报表模块，用于统计所述锅炉的受热面超温信息以及生成所要查询的Excel报表。

再进一步地，所述诊断预警软件例如还包括：班组排名模块，用于对机组的各个班组的超温次数和超温时长进行排名。

又进一步地，所述诊断预警软件例如还包括：换管记录模块，用于显示和录入机组的换管信息。

又再进一步地，所述诊断预警软件例如还包括：系统告警模块，用于显示机组报警框以及在所述锅炉壁温状态三维图中突显出报警点，其中所述机组报警框可展开以展示报警点所处的报警阶段并给出相应的提示信息。

为便于更清楚地理解本发明实施例，下面将结合图1至图12对本发明各个实施例的火电站锅炉诊断预警系统进行详细说明。

如图1所示，本实施例的火电站锅炉诊断预警系统10例如包括：多个壁温测点11、信号转换板卡13和服务器端15。多个壁温测点11设置在锅炉30上，而锅炉30例如包括水冷壁、过热器、再热器和省煤器等“四管”，各个壁温测点11例如用于感测水冷壁、过热器、再热器和省煤器等“四管”的壁温。信号转换板卡13连接各个壁温测点11和服务器端15，其例如包括信号驱动器例如DS26C31系列芯片和微控制器例如STM32F系列单片机，且微控制器通过信号驱动器连接各个壁温测点11。服务器端15可供多个终端50通过网络连接进行访问，其可以是PC机或者PC机的组合。

本实施例中，各个壁温测点11例如设置有热电偶以采集受热面温度信息并经由信号转换板卡13进行处理后上传至服务器端15进行后续诊断预警分析；而服务器端15例如安装运行有诊断预警软件而成为本发明实施例的一种火电站锅炉诊断预警装置。

本实施例的诊断预警软件例如是基于B/S架构开发的，通过终端50例如火电站公司内部任何一台办公电脑，打开网页浏览器例如Google Chrome、360极速浏览器等，在地址栏输入IP地址例如8992并回车，即可进入软件系统主界面。为保证显示效果，建议在分辨率为1950×1080及以上的环境下使用。

1、软件系统主界面

进入软件系统主界面后，例如图2所示，软件系统主界面例如默认显示一号机组锅炉壁温状态三维图。终端用户根据需要可以在左侧菜单栏中点击相应的机组，进入相应机组的监测画面。若屏幕分辨率不高导致三维图页面显示效果不佳，则可点击页面的“全屏显示”按钮，在单独的浏览器页面中查看。

2、软件系统登录

软件系统包括四个机组，每个机组可以有单独的权限控制，包括系统功能查看、预警提示与错误数据删除。在软件系统中例如预设两类账号用于权限管理与控制，具体说明如下表。

3、锅炉图示模块

锅炉图示模块有锅炉壁温状态三维图，以及优选的壁温测点历史曲线和报警点温度曲线分，例如图3所示。

3.1、锅炉壁温状态三维图

锅炉壁温状态三维图展示锅炉各级受热面壁温测点的温度状态，例如相应的受热面壁温测点显示为绿色表示温度波动过大、显示为橙色表示超温达到需要在机组检修时进行是否换管检查、显示为红色表示超温达到随时有爆管风险、等等诸如此类表示方式；也即通过不同颜色的显示来体现不同的温度状态。此处值得说明的是，三维图中各级受热面的壁温测点位置是大致的，不一定对应准确的物理位置。

承上述，在进入锅炉图示模块的显示页面后，例如默认显示最新状态的数据，但不会自动刷新。此时点击左上角的“启动刷新”按钮可启动定时刷新，三维图各点数据以及历史曲线数值约每分钟刷新一次(此时该按钮显示变成“暂停刷新”，再次点击会停止刷新)。页面右上角刷新间隔(一般为30秒)指页面自动刷新的时间，若无最新数据则数值并不变化。

由于信息量大，建议在操作三维图(旋转、放大、平移等)时暂停数据刷新，也即使得左上角按钮显示为“启动刷新”的等待状态。

“重置视图&刷新数据(单次)”按钮：当三维图进行位置调整后，希望恢复到默认视角时点击该按钮；点击本按钮还将刷新三维图中的数据(一次性)。

三维图的调整：a)放大与缩小：点击三维图，向上转动鼠标滚轮，放大图形，向下转动滚轮，缩小图形；b)旋转：按住鼠标左键向一定方向拖动，三维图向相应方向旋转；c)移动：鼠标置于三维图右上角附近时会弹出工具条(如图4所示)，点击工具条中的十字形标志后，鼠标左键拖拽三维图即可实现图形的移动(平移)，若要再旋转图形，请点击工具条中十字形标志右边的按钮。

“显示数值”选框：要显示三维图的各壁温测点的实时值，在三维图左上方“显示数值”前打勾即可。

3.2、壁温测点历史曲线

鼠标悬停(不必点击)至三维图中某一点，稍等几秒即可显示对应壁温测点的历史曲线(图3所示软件显示界面右下方的曲线)，默认为最近5天时间段的曲线，可在“显示最近？天数据”下方根据需要输入所想查询的天数，曲线将在修改该数值并操作鼠标再次悬停取点后更新。图3中右下角温度-时间坐标系中的上方水平线为该壁温测点的报警温度线。值得说明的是，鼠标悬停取点时，如果该点邻近有多个壁温测点，则可能取不到想要查看的壁温测点，此时请调整视图查看角度(例如图5所示)，使壁温测点不要遮挡或重叠。

壁温测点历史曲线的操作技巧：a)查看单点数据：移动鼠标至曲线某点附近时，图中自动显示最近点的x、y数据；b)框选：在曲线图中单击鼠标左键并向右下拖动，可框选局部曲线，松开鼠标后可查看，常用于查看特定时间段的数据；c)其他功能：类似于三维图，鼠标置于曲线图右上角附近时，也将出现工具条，点击工具条中的相应按钮可对曲线图进行操作，例如点击“小房屋”形的按钮可将曲线视图恢复至默认状态。

3.3、报警点温度曲线

软件系统显示界面右上角显示当前所有报警点的温度曲线(但不显示仅报警“温度变化率过大”的壁温测点的曲线，因升负荷情况下该类壁温测点较多，从而导致显示效果不佳)。如图6所示，图中的水平线为测点的报警温度线(可能由于多个壁温测点的报警温度相同而重合)。若当前无报警点，则该图标题显示为“无数据”。图例为报警点列表，在该列表中点击某条记录，可显示/隐藏其对应曲线，报警点较多时图例自动出现下拉条，可下拉查看更多记录。一般情况下，图例的排序与报警的严重程度一致。

4、各点曲线模块

该各点曲线模块的主要功能是方便用户查找某个具体壁温测点的历史曲线。

如图7所示，点击左侧菜单栏中的“各点曲线”，进入显示界面，选择相应要查看的壁温测点的曲线图，则弹出该壁温测点任意时间段的历史曲线(如图8所示)；移动鼠标，显示各个时间点的温度值，也可按超温部位进行查询。从图8所示曲线图上可直观看出温度波动趋势及最高点等信息，对受热面超温情况有一个概括的把握。

5、超温报表模块

该超温报表模块的主要功能是统计各个受热面超温信息例如超温部位及超温时的负荷、超温时间等，以及生成所要查询的Excel报表等。

具体地，例如图9所示，点击左侧菜单栏中的“超温报表”，进入显示界面，默认显示该机组所有超温数据，点击翻页可浏览。

若要查某个班组某段时间超温情况，输入起始时间、结束时间和班组，点击查询即显示所要查询的信息，要将这些信息导入Excel表，则点击生成Excel报表，即将当前查询的数据导入Excel文件，文件在左下脚提示框中即可打开，便于技术人员和运行人员进行数据分析。

6、班组排名模块

该班组排名模块主要是对各班组超温次数和累积超温时长进行排名，通过排名可以看出哪个班组超温次数、超温时长处于整体水平的什么位置。

具体地，例如图10所示，点击左侧菜单栏中的“班组排名”，进入界显示面，即显示各班组超温次数、超温时长的棒状图。

7、换管记录模块

该换管记录模块主要是显示和录入机组某个部位的换管信息。当有新记录添加并确认时，系统会自动对该管子的以前超温信息自动归零。值得说明的是，点击确认时一定要确保录入数据正确；若有换管要及时录入，以确系统数据精确。

要录入换管信息，例如点击图11所示的“新建换管记录”，弹出表单，填入相应的信息，点击确认即完成信息录入，同时点击“确认”后，系统会将相应壁温测点的累计数据归零。

8、系统告警模块

例如图2所示，左侧菜单栏右侧的显示界面各个角落显示有机组报警框，通过点击机组报警框中的“展开”按钮例如二号机组报警框中的“展开”按钮，可以得到例如图12所示的详细报警信息。图12中所列的报警信息中各个报警点根据其所处的报警阶段不同采用不同颜色的文字进行显示。具体地，系统告警模块在各个机组的报警框中例如设置一级预警阶段、二级预警阶段和三级预警阶段三种预警阶段。(i)一级预警阶段：当某个壁温测点温度达到规程规定的报警值时，系统例如以黄色文字显示该壁温测点的报警信息，以给出操作建议和危险程度提示。此时在三维图中，相应壁温测点显示为红点，当温度正常后，显示为绿点。(ii)二级预警阶段：当某个壁温测点超温达“报警值以上”并累积一定时间、或者达“极限值”并累计到一定程度，以橙色文字显示“累积超报警或极限壁温太久，控制不要再超温，否则有爆管危险”等提示信息；此时运行人员应当进行重点关注，机组运行中应尽量控制该部位尽量工作在报警值以下，否则可能造成爆管的可能。此时在三维图中，相应壁温测点显示为橙色大斑点并一直存在。(iii)三级预警阶段：当某个壁温测点超温达橙色预警仍不断超极限值累积到更高程度时间，以红色文字显示“累积极限壁温太久，控制不要再超温，待机组停运后重点检查或换管”等提示信息，此时运行人员应当减负荷，减弱燃烧，让温度回归正常，并建议机组切换；此时在三维图中，相应壁温测点显示为红色大斑点并一直存在。简而言之，系统告警模块显示的机组报警框可展开以展示报警点所处的报警阶段并给出相应的提示信息，以及系统告警模块可在锅炉壁温状态三维图中突显出报警点。

另外，值得一提的是，图2所示软件系统主界面为管理员登录后的界面，若为一般用户的登录后界面，则其显示该一般用户所对应的机组锅炉壁温状态三维图以及机组报警框。

综上所述，本前述实施例的火电站锅炉诊断预警系统可以具有以下特点：1)对锅炉“四管”的温度情况实时监测，并结合历史数据进行在线智能分析，有前兆性地进行预警，便于提前采取预防手段，减少或避免故障的发生；2)能够对运行人员的调节水平进行综合排名，能有效激发运行人员精心调整的积极性，有利于提高设备可靠性；3)结合“四管”换管台账和实时数据及历史数据进行“四管”状况综合判断，便于机组停运有针对性检查，提高设备检修的针对性。

此外，可以理解的是，前述各个实施例仅为本发明的示例性说明，在技术特征不冲突、结构不矛盾、不违背本发明的发明目的前提下，各个实施例的技术方案可以任意组合、搭配使用。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和/或方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元/模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元/模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元/模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元/模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元/模块的形式实现。

上述以软件功能单元/模块的形式实现的集成的单元/模块，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)的一个或多个处理器执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种火电站锅炉诊断预警系统，其特征在于，包括：

多个壁温测点，设置在包括水冷壁、过热器、再热器和省煤器的锅炉上；

服务器端，用于供终端通过网络连接访问；以及

信号转换板卡，连接所述多个壁温测点和所述服务器端，且用于向所述服务器端提供所述多个壁温测点采集的受热面温度信息；

其中，所述服务器端安装有诊断预警软件，且所述诊断预警软件包括：

锅炉图示模块，用于显示锅炉壁温状态三维图，其中所述锅炉壁温状态三维图用于展示所述多个壁温测点的温度状态。

2.如权利要求1所述的火电站锅炉诊断预警系统，其特征在于，所述锅炉图示模块还用于显示壁温测点历史曲线和报警点温度曲线，且所述锅炉壁温状态三维图、所述壁温测点历史曲线和所述报警点温度曲线显示在同一显示界面的不同部分。

3.如权利要求1所述的火电站锅炉诊断预警系统，其特征在于，所述诊断预警软件还包括：

各点曲线模块，用于提供所述多个壁温测点中每一个壁温测点的历史曲线；

超温报表模块，用于统计所述锅炉的受热面超温信息以及生成所要查询的Excel报表。

4.如权利要求1所述的火电站锅炉诊断预警系统，其特征在于，所述诊断预警软件还包括：

班组排名模块，用于对机组的各个班组的超温次数和超温时长进行排名。

5.如权利要求1所述的火电站锅炉诊断预警系统，其特征在于，所述诊断预警软件还包括：

换管记录模块，用于显示和录入机组的换管信息。

6.如权利要求1所述的火电站锅炉诊断预警系统，其特征在于，所述诊断预警软件还包括：

系统告警模块，用于显示机组报警框以及在所述锅炉壁温状态三维图中突显出报警点，其中所述机组报警框可展开以展示报警点所处的报警阶段并给出相应的提示信息。

7.一种火电站锅炉诊断预警装置，其特征在于，包括：

锅炉图示模块，用于显示锅炉壁温状态三维图、壁温测点历史曲线和报警点温度曲线，其中所述锅炉壁温状态三维图用于展示设置在锅炉上的多个壁温测点的温度状态；以及

系统告警模块，用于显示机组报警框以及在所述锅炉壁温状态三维图中突显出报警点。

8.如权利要求7所述的火电站锅炉诊断预警装置，其特征在于，还包括：

各点曲线模块，用于提供所述多个壁温测点中每一个壁温测点的历史曲线；

超温报表模块，用于统计锅炉的受热面超温信息以及生成所要查询的Excel报表；

班组排名模块，用于对机组的各个班组的超温次数和超温时长进行排名；以及

换管记录模块，用于显示和录入机组的换管信息。

9.如权利要求7所述的火电站锅炉诊断预警装置，其特征在于，所述锅炉壁温状态三维图可缩放、可移动和可旋转。

10.一种火电站锅炉诊断预警系统，其特征在于，包括：

多个壁温测点，设置在包括水冷壁、过热器、再热器和省煤器的锅炉上；

如权利要求7至9任意一项所述的火电站锅炉诊断预警装置；以及

信号转换板卡，连接所述多个壁温测点和所述火电站锅炉诊断预警装置，且用于向所述火电站锅炉诊断预警装置提供所述多个壁温测点采集的受热面温度信息以供所述火电站锅炉诊断预警装置进行诊断预警分析。