CN114527247A - 一种基于物联网的锅炉水质综合监测方法、系统及设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种基于物联网的锅炉水质综合监测方法、系统及设备,方法包括以下步骤:S01、获取水质数据及各项锅炉数据;S02、根据所述水质数据及所述锅炉数据,分析获得锅炉的水质达标情况和节水降耗等级;S03、根据所得水质达标情况和节水降耗等级,生成分析报告并给出对应的优化建议。系统用于实现上述方法,设备用于执行上述方法。本公开能对锅炉的水质以及排污率、结垢速率等节水降耗指标进行分析监测,可分析获得锅炉的水质达标情况和节水降耗等级,进而对锅炉的各项参数进行合理设计,使锅炉的运行维护过程更加科学合理,提高锅炉使用过程的安全性和节能降耗性能。

Description

一种基于物联网的锅炉水质综合监测方法、系统及设备
技术领域
本公开涉及工业锅炉监测技术领域,具体涉及一种基于物联网的锅炉水质综合监测方法、系统及设备。
背景技术
工业燃气锅炉因其热效率高、运行能耗低、燃料运输能耗低等优势,在各行各业中应用广泛。对于大多数中小型企业来说,在使用工业燃气锅炉时,因不具备专业的锅炉运行团队,非常容易忽视锅炉的水处理工作,一般不进行锅炉监测或是通过人工采样对几项基础指标进行简单监测。人工采样的方式一方面操作繁琐、人工劳动强度大、采样精度低、监测项目少,没有对锅炉的排污率、结垢速率等各项节水降耗指标进行有效监测,也就无法对锅炉的排污率、清洗周期、补给水水质等参数进行合理设计,上述参数设计不合理会导致锅炉受热面结垢严重,进而导致锅炉传热效率下降,锅炉热效率降低,燃料消耗量增加,结垢严重还会造成锅炉破坏事故。
综上所述,现有的工业燃气锅炉使用过程中,尚无对工业燃气锅炉进行全面有效的综合监测方法,导致无法对锅炉使用过程的各项重要参数进行监测,进而导致锅炉使用过程的各项参数设计不够科学合理,影响锅炉的安全和能耗性能。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题,本公开目的在于提供一种基于物联网的锅炉水质综合监测方法、系统及设备。本公开能对锅炉的水质以及排污率、结垢速率等节水降耗指标进行分析监测,可分析获得锅炉的水质达标情况和节水降耗等级,进而对锅炉的各项参数进行合理设计,使锅炉的运行维护过程更加科学合理,提高锅炉使用过程的安全性和节能降耗性能。
本公开所述的一种基于物联网的锅炉水质综合监测方法,包括以下步骤:
S01、获取水质数据及各项锅炉数据;
S02、根据所述水质数据及所述锅炉数据,分析获得锅炉的水质达标情况和节水降耗等级;
S03、根据所得水质达标情况和节水降耗等级,生成分析报告并给出对应的优化建议。
优选地,所述步骤S02中,根据所述水质数据及所述锅炉数据,分析获得锅炉的水质达标情况包括:
补给水水质监测:获取补给水水质参数,所述补给水水质参数包括补给水的浊度、硬度、PH值、电导率、溶解氧浓度、含油量和含铁量,根据补给水的额定蒸汽压力和补给水类型,确定各项补给水水质参数的标准值,将所获取的各项补给水水质参数与所得标准值进行比对,根据比对结果,判断补给水水质是否达标;
锅水水质监测:获取锅水水质参数,所述锅水水质参数包括锅水的全碱度、酚酞碱度、PH值、电导率、溶解固形物浓度、磷酸根浓度、亚硫酸根浓度和相对碱度,根据锅炉中是否设有过热器,确定各项锅水水质参数的标准值,将所获取的各项锅水水质参数与所得标准值进行比对,根据比对结果,判断锅水水质是否达标。
优选地,所述步骤S02中,根据所述水质数据及所述锅炉数据,分析获得锅炉的节水降耗等级包括:
计算锅炉的各项节水降耗指标,包括以下步骤:
定期统计获得锅炉的回水水质合格率ηHG
测量获得锅炉的金属腐蚀速率vh
计算获得锅炉的结垢速率v1
按照排污率计算公式计算获得锅炉的排污率,所述排污率计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000021
其中,P表示锅炉的排污率,ClG表示补给水中的氯离子含量,ClL表示锅水中的氯离子含量;
按照回水率计算公式计算获得锅炉的回水率,所述回水率计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000022
其中,ηH表示回水率,QH表示锅炉的累计回水量,QZ表示锅炉的累计蒸发量;
按照回水回收利用率公式计算获得锅炉的回水回收利用率,所述回水回收利用率计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000023
其中,ηHY表示回水回收利用率,QHY表示累积回水回用量,QH表示锅炉的累计回水量;
按照汽水损失率计算公式计算获得锅炉的汽水损失率,所述汽水损失率计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000031
其中,ηQ表示汽水损失率,QB表示累计补给水量,QS表示累计设计正常用水、用汽损失量,QZ表示锅炉的累计蒸发量,P表示锅炉的排污率;
根据所述回水水质合格率ηHG、金属腐蚀速率vh、结垢速率v1、排污率P、回水率ηH、回水回收利用率ηHY、汽水损失率ηQ的数值,并根据各项节水降耗指标的权重,获得锅炉的节水降耗总分,根据所得节水降耗总分,获得对应的节水降耗等级。
优选地,所述回水水质合格率ηHG的权重为20%;所述金属腐蚀速率vh的权重为20%;所述结垢速率v1的权重为20%;所述排污率P的权重为5%;所述回水率ηH的权重为5%;所述回水回收利用率ηHY的权重为25%;所述汽水损失率ηQ的权重为5%。
优选地,所述计算获得锅炉的结垢速率v1包括以下步骤:
按照锅水中结垢离子比例系数计算公式计算获得结垢离子比例系数,所述结垢离子比例系数计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000032
其中,x表示结垢离子比例系数,P表示排污率,C0表示补给水中结垢离子浓度, C1表示锅炉运行t小时后锅水中的结垢离子浓度,C2表示锅炉启动时锅水中的结垢离子浓度,B表示锅炉的每小时排污量,t表示锅炉的运行时间,Q表示锅炉的锅水总量;
按照结垢速率计算公式计算获得结垢速率v1,所述结垢速率v1计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000033
其中,x表示结垢离子比例系数,C0表示补给水中结垢离子浓度,D表示锅炉的实际蒸发量,S表示锅炉的受热面积。
优选地,所述基于物联网的锅炉水质综合监测方法还包括以下步骤:
按照结垢厚度速率计算公式计算锅炉的结垢厚度速率,所述结垢厚度速率计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000034
其中,v2表示锅炉的结垢厚度速率;ρ水垢表示水垢密度,取2.6*103kg/m3
优选地,所述基于物联网的锅炉水质综合监测方法还包括以下步骤:
按照月燃料增加量计算公式计算锅炉的月燃料增加量,所述月燃料增加量计算公式为:
Qs=3%×v2×Qy
其中,Qs表示月燃料增加量,v2表示锅炉的结垢厚度速率,Qy表示锅炉的月燃料总消耗量;
按照清洗周期计算公式计算锅炉的清洗周期,所述清洗周期计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000041
其中,tv表示锅炉的清洗周期,单位为月。
本公开提供了一种基于物联网的锅炉水质综合监测系统,包括:
数据获取单元,所述数据获取单元用于获取水质数据及各项锅炉数据;
分析单元,所述分析单元用于根据所述水质数据及所述锅炉数据,分析获得锅炉的水质达标情况和节水降耗等级;
输出单元,所述输出单元用于根据所得水质达标情况和节水降耗等级,生成分析报告并给出对应的优化建议。
本公开提供了一种计算机设备,包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序,所述至少一条指令或所述至少一段程序由所述处理器加载时执行如上所述基于物联网的锅炉水质综合监测方法。
本公开提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有至少一条指令或至少一段程序,所述至少一条指令或所述至少一段程序被处理器加载时执行如上所述基于物联网的锅炉水质综合监测方法。
本公开所述的一种基于物联网的锅炉水质综合监测方法、系统及设备,其优点在于,本公开可实现对锅炉的水质以及排污率、结垢速率等节水降耗指标进行自动分析监测,并可进一步分析获得锅炉的水质达标情况和节水降耗等级,让用户更好地掌握锅炉的运行状况和水质状况,并能对不达标的项目给出对应的优化建议,使用户能对锅炉的各项参数进行合理设计,使锅炉的运行维护过程更加科学合理,提高锅炉使用过程的安全性、节能降耗性能和经济性,为用户的节能降耗工作提供指导性意见。
附图说明
图1是本公开所述一种基于物联网的锅炉水质综合监测方法步骤流程图;
图2是本公开所述一种基于物联网的锅炉水质综合监测系统的结构框图。
附图标记说明:1-数据获取单元,2-分析单元,3-输出单元。
具体实施方式
如图1所示,本公开所述的一种基于物联网的锅炉水质综合监测方法,包括以下步骤:
S01、获取水质数据及各项锅炉数据;
S02、根据水质数据及锅炉数据,分析获得锅炉的水质达标情况和节水降耗等级;
S03、根据所得水质达标情况和节水降耗等级,生成分析报告并给出对应的优化建议。
本公开可实现对锅炉的水质以及排污率、结垢速率等节水降耗指标进行自动分析监测,并可进一步分析获得锅炉的水质达标情况和节水降耗等级,让用户更好地掌握锅炉的运行状况和水质状况,并能对不达标的项目给出对应的优化建议,使用户能对锅炉的各项参数进行合理设计,使锅炉的运行维护过程更加科学合理,提高锅炉使用过程的安全性、节能降耗性能和经济性,为用户的节能降耗工作提供指导性意见。
进一步的,本实施例中,步骤S02中,根据水质数据及锅炉数据,分析获得锅炉的水质达标情况包括:
补给水水质监测,获取补给水水质参数,补给水水质参数包括补给水的浊度、硬度、PH值、电导率、溶解氧浓度、含油量和含氧量,根据补给水的额定蒸汽压力和补给水类型,确定各项补给水水质参数的标准值,将所获取的各项补给水水质参数与所得标准值进行比对,根据比对结果,判断补给水水质是否达标;
锅水水质监测:获取锅水水质参数,锅水水质参数包括锅水的全碱度、酚酞碱度、PH值、电导率、溶解固形物浓度、磷酸根浓度、亚硫酸根浓度和相对碱度,根据锅炉中是否设有过热器,确定各项锅水水质参数的标准值,将所获取的各项锅水水质参数与所得标准值进行比对,根据比对结果,判断锅水水质是否达标。
具体的,锅炉运行过程主要对补给水和锅水两部分的水质进行监测。
补给水水质监测过程中,补给水的浊度、硬度、PH值、溶解氧浓度、含油量和含氧量均可通过在锅炉中加装水质监测仪器或是对应的传感测量仪器测量获得,监测仪器及传感测量仪器将采集的各项补给水水质参数通过总线通讯,如RS485等总线上传到平台,由平台分析获得补给水的水质达标情况。同样的,锅水水质参数,如锅水的全碱度、酚酞碱度、PH值、电导率、溶解固形物浓度、磷酸根浓度、亚硫酸根浓度和相对碱度均可通过在锅炉中加装水质监测仪器或是对应的传感测量仪器测量获得,采集获得的各项锅水水质参数也上传到平台中,由平台分析获得锅水的水质达标情况。
具体的分析过程为,根据补给水的额定蒸汽压力和补给水类型,如额定蒸汽压力共分为四个区间,分别为额定蒸汽压力p≤1.0MPa,1.0<p≤1.0MPa,1.6<p≤ 2.5MPa,2.5<p<3.8MPa;补给水的类型可分为软化水和除盐水。锅水中则根据锅炉中是否设有过热器来确定各项锅水水质参数的标准值。
下表是补给水和锅水对应不同条件下的标准值。
表1锅炉水质标准值参考表
Figure RE-GDA0003568336210000061
将表1中的各个标准值录入到平台中,在水质监测过程中,根据补给水和锅炉的实际情况,对补给水和锅炉的条件进行设定,根据用户输入的设定,平台查找对应的标准值,然后将该锅炉实际监测获得的各项水质参数与对应的标准值进行比对,若位于该标准值的区间内则判定为达标,否则为不达标,不达标的项目将生成报警提示,提示用户对对应项目进行整改优化以提高水质质量。本实施例中根据补给水和锅炉不同的条件,对补给水和锅水的各项水质参数的标准值进行细化设计,使锅炉的水质监测过程更加合理,使用户能对锅炉的各项参数进行合理设计,有利于提高锅炉的水质质量。
进一步的,本实施例中,步骤S02中,根据水质数据和锅炉数据,分析获得锅炉的节水降耗等级包括:
计算锅炉的各项节水降耗指标,包括以下步骤:
定期统计获得锅炉的回水水质合格率,抽取锅炉回水,使用水质监测仪对锅炉回水的水质进行监测,记录一定周期,如一个月内,水质合格的次数占总抽查次数的比例,记为ηHG
测量获得锅炉的金属腐蚀速率vh,该参数可由现有的金属腐蚀监测装置测量计算获得。
计算获得锅炉的结垢速率v1
按照排污率计算公式计算获得锅炉的排污率,所述排污率计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000071
其中,P表示锅炉的排污率,ClG表示补给水中的氯离子含量,ClL表示锅水中的氯离子含量;ClG和ClL均可通过在锅炉中加装水质监测仪器检测得出。
排污率不仅对上述锅炉的节水降耗等级评定有较大影响,另外有对锅炉经济性也有较大的影响。因而本实施例中还提供了关于排污率的分析判断逻辑,具体的,采集锅炉溶解固形物实测值g1,氯离子实测值ClL,计算g1/ClL获取锅水固氯比k。
记录实时固氯比,绘制曲线,求取每日固氯比平均值k=(k1+k2+k3+···+kn)/n, n为燃气锅炉使用日数,通过溶解固形物的标准值g和固氯比平均值k,获取锅水氯离子标准值ClS=g/k。预设氯离子浓度参考值ClA(ClA<ClS),将获取的燃气锅炉氯离子浓度实测值ClL与预设氯离子浓度参考值ClA相比较,判定当前燃气锅炉排污状态,其中:
当ClL≤ClA1,判定当前燃气锅炉排污率过大,生成减少排污、升高氯离子浓度建议报告;
当ClA1<ClL<ClA2,判定当前燃气锅炉排污正常;
当ClL≥ClA2,判定当前燃气锅炉排污率过低,生成增大排污、降低氯离子浓度建议报告;
其中,预设氯离子浓度参考值ClA,设定第一预设氯离子浓度参考值ClA1,第二预设氯离子浓度参考值ClA2。具体的,预设氯离子浓度参考值ClA为300-500,设定第一预设氯离子浓度参考值ClA1为300,第二预设氯离子浓度参考值ClA2为400,具体设定值可根据不同水质进行确定。
按照回水率计算公式计算获得锅炉的回水率,所述回水率计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000081
其中,ηH表示回水率,QH表示锅炉的累计回水量,QZ表示锅炉的累计蒸发量; QH和QZ均可通过与锅炉的控制系统通信后,从锅炉的控制系统中读取获得。
按照回水回收利用率公式计算获得锅炉的回水回收利用率,所述回水回收利用率计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000082
其中,ηHY表示回水回收利用率,QHY表示累积回水回用量,QH表示锅炉的累计回水量;QHY和QH均可通过与锅炉的控制系统通信后,从锅炉的控制系统中读取获得。
按照汽水损失率计算公式计算获得锅炉的汽水损失率,所述汽水损失率计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000083
其中,ηQ表示汽水损失率,QB表示累计补给水量,QS表示累计设计正常用水、用汽损失量,QZ表示锅炉的累计蒸发量,P表示锅炉的排污率;QB和QZ均可通过与锅炉的控制系统通信后,从锅炉的控制系统中读取获得,QS可从锅炉的说明手册中查询获得。
根据所述回水水质合格率ηHG、金属腐蚀速率vh、结垢速率v1、排污率P、回水率ηH、回水回收利用率ηHY、汽水损失率ηQ的数值,并根据各项节水降耗指标的权重,获得锅炉的节水降耗总分,根据所得节水降耗总分,获得对应的节水降耗等级,更具体的,所述回水水质合格率ηHG的权重为20%;所述金属腐蚀速率vh的权重为20%;所述结垢速率v1的权重为20%;所述排污率P的权重为5%;所述回水率ηH的权重为 5%;所述回水回收利用率ηHY的权重为25%;所述汽水损失率ηQ的权重为5%。
在具体的实施例中,先对各项节水降耗指标进行单独判断评定,然后再综合各项节水降耗指标进行综合评定,具体如下:
ηHG≥90%判断为Ⅰ级;80%≤ηHG≤89%判断为Ⅱ级;70%≤ηHG≤79%判断为Ⅲ级;
ηHY≥90%判断为Ⅰ级;80%≤ηHY≤89%判断为Ⅱ级;70%≤ηHY≤79%判断为Ⅲ级;
ηH≥80%判断为Ⅰ级;60%≤ηH≤79%判断为Ⅱ级;40%≤ηH≤59%判断为Ⅲ级;
ηQ≤3%判断为Ⅰ级;3%<ηQ≤5%判断为Ⅱ级;5%<ηQ≤10%判断为Ⅲ级;
P≤1%判断为Ⅰ级;1%<P≤3%判断为Ⅱ级;3%<P≤5%判断为Ⅲ级;
v1≤0.5mm/a判断为达标;vh≤0.10mm/a判断为达标;
根据以上各项节水降耗指标评定的等级,采用百分制对节水降耗等级进行综合评定,按照上述权重,则回水水质合格率ηHG为20分;金属腐蚀速率vh为20分;结垢速率v1为20分;排污率P为5分;回水率ηH为5分;回水回收利用率ηHY为25分;汽水损失率ηQ为5分。其中判断为Ⅰ级的指标按100%分值计分,判断为Ⅱ级的指标按90%计分,判断为Ⅲ级的指标按80%计分,判断为低于Ⅲ级的指标则计0分;判断为达标的指标按该项权重分值的100%计分,判断为不达标则计0分,将各项节水降耗指标的分值进行累加,然后根据累加获得的总分Y对节水降耗等级进行评级,具体如下:
95≤Y≤100评定为一级;85≤Y≤94评定为二级;70≤Y≤84评定为三级;Y<70 评定为四级;
在输出节水降耗等级的同时,平台标注分值较低的指标,并给出对应的优化建议。
上述的锅炉节水降耗等级评定过程,通过各项公式可计算获得回水水质合格率ηHG、金属腐蚀速率vh、结垢速率v1、排污率P、回水率ηH、回水回收利用率ηHY、汽水损失率ηQ的数值,计算结果准确,且在平台带入对应的参数即可自动计算获得结果,然后根据评级指标获得各项目的分值,再根据各项目的总分评定锅炉的节水降耗等级,整个过程可由平台自动录入数据并完成计算输出,可实现锅炉节水降耗等级的自动化、全天候监测,能让用户更好地掌握锅炉的运行状况和水质状况,并能对不达标的项目给出对应的优化建议,使用户能对锅炉的各项参数进行合理设计,使锅炉的运行维护过程更加科学合理,提高锅炉使用过程的安全性、节能降耗性能和经济性,为用户的节能降耗工作提供指导性意见。根据锅炉实际运行过程中,各项节水降耗指标对锅炉节水降耗性能的影响,选定回水水质合格率ηHG等若干项相关指标,并根据各项指标对节水降耗性能的影响程度设定合适的权重,使得对锅炉的节水降耗等级的评定更加科学合理。
锅炉的结垢速率v1不仅对上述锅炉的节水降耗等级评定有较大影响,另外对锅炉使用过程的安全性和经济性也有重要影响。目前尚无对锅炉结垢速率v1的准确计算方法,大部分用户对锅炉的结垢速率v1这一参数不重视,在锅炉实际使用过程中使用的测量结垢量的方法为割取锅炉管样并对管样内的沉积物量进行测定,该方法不仅操作繁琐,且在工业燃气锅炉中不易实施,若使用厚度测量仪器对结垢量进行测量则存在操作不便且只能进行局部测量的缺陷。
因而本实施例中,采用盐平衡法对锅炉的结垢速率v1进行计算,具体包括以下步骤:
按照锅水中结垢离子比例系数计算公式计算获得结垢离子比例系数,所述结垢离子比例系数计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000101
其中,x表示结垢离子比例系数,P表示排污率,C0表示补给水中结垢离子浓度, C1表示锅炉运行t小时后锅水中的结垢离子浓度,C2表示锅炉启动时锅水中的结垢离子浓度,B表示锅炉的每小时排污量,t表示锅炉的运行时间,Q表示锅炉的锅水总量;
按照结垢速率计算公式计算获得结垢速率v1,所述结垢速率v1计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000102
其中,x表示结垢离子比例系数,C0表示补给水中结垢离子浓度,D表示锅炉的实际蒸发量,S表示锅炉的受热面积;所得结垢速率v1的单位为g/(m2*月)。
上述公式中,C0、C1、C2均可通过在锅炉中加装水质监测仪器检测获得,P由上文计算得出,B、t、Q、D、S均可通过与锅炉的控制系统通信获得或是查询锅炉的说明手册获得。
上述的结垢速率v1的计算过程,依据盐平衡原理可计算获得水垢的结垢速率,所需参数均可通过监测或是通信、查询获得,操作方便,计算结果准确,能更好地对锅炉的结垢速率进行监测,以便于用户掌握锅炉的结垢状况,避免出现结垢严重损坏锅炉的事故,也可使用户更好地掌握锅炉清洗时机,避免过量结垢对锅炉的能效造成影响。另一方面,由于计算获得的结垢速率准确,也可使上述的锅炉节水降耗等级的评级结果准确,以使锅炉的使用过程更加高效合理。
进一步的,本实施例中,在计算获得锅炉的结垢速率v1后,为了更直观地反映锅炉的结垢厚度,需要进一步计算锅炉的结垢厚度速率,结垢厚度速率的计算公式为:
Figure RE-GDA0003568336210000111
其中,v2表示锅炉的结垢厚度速率;ρ水垢表示水垢密度,取2.6*103kg/m3;通过上述公式计算获得锅炉的结垢厚度速率,使用户可直观地掌握锅炉内的结垢厚度,以便于掌握锅炉的结垢状态。
进一步的,本实施例中,结垢厚度增加会使锅炉所需的燃料增加,根据大量实际数据分析获得,锅炉内水垢厚度每增加1mm,锅炉的燃料就多消耗3%,则月燃料增加量计算公式为:
Qs=3%×v2×Qy
其中,Qs表示月燃料增加量,v2表示锅炉的结垢厚度速率,Qy表示锅炉的月燃料总消耗量;
然后再根据燃料的单价即可计算出用户因水垢所需额外增加的燃料费,用户可进一步根据停机清洗锅炉的成本来确定适宜的清洗周期,以提高锅炉使用过程的经济性。
同时,根据GB/T 34355-2017《蒸汽和热水锅炉化学清洗规则》锅炉受热面被结垢物覆盖80%以上,并且结垢物平均厚度达到1mm以上时进行锅炉除垢清洗。则由上述内容可得清洗周期最大为:
Figure RE-GDA0003568336210000112
其中,tv表示锅炉的清洗周期,单位为月。通过上述清洗周期计算,可提示用户在合适的清洗周期内清洗锅炉,避免锅炉结垢严重对锅炉的运行和能效造成影响,提高锅炉运行过程的安全性和经济性,降低锅炉运行能耗。
如图2所示,本公开实施例还提供了一种基于物联网的锅炉水质综合监测系统,包括:
数据获取单元1,所述数据获取单元1用于获取水质数据及各项锅炉数据;
分析单元2,所述分析单元2用于根据所述水质数据及所述锅炉数据,分析获得锅炉的水质达标情况和节水降耗等级;
输出单元3,所述输出单元3用于根据所得水质达标情况和节水降耗等级,生成分析报告并给出对应的优化建议。
其中上述单元分别用于执行的操作与前述实施方式的基于物联网的锅炉水质综合监测方法的步骤一一对应,可参照上文描述进行理解,在此不再赘述。
本公开的一种基于物联网的锅炉水质综合监测系统能对锅炉的水质以及排污率、结垢速率等节水降耗指标进行分析监测,可分析获得锅炉的水质达标情况和节水降耗等级,进而对锅炉的各项参数进行合理设计,使锅炉的运行维护过程更加科学合理,提高锅炉使用过程的安全性和节能降耗性能。
本公开实施例还提供了一种计算机设备,包括处理器和存储器,所述存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序,所述至少一条指令或所述至少一段程序由所述处理器加载时执行如上所述基于物联网的锅炉水质综合监测方法。存储器可用于存储软件程序以及模块,处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块,从而执行各种功能应用。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、功能所需的应用程序等;存储数据区可存储根据所述设备的使用所创建的数据等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地,存储器还可以包括存储器控制器,以提供处理器对存储器的访问。
本公开实施例所提供的方法实施例可以在计算机终端、服务器或者类似的运算装置中执行,即上述计算机设备可以包括计算机终端、服务器或者类似的运算装置。该计算机设备的内部结构可包括但不限于:处理器、网络接口及存储器。其中,计算机设备内的处理器、网络接口及存储器可通过总线或其他方式连接。
其中,处理器(或称CPU(CentralProcessingUnit,中央处理器))是计算机设备的计算核心以及控制核心。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如 WI-FI、移动通信接口等)。存储器(Memory)是计算机设备中的记忆设备,用于存放程序和数据。可以理解的是,此处的存储器可以是高速RAM存储设备,也可以是非不稳定的存储设备(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储设备;可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。存储器提供存储空间,该存储空间存储了电子设备的操作系统,可包括但不限于:Windows系统(一种操作系统),Linux(一种操作系统),Android(安卓,一种移动操作系统)系统、IOS(一种移动操作系统)系统等等,本公开对此并不作限定;并且,在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令,这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。在本说明书实施例中,处理器加载并执行存储器中存放的一条或一条以上指令,以实现上述方法实施例所述的基于物联网的锅炉水质综合监测方法。
本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有至少一条指令或至少一段程序,所述至少一条指令或所述至少一段程序被处理器加载时执行如上所述的基于物联网的锅炉水质综合监测方法。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被执行时,实现根据本公开实施例的方法。
根据本公开的实施例,计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质。例如可以包括但不限于:便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
在本公开的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本公开和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
对于本领域的技术人员来说,可根据以上描述的技术方案以及构思,做出其它各种相应的改变以及形变,而所有的这些改变以及形变都应该属于本公开权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的锅炉水质综合监测方法,其特征在于,包括以下步骤:
S01、获取水质数据及各项锅炉数据;
S02、根据所述水质数据及所述锅炉数据,分析获得锅炉的水质达标情况和节水降耗等级;
S03、根据所得水质达标情况和节水降耗等级,生成分析报告并给出对应的优化建议。
2.根据权利要求1所述基于物联网的锅炉水质综合监测方法,其特征在于,所述步骤S02中,根据所述水质数据及所述锅炉数据,分析获得锅炉的水质达标情况包括:
补给水水质监测:获取补给水水质参数,所述补给水水质参数包括补给水的浊度、硬度、PH值、电导率、溶解氧浓度、含油量和含铁量,根据补给水的额定蒸汽压力和补给水类型,确定各项补给水水质参数的标准值,将所获取的各项补给水水质参数与所得标准值进行比对,根据比对结果,判断补给水水质是否达标;
锅水水质监测:获取锅水水质参数,所述锅水水质参数包括锅水的全碱度、酚酞碱度、PH值、电导率、溶解固形物浓度、磷酸根浓度、亚硫酸根浓度和相对碱度,根据锅炉中是否设有过热器,确定各项锅水水质参数的标准值,将所获取的各项锅水水质参数与所得标准值进行比对,根据比对结果,判断锅水水质是否达标。
3.根据权利要求1所述基于物联网的锅炉水质综合监测方法,其特征在于,所述步骤S02中,根据所述水质数据及所述锅炉数据,分析获得锅炉的节水降耗等级包括:
计算锅炉的各项节水降耗指标,包括以下步骤:
定期统计获得锅炉的回水水质合格率ηHG
测量获得锅炉的金属腐蚀速率vh
计算获得锅炉的结垢速率v1
按照排污率计算公式计算获得锅炉的排污率,所述排污率计算公式为:
Figure FDA0003421998100000011
其中,P表示锅炉的排污率,ClG表示补给水中的氯离子含量,ClL表示锅水中的氯离子含量;
按照回水率计算公式计算获得锅炉的回水率,所述回水率计算公式为:
Figure FDA0003421998100000012
其中,ηH表示回水率,QH表示锅炉的累计回水量,QZ表示锅炉的累计蒸发量;
按照回水回收利用率公式计算获得锅炉的回水回收利用率,所述回水回收利用率计算公式为:
Figure FDA0003421998100000021
其中,ηHY表示回水回收利用率,QHY表示累积回水回用量,QH表示锅炉的累计回水量;
按照汽水损失率计算公式计算获得锅炉的汽水损失率,所述汽水损失率计算公式为:
Figure FDA0003421998100000022
其中,ηQ表示汽水损失率,QB表示累计补给水量,QS表示累计设计正常用水、用汽损失量,QZ表示锅炉的累计蒸发量,P表示锅炉的排污率;
根据所述回水水质合格率ηHG、金属腐蚀速率vh、结垢速率v1、排污率P、回水率ηH、回水回收利用率ηHY、汽水损失率ηQ的数值,并根据各项节水降耗指标的权重,获得锅炉的节水降耗总分,根据所得节水降耗总分,获得对应的节水降耗等级。
4.根据权利要求3所述基于物联网的锅炉水质综合监测方法,其特征在于,所述回水水质合格率ηHG的权重为20%;所述金属腐蚀速率vh的权重为20%;所述结垢速率v1的权重为20%;所述排污率P的权重为5%;所述回水率ηH的权重为5%;所述回水回收利用率ηHY的权重为25%;所述汽水损失率ηQ的权重为5%。
5.根据权利要求3所述基于物联网的锅炉水质综合监测方法,其特征在于,所述计算获得锅炉的结垢速率v1包括以下步骤:
按照锅水中结垢离子比例系数计算公式计算获得结垢离子比例系数,所述结垢离子比例系数计算公式为:
Figure FDA0003421998100000023
其中,x表示结垢离子比例系数,P表示排污率,C0表示补给水中结垢离子浓度,C1表示锅炉运行t小时后锅水中的结垢离子浓度,C2表示锅炉启动时锅水中的结垢离子浓度,B表示锅炉的每小时排污量,t表示锅炉的运行时间,Q表示锅炉的锅水总量;
按照结垢速率计算公式计算获得结垢速率v1,所述结垢速率v1计算公式为:
Figure FDA0003421998100000031
其中,x表示结垢离子比例系数,C0表示补给水中结垢离子浓度,D表示锅炉的实际蒸发量,S表示锅炉的受热面积。
6.根据权利要求5所述基于物联网的锅炉水质综合监测方法,其特征在于,还包括以下步骤:
按照结垢厚度速率计算公式计算锅炉的结垢厚度速率,所述结垢厚度速率计算公式为:
Figure FDA0003421998100000032
其中,v2表示锅炉的结垢厚度速率;ρ水垢表示水垢密度,取2.6*103kg/m3
7.根据权利要求6所述基于物联网的锅炉水质综合监测方法,其特征在于,还包括以下步骤:
按照月燃料增加量计算公式计算锅炉的月燃料增加量,所述月燃料增加量计算公式为:
Qs=3%×v2×Qy
其中,Qs表示月燃料增加量,v2表示锅炉的结垢厚度速率,Qy表示锅炉的月燃料总消耗量;
按照清洗周期计算公式计算锅炉的清洗周期,所述清洗周期计算公式为:
Figure FDA0003421998100000033
其中,tv表示锅炉的清洗周期,单位为月。
8.一种基于物联网的锅炉水质综合监测系统,其特征在于,包括:
数据获取单元,所述数据获取单元用于获取水质数据及各项锅炉数据;
分析单元,所述分析单元用于根据所述水质数据及所述锅炉数据,分析获得锅炉的水质达标情况和节水降耗等级;
输出单元,所述输出单元用于根据所得水质达标情况和节水降耗等级,生成分析报告并给出对应的优化建议。
9.一种计算机设备,包括处理器和存储器,其特征在于,所述存储器中存储有至少一条指令或至少一段程序,所述至少一条指令或所述至少一段程序由所述处理器加载时执行如权利要求1-7任一项所述基于物联网的锅炉水质综合监测方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有至少一条指令或至少一段程序,其特征在于,所述至少一条指令或所述至少一段程序被处理器加载时执行如权利要求1-7任一项所述基于物联网的锅炉水质综合监测方法。
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