CN113514501B - 一种蒸汽发生器的水体监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蒸汽发生器的水体监测方法，包括以下步骤：步骤一，当蒸汽发生器处于非作业状态时，控制系统执行排空任务以排空储水腔内的水体，随后控制系统读取记录排空状态下液体探针与金属部件之间监测到的电阻值为R0；步骤二，蒸汽发生器开始作业前，控制系统执行注水任务以向储水腔注入水体；所述蒸汽发生器作业过程中，控制系统读取记录作业状态下液体探针监测到的电阻值为R1；步骤三，控制系统调取R1与R0进行比对；当R1＜R0时，控制系统判定储水腔内水量足；当R1≥R0时，控制系统判定储水腔内水量过少。本水体监测方法可靠性高，判断准确无误，适用于不同水质的水体，操作方便简单。

Description

一种蒸汽发生器的水体监测方法

技术领域

本发明涉及一种蒸汽发生器，具体是一种蒸汽发生器的水体监测方法。

背景技术

由于水中含有各种溶解盐类，并以离子的形态存在；当水中插入一对电极时，通电之后，在电场作用下，带电的离子就会产生一定方向的移动，即水中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，使水溶液起导电作用；水的导电能力强弱程度称为电导度（或称电导）；电导度反映了水中含盐量的多少，是水纯净度的一个重要表现；水越纯净，含盐量越少，电阻越大，电导度越小，所以超纯水几乎不能导电；可见，水的导电性能，与水的电阻值大小有关，电阻值大、导电性能差，电阻值小、导电性能就良好。

市面上现有很多产品都应用了上述水体的导电特性；相关的产品至少包括蒸汽发生器，其在用于储水的腔体设置一正一负的电极，并在出厂前设定一个参考电阻值，该参考电阻值是始终不变的，当水体接触两电极、使两电极之间形成通路时，系统监测两电极之间的实际电阻值，若实际电阻值≤参考电阻值，系统则判定腔体中水量足，以此避免出现干烧现象。但实际应用中，由于水体的导电性容易受到各种因素影响且不同地区的水质不同，导致系统经常出现误判，如：当水体纯净度较高时，由于其含盐量较少，电阻较大，电导度较小，测得的实际电阻值可能会始终大于参考电阻值，所以系统会误判为腔体持续缺水，以至于不断进行注水而浪费资源；当水体纯净度较低时，由于其含盐量较多，电阻较小，电导度较大，测得的实际电阻值可能会始终小于参考电阻值，所以系统会误判为腔体水量足，以至于水位过低也不能及时补水而出现干烧现象；还有一种情况是：长时间使用后，腔体内壁、电极表面等会生成水垢，以至于两电极之间形成由水垢构成的导电层，可能会出现即使腔体内没有水也会测得实际电阻值等于或小于参考电阻值，导致干烧。可见，现有的水体监测方法可靠性低，容易误判，不能适用于不同水质的水体，因此需要进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种蒸汽发生器的水体监测方法，本水体监测方法可靠性高，判断准确无误，适用于不同水质的水体，操作方便简单。

本发明的目的是这样实现的：

一种蒸汽发生器的水体监测方法，所述蒸汽发生器包括液体探针、以及金属部件，液体探针和金属部件分别连接控制系统；其特征在于：所述蒸汽发生器应用的水体监测方法包括以下步骤：

步骤一，当蒸汽发生器处于非作业状态时，控制系统执行排空任务以排空储水腔内的水体，随后控制系统读取记录排空状态下液体探针与金属部件之间监测到的电阻值为R0；

步骤二，蒸汽发生器开始作业前，控制系统执行注水任务以向储水腔注入水体；所述蒸汽发生器作业过程中，控制系统读取记录作业状态下液体探针监测到的电阻值为R1；

步骤三，控制系统调取R1与R0进行比对；当R1＜R0时，控制系统判定储水腔内水量足；当R1≥R0时，控制系统判定储水腔内水量过少。

所述蒸汽发生器每次作业前，控制系统都需要重新读取记录R0。

对于每次读取记录的R0，控制系统进行存储并建立相应的数学模型。

所述控制系统上设定有用于辅助监测水质的电阻变化量△R，第n次排空状态下监测到的电阻值为R0’，第n+m次排空状态下监测到的电阻值为R0”，n和m分别为正整数；当R0’－R0”≥△R时，控制系统判定水体的水质较差，并向用户发出报警。

所述水体监测方法还包括步骤四；

步骤四，

当R1＜R0时，控制系统控制蒸汽发生器正常作业；

当R1≥R0时，控制系统判断蒸汽发生器的作业任务是否已经结束，作业任务结束则控制系统没有动作，作业任务未结束则控制系统执行补水任务、以保证蒸汽发生器继续执行任务。

步骤一中，所述非作业状态包括所述蒸汽发生器完成上一次作业后的后置状态、以及所述蒸汽发生器执行下一次作业前的前置状态。

步骤二中，判断储水腔内的水体排空的方法包括：负载排空法、定时排空法和流量排空法；

应用所述负载排空法的蒸汽发生器包括连接控制系统的排水泵，排水泵设置于连通储水腔的排水水路上，控制系统监测排水泵的负载情况；所述负载排空法包括以下步骤：步骤a1，控制系统执行排水任务以启动排水泵，并监测排水泵的负载情况；步骤a2，当排水泵进入空载状态时，控制系统结束排水任务以关闭排水泵，并判断储水腔内的水体排空；

应用所述定时排空法的蒸汽发生器包括连接控制系统的计时模块，控制系统上设定有排水时间T0；所述定时排空法包括以下步骤：步骤b1，控制系统执行排水任务，且启动计时模块；步骤b2，当计时模块上的时间读数达到T0时，控制系统结束排水任务并判断储水腔内的水体排空；

应用所述流量排空法的蒸汽发生器包括连接控制系统的流量计，流量计设置于连通储水腔的排水水路上；所述流量排空法包括以下步骤：步骤c1，控制系统执行排水任务，且通过流量计监测排水水路的水流量；步骤c2，当流量计的读数为0时，控制系统结束排水任务并判断储水腔内的水体排空。

所述液体探针端部延伸至靠近金属部件；或者，所述液体探针侧部靠近金属部件设置。

所述液体探针底端向下延伸至储水腔上设定的最低水位H1；和/或，所述液体探针顶端向上延伸至高于储水腔上设定的最高水位H2。

所述蒸汽发生器包括连通储水腔的排汽口，排汽口的位置高于最高水位H2。

本发明的有益效果如下：

通过在排空储水腔的情况下读取记录液体探针与金属部件之间监测到的R0，在作业状态下读取记录液体探针与金属部件之间监测到的R1（此时R1为可变值），并调取R1与R0进行比对，当R1＜R0时、控制系统判定为水量足，当R1≥R0时、控制系统判定为水量过少，以此有效的实现水体监测。非作业状态是指蒸汽发生器完成作业后或开始作业前，以为下一次作业刷新准确的R0。本水体监测方法中，R0的实际读数可及时更新，进而可忽略上一次使用蒸汽发生器时各种因素造成的影响，以更加精准的进行监测；本水体监测方法能准确监测储水腔中的水量是否充足，性能可靠，可适应不同的使用环境，最终有效防干烧，保证蒸汽发生器稳定、可靠、有效、耐用。需要说明的是，本水体监测方法除了可应用于蒸汽发生器上外，还可以适用于可能出现干烧的其他装置上。

附图说明

图1为本发明一实施例中蒸汽发生器的局部结构示意图。

图2为本发明一实施例中水体监测方法的流程图。

图3为本发明一实施例根据电阻值读数建立的数学模型。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1和图2，本实施例涉及的蒸汽发生器包括液体探针4、用于导热或发热的发金属部件5、以及用于注水和补水的进水泵9，液体探针4和金属部件5分别连接控制系统1，以及时向控制系统1反馈检测到的电阻值，进水泵9受控于控制系统1，金属部件5设置于储水腔3底部且使用状态下至少部分与水体接触，金属部件5可以是发热体（用于加热水体以产生蒸汽）的一部分或者是单独设置的零部件，进水泵9设置于连通储水腔3的进水水路7上；

本蒸汽发生器应用的水体监测方法包括以下步骤：

步骤一，当蒸汽发生器处于非作业状态时，控制系统1可以执行排空任务以排空储水腔3内的水体，随后控制系统1读取记录排空状态下液体探针4与金属部件4之间监测到的电阻值为R0；排空水体一方面可保证R0读数的精准性，一方面可确保储水腔3内没有积水（废旧水）、保证蒸汽洁净；排空情况下，液体探针4与金属部件5之间的导电介质为相对洁净的空气，此时监测到的电阻值无限大，即R0无限大，而这种R0无限大的情况往往出现于蒸汽发生器的使用前期，因为使用前期影响监测结果的外界因素较少且影响程度较浅，但长时间使用后，影响监测结果的外界因素增加（包括水垢、残留的盐类等）且影响程度较深，导致使用后期的R0读数降低；正因为长时间使用后，储水腔的内部环境会有所变化，导致R0的实际读数有所变化，所以需要在使用蒸汽发生器前刷新R0；

步骤二，蒸汽发生器开始作业前，控制系统1执行注水任务以向储水腔3注入定量的水体，注水量由相应的程序、任务等决定；蒸汽发生器作业过程中，控制系统1读取记录作业状态下液体探针4监测到的电阻值为R1；蒸汽发生器作业时，发热体对储水腔3内的水体加热，以产生所需的蒸汽，此时液体探针4与金属部件5之间的导电介质为水体；随作业时间的增加，储水腔3中的水体逐渐减少，即R1逐渐增大，可见作业过程中R1是可变的，控制系统1需要时刻读取记录R1；

步骤三，控制系统1调取R1与R0进行比对；当R1＜R0时，说明液体探针4与金属部件5之间的导电介质为水体（水体具有一定的导电性），即液体探针4至少部分插入水体中，所以控制系统1判定储水腔3内水量足；当R1≥R0时，说明两液体探针4之间的导电介质为空气，即液体探针4与水体相脱离，所以控制系统1判定储水腔3内水量过少。

进一步地，蒸汽发生器每次作业前，控制系统1都需要重新读取记录R0，以及时更新R0，有效忽略外界因素的影响，使水体监测性能的稳定性、准确性、有效性等得以提升。

进一步地，参见图3，对于每次读取记录的R0，控制系统1都进行存储并建立相应的数学模型，以便后期对R0进行统计、分析等处理；本实施例还定时存储R1，并将其加入上述数学模型中；图3中，

R0：

R0-（1）代表第一次读数，

R0-（2）代表第二次读数，

R0-（3）代表第三次读数，

……

R0-（α）代表第α次读数（α为正整数）；

R1：

R1-（1）代表第一次读数，

R1-（2）代表第二次读数，

R1-（3）代表第三次读数，

……

R1-（β）代表第β次读数（β为正整数）；

本实施例涉及的蒸汽发生器以每次作业都读取记录三次电阻值R1为例，图3的数学模型中：蒸汽发生器第α次作业中，R0的读数为R0-（α），对应的R1的三次读数分别为R1-(3α-2)、R1-(3α-1)、R1-(3α)；数学模型除了可反映R0和R1的读数外，还可清楚补水情况。

进一步地，控制系统上设定有用于辅助监测水质的电阻变化量△R，第n次排空状态下监测到的电阻值为R0’，第n+m次排空状态下监测到的电阻值为R0”，n和m分别为正整数；当R0’－R0”≥△R时，控制系统1判定监测周期内所使用的水体的水质较差，并向用户发出报警。具体地，通过定期将R0’－R0”与△R进行比对，可有效监测水质情况，因为长时间使用水质较差的水体会加速水垢形成和/或使盐类含量激增，这种水体产生的蒸汽会对人体健康造成危害或者对应用设备造成不良影响，因此存在水质监测的必要性；比对周期可以是一年、半年、一季度或一个月等，下面以一年为例加以说明：参见图3，蒸汽发生器的使用时长满一年后，控制系统1分别调取2020-01-26和2021-02-10中的任意R0（同一天的R0差异不大，可任意选取，这里选取第一个读数），即R0’为R0-（1），R0”为R0-（35），比对{ R0-（1）}-{ R0-（35）}与△R之间的大小情况，以监测水质。

进一步地，水体监测方法还包括步骤四；

步骤四，

当R1＜R0时，控制系统控制蒸汽发生器正常作业；

当R1≥R0时，控制系统判断蒸汽发生器的作业任务是否已经结束，作业任务结束则控制系统没有动作，作业任务未结束则控制系统1执行补水任务、以保证蒸汽发生器继续执行任务。

进一步地，步骤一中，非作业状态包括蒸汽发生器完成上一次作业后的后置状态、以及蒸汽发生器执行下一次作业前的前置状态；具体地，后置状态下执行排空任务，即蒸汽发生器完成作业任务后随即执行排空任务；前置状态下执行排空任务，即蒸汽发生器开始作业任务前先执行排空任务，图3为前置状态下建立的数学模型；当然，可以分别在前、后置状态都执行排空任务。

进一步地，步骤二中，判断储水腔3内的水体排空的方法包括：负载排空法、定时排空法和流量排空法；

本实施例的蒸汽发生器应用负载排空法，其中蒸汽发生器包括连接控制系统1的排水泵8，排水泵8设置于连通储水腔3的排水水路6上，控制系统1监测排水泵8的负载情况；负载排空法包括以下步骤：步骤a1，控制系统1执行排水任务以启动排水泵8，并监测排水泵8的负载情况；步骤a2，当排水泵8进入空载状态时，控制系统1结束排水任务以关闭排水泵8，并判断储水腔3内的水体排空；

应用定时排空法的蒸汽发生器包括连接控制系统1的计时模块，控制系统1上设定有排水时间T0，排水方式可以是设置排水泵8辅助快速排水、也可以打开排水口自由排水；定时排空法包括以下步骤：步骤b1，控制系统1执行排水任务，且启动计时模块；步骤b2，当计时模块上的时间读数达到T0时，控制系统1结束排水任务并判断储水腔3内的水体排空；

应用流量排空法的蒸汽发生器包括连接控制系统1的流量计，流量计设置于连通储水腔3的排水水路6上，排水方式可以是设置排水泵8辅助快速排水、也可以打开排水口自由排水；流量排空法包括以下步骤：步骤c1，控制系统1执行排水任务，且通过流量计监测排水水路6的水流量；步骤c2，当流量计的读数为0时，控制系统1结束排水任务并判断储水腔3内的水体排空。

进一步地，本实施例中的液体探针4底端部延伸至靠近金属部件5；或者也可以是，液体探针4侧部靠近金属部件5设置。

进一步地，液体探针4底端部向下延伸至储水腔3上设定的最低水位H1；液体探针4顶端向上延伸至高于储水腔3上设定的最高水位H2。

进一步地，蒸汽发生器包括连通储水腔3的排汽口2，排汽口2的位置高于最高水位H2，加热水体产生的蒸汽经排汽口2排出。

进一步地，液体探针4成对的设置两根，且彼此并排设置，材料为铜。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种蒸汽发生器的水体监测方法，所述蒸汽发生器包括液体探针（4）、以及金属部件（5），液体探针（4）和金属部件（5）分别连接控制系统（1）；其特征在于：所述蒸汽发生器应用的水体监测方法包括以下步骤：

步骤一，当蒸汽发生器处于非作业状态时，控制系统（1）执行排空任务以排空储水腔（3）内的水体，随后控制系统（1）读取记录排空状态下液体探针（4）与金属部件（5）之间监测到的电阻值为R0；

步骤二，蒸汽发生器开始作业前，控制系统（1）执行注水任务以向储水腔（3）注入水体；所述蒸汽发生器作业过程中，控制系统（1）读取记录作业状态下液体探针（4）监测到的电阻值为R1；

步骤三，控制系统（1）调取R1与R0进行比对；当R1＜R0时，控制系统（1）判定储水腔（3）内水量足；当R1≥R0时，控制系统（1）判定储水腔（3）内水量过少；

所述蒸汽发生器每次作业前，控制系统（1）都需要重新读取记录R0。

2.根据权利要求1所述蒸汽发生器的水体监测方法，其特征在于：对于每次读取记录的R0，控制系统（1）进行存储并建立相应的数学模型。

3.根据权利要求2所述蒸汽发生器的水体监测方法，其特征在于：所述控制系统上设定有用于辅助监测水质的电阻变化量△R，第n次排空状态下监测到的电阻值为R0’，第n+m次排空状态下监测到的电阻值为R0”，n和m分别为正整数；当R0’－R0”≥△R时，控制系统（1）判定水体的水质较差，并向用户发出报警。

4.根据权利要求1所述蒸汽发生器的水体监测方法，其特征在于：所述水体监测方法还包括步骤四；

步骤四，

当R1＜R0时，控制系统（1）控制蒸汽发生器正常作业；

当R1≥R0时，控制系统（1）判断蒸汽发生器的作业任务是否已经结束，作业任务结束则控制系统（1）没有动作，作业任务未结束则控制系统（1）执行补水任务、以保证蒸汽发生器继续执行任务。

5.根据权利要求1所述蒸汽发生器的水体监测方法，其特征在于：步骤一中，所述非作业状态包括所述蒸汽发生器完成上一次作业后的后置状态、以及所述蒸汽发生器执行下一次作业前的前置状态。

6.根据权利要求1所述蒸汽发生器的水体监测方法，其特征在于：步骤二中，判断储水腔（3）内的水体排空的方法包括：负载排空法、定时排空法和流量排空法；

应用所述负载排空法的蒸汽发生器包括连接控制系统（1）的排水泵（8），排水泵（8）设置于连通储水腔（3）的排水水路（6）上，控制系统（1）监测排水泵（8）的负载情况；所述负载排空法包括以下步骤：步骤a1，控制系统（1）执行排水任务以启动排水泵（8），并监测排水泵（8）的负载情况；步骤a2，当排水泵（8）进入空载状态时，控制系统（1）结束排水任务以关闭排水泵（8），并判断储水腔（3）内的水体排空；

应用所述定时排空法的蒸汽发生器包括连接控制系统（1）的计时模块，控制系统（1）上设定有排水时间T0；所述定时排空法包括以下步骤：步骤b1，控制系统（1）执行排水任务，且启动计时模块；步骤b2，当计时模块上的时间读数达到T0时，控制系统（1）结束排水任务并判断储水腔（3）内的水体排空；

应用所述流量排空法的蒸汽发生器包括连接控制系统（1）的流量计，流量计设置于连通储水腔（3）的排水水路（6）上；所述流量排空法包括以下步骤：步骤c1，控制系统（1）执行排水任务，且通过流量计监测排水水路（6）的水流量；步骤c2，当流量计的读数为0时，控制系统（1）结束排水任务并判断储水腔（3）内的水体排空。

7.根据权利要求1所述蒸汽发生器的水体监测方法，其特征在于：所述液体探针（4）端部延伸至靠近金属部件（5）；或者，所述液体探针（4）侧部靠近金属部件（5）设置。

8.根据权利要求7所述蒸汽发生器的水体监测方法，其特征在于：所述液体探针（4）底端向下延伸至储水腔（3）上设定的最低水位H1；和/或，所述液体探针（4）顶端向上延伸至高于储水腔（3）上设定的最高水位H2。

9.根据权利要求8所述蒸汽发生器的水体监测方法，其特征在于：所述蒸汽发生器包括连通储水腔（3）的排汽口（2），排汽口（2）的位置高于最高水位H2。