CN118192378A - 一种基于物联网的热能设备运行控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的热能设备运行控制系统，具体涉及控制系统技术领域，包括监测时间划分模块、数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、综合分析模块以及控制模块。本发明通过监测时间划分模块将目标燃气锅炉的运行时间划分为各监测时间并编号，通过数据采集模块采集各监测时间内燃气锅炉的运行参数，通过数据处理模块将数据采集模块传输的数据进行初步处理，通过数据分析模块计算出各时间区域的燃烧性能指数、热传递系数以及排放浓度，通过综合分析模块计算出目标燃气锅炉的综合优化指数，通过控制模块对目标燃气锅炉进行控制。
Description
技术领域
本发明涉及控制系统技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于物联网的热能设备运行控制系统。
背景技术
随着工业化程度的加深和生活水平的提高，人们对热能设备的依赖日趋增加，特别是燃气锅炉作为一种高效、清洁的热能供应设备，在工业生产和民用采暖领域得到了广泛应用，燃气锅炉以其较高的热效率和较低的运行成本，成为了热能设备的重要组成部分，然而传统的燃气锅炉控制系统往往只能进行基本的温度调控，缺乏对锅炉燃烧过程中热能转换效率和排放情况的全面监测与优化能力，这限制了燃气锅炉效能的进一步提升。
现有的热能设备控制系统主要包含多个传感器和执行器，这些装置负责收集包括温度、压力、流量等关键参数的实时数据，这些数据通过物联网接口传输给中央控制单元，以便进行实时监控和数据记录，其次中央控制单元通常装备有高级数据处理和分析能力，它可以运用算法来理解和预测锅炉的性能，通过实时数据与历史数据的对比分析，控制系统可以计算出最佳的运行参数，比如燃烧空气比率、燃料流速和水的供应程度等，以此来优化燃烧效率并降低能耗。
但是其在实际使用时，仍旧存在一些缺点，如现有的热能设备控制系统智能采集一些简单数据，导致分析的结果不够全面，缺乏准确性和可靠性，并且依赖的模型需要精心选择和调整以适应具体应用，错误的模型或参数可能会导致不准确的分析结果，当数据量很大时，系统的数据处理能力可能成为瓶颈，数据的分析对处理速度有很高要求，如果算法不够优化，可能会导致延迟。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于物联网的热能设备运行控制系统，通过以下方案，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的热能设备运行控制系统，包括：
监测时间划分模块：用于将目标燃气锅炉的运行时间确定为目标时间，通过等时间划分的方式将目标时间划分为各监测时间，并依次标记为1、2……n；
数据采集模块：用于采集各监测时间内燃气锅炉的运行参数，包括燃烧器喷嘴参数、燃气质量参数、燃气供应参数、燃气锅炉材料参数、燃气锅炉流量参数、燃气锅炉热参数、燃气锅炉热趋势参数、烟气氮氧化物参数、氧气参数以及烟气颗粒物参数，并将采集到的参数传输到数据处理模块；
数据处理模块：用于将数据采集模块传输的数据进行初步处理，并将处理后传输到数据分析模块；
数据分析模块：包括燃料燃烧分析单元、热能传递分析单元以及烟气排放分析单元，各分析单元用于建立数学模型，将数据处理模块传输的数据导入数学模型中，计算出各时间区域的燃烧性能指数、热传递系数以及排放浓度，并将分析出的数据传输到综合分析模块；
综合分析模块：用于建立综合分析模型，将数据分析模块传输的数据导入综合分析模型中计算出目标燃气锅炉的综合优化指数，并传输到控制模块；
控制模块：用于接收综合分析模块传输的综合优化指数，并根据综合优化指数标准值对目标燃气锅炉进行控制。
优选的，所述燃烧器喷嘴参数包括喷嘴直径、喷嘴孔数、喷嘴角度以及喷嘴距离炉膛距离，分别标记为Fd、Fk、Fj以及Fl，燃气质量参数包括燃气比重、燃气热值以及燃气湿度，分别标记为Fsi、Fci以及Fhi，燃气供应参数包括燃气进气量、燃气进气压力、空气进气量、空气进气压力以及混合均匀度，分别标记为Fgi、Fpi、Agi、Api以及κi，燃气锅炉材料参数包括炉膛面积、燃气锅炉热传导系数以及燃气锅炉表面温度，分别标记为Ta、σ以及Tui，燃气锅炉流量参数包括空气进气量、烟气排放量以及炉膛出口温度，分别标记为Agi、Sei以及Toi，燃气锅炉热参数包括燃气锅炉表面温度和燃气锅炉表面辐射系数，分别标记为Tui和燃气锅炉热趋势参数包括燃气锅炉热输出功率、烟气排放温度以及燃气锅炉表面温度，分别标记为Twi、Sci以及Tui，烟气氮氧化物参数包括氮气含量、氧气含量以及燃烧温度，分别标记为Sni、Soi以及Sfi，氧气参数包括空气进气量和氧气含量，分别标记为Agi和Soi，烟气颗粒参数包括过滤前浓度和过滤后浓度，分别标记为Cfi和Cai，其中i＝1、2……n，i表示第i个监测时间。
优选的，所述数据采集模块通过读取燃气锅炉的设备标准数据采集喷嘴直径、喷嘴孔数、喷嘴角度、喷嘴距离炉膛距离、炉膛面积、燃气锅炉热传导系数以及燃气锅炉表面辐射系数，通过在燃气管道中放置气体密度计采集燃气比重，通过在进气口安装压力传感器和流量传感器采集燃气进气量、燃气进气压力、空气进气量以及空气进气压力，通过在进气口安装气体密度计采集混合均匀度，通过温度传感器采集燃气锅炉表面温度，通过在排烟口安装流量传感器采集烟气排放量，通过在炉膛出口安装温度传感器采集炉膛出口温度，通过燃气锅炉自带的输出功率表采集燃气锅炉热输出功率，通过在排烟口安装温度传感器采集烟气排放温度，通过气象色谱法采集氮气含量和氧气含量，通过滤膜称重法采集过滤前浓度和过滤后浓度，并将采集到的数据上传至物联网进行数据处理。
优选的，所述数据处理模块通过燃烧器喷嘴参数计算出燃烧器喷嘴的几何特征值，具体数学公式为：FN表示燃烧器喷嘴的几何特征值，Fd表示喷嘴直径，Fk表示喷嘴孔数，Fj表示喷嘴角度，Fl表示喷嘴距离炉膛距离，通过燃气质量参数计算出各监测时间的燃气质量评估值，具体数学公式为：FGi表示第i个监测时间的燃气质量评估值，Fsi表示第i个监测时间的燃气比重，Fci表示第i个监测时间的燃气热值，Fhi表示第i个监测时间的燃气湿度，通过燃气供应参数计算出各监测时间的气体混合系数，具体数学公式为：/>FPi表示第i个监测时间的气体混合系数，Fgi表示第i个监测时间的燃气进气量，Fpi表示第i个监测时间的燃气进气压力，Agi表示第i个监测时间的空气进气量，Api表示第i个监测时间的空气进气压力，κi表示第i个监测时间的混合均匀度，通过燃气锅炉材料参数计算出各监测时间的热传导值，具体数学公式为：/>THi表示第i个监测时间的热传导值，Ta表示炉膛面积，σ表示燃气锅炉热传导系数，Tui表示第i个监测时间的燃气锅炉表面温度，通过燃气锅炉流量参数计算出各监测时间的热对流，具体数学公式为：/>TAi表示第i个监测时间的热对流，Agi表示第i个监测时间的空气进气量，Sei表示第i个监测时间的烟气排放量，Toi表示第i个监测时间的炉膛出口温度，通过燃气锅炉热参数计算出各监测时间的热辐射，具体数学公式为：/>TBi表示第i个监测时间的热辐射，Tui表示第i个监测时间的燃气锅炉表面温度，/>燃气锅炉表面辐射系数，表示通过锅炉热趋势参数计算出各监测时间的热平衡系数，具体数学公式为：TXi表示第i个监测时间的热平衡系数，Twi表示第i个监测时间的燃气锅炉热输出功率，Sci表示第i个监测时间的烟气排放温度，Tui表示第i个监测时间的燃气锅炉表面温度，通过烟气氮氧化物参数计算出各监测时间的氮氧化物浓度，具体数学公式为：SOi表示第i个监测时间的氮氧化物浓度，Sni表示第i个监测时间的氮气含量，Soi表示第i个监测时间的氧气含量，Sfi表示第i个监测时间的燃烧温度，通过氧气参数计算出各监测时间的过剩空气系数，具体数学公式为：/>SWi表示第i个监测时间的过剩空气系数，Agi表示第i个监测时间的空气进气量，Soi表示第i个监测时间的氧气含量，通过烟气颗粒参数计算出各监测时间的烟气颗粒过滤系数，具体数学公式为：SCi表示第i个监测时间的烟气颗粒过滤系数，Cfi表示第i个监测时间的过滤前浓度，Cai表示第i个监测时间的过滤后浓度。
优选的，所述燃料燃烧分析单元建立的数学模型具体表示为：CPIi表示第i个监测时间的燃烧性能指数，FN表示燃烧器喷嘴的几何特征值，FGi表示第i个监测时间的燃气质量评估值，FPi表示第i个监测时间的气体混合系数，μ1表示燃烧性能指数的其他影响因子。
优选的，所述热能传递分析单元建立的数学模型具体表示为：HTRi表示第i个监测时间的热传递系数，THi表示第i个监测时间的热传导值，TAi表示第i个监测时间的热对流，TBi表示第i个监测时间的热辐射，TXi表示第i个监测时间的热平衡系数，/>表示拉普拉斯算子作用于温度表示温度场的变化，μ2表示热传递系数的其他影响因子。
优选的，所述烟气排放分析单元建立的数学模型具体表示为：FGEi表示第i个监测时间的排放浓度，SOi表示第i个监测时间的氮氧化物浓度，SWi表示第i个监测时间的过剩空气系数，SCi表示第i个监测时间的烟气颗粒过滤系数，μ3表示排放浓度的其他影响因子。
优选的，所述综合分析模型具体表示为：η表示目标燃气锅炉的综合优化指数，CPIi表示第i个监测时间的燃烧性能指数，HTRi表示第i个监测时间的热传递系数，FGEi表示第i个监测时间的排放浓度，n表示监测时间数量。
优选的，所述综合优化指数标准值具体表示为ηsta，当ηsta＜η时，表示目标燃气锅炉的综合优化指数大于综合优化指数标准值，说明目标燃气锅炉的运行状态良好，则保持对目标燃气锅炉的监测，当ηsta＞η时，表示目标燃气锅炉的综合优化指数小于综合优化指数标准值，说明目标燃气锅炉的运行状态异常，则对目标燃气锅炉发出停止运行的控制信号，并对管理人员发出预警信号。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过监测时间划分模块将目标燃气锅炉的运行时间划分为各监测时间并编号，通过数据采集模块采集各监测时间内燃气锅炉的运行参数，通过数据处理模块将数据采集模块传输的数据进行初步处理，通过数据分析模块计算出各时间区域的燃烧性能指数、热传递系数以及排放浓度，通过综合分析模块计算出目标燃气锅炉的综合优化指数，通过控制模块对目标燃气锅炉进行控制；
本发明提供了一种先进且具有高度自动化的解决方案，以增强燃气锅炉运行效率和安全性，通过使用精确数据分析技术，该系统能够有效地监测锅炉的燃料燃烧效率、热能传递性能及烟气排放水平，其中系统收集的数据被用于计算综合优化指数，可确保锅炉持续运行在最佳性能状态，通过监测锅炉运行参数，能够显著提高燃烧效率，减少燃料消耗，为用户节省能源开销，其次精准控制热能输出，确保供热质量，提高用户的舒适体验，然后通过严格监控烟气排放，有助于减少环境污染，确保锅炉符合相关环境保护法规的要求，最后系统在检测到综合优化指数异常时能及时发出停机指令，有效避免潜在的设备故障或安全事故，提高了整个热能系统的安全性，本发明能够提供经济、环保、安全的热能管理方案，对于优化能源利用和保护环境有着重要意义。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
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做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。
参考图1所示的一种基于物联网的热能设备运行控制系统，包括监测时间划分模块、数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、综合分析模块以及控制模块。
所述监测时间划分模块用于将目标燃气锅炉的运行时间确定为目标时间，通过等时间划分的方式将目标时间划分为各监测时间，并依次标记为1、2……n。
所述数据采集模块用于采集各监测时间内燃气锅炉的运行参数，包括燃烧器喷嘴参数、燃气质量参数、燃气供应参数、燃气锅炉材料参数、燃气锅炉流量参数、燃气锅炉热参数、燃气锅炉热趋势参数、烟气氮氧化物参数、氧气参数以及烟气颗粒物参数，并将采集到的参数传输到数据处理模块。
所述燃烧器喷嘴参数包括喷嘴直径、喷嘴孔数、喷嘴角度以及喷嘴距离炉膛距离，分别标记为Fd、Fk、Fj以及Fl，燃气质量参数包括燃气比重、燃气热值以及燃气湿度，分别标记为Fsi、Fci以及Fhi，燃气供应参数包括燃气进气量、燃气进气压力、空气进气量、空气进气压力以及混合均匀度，分别标记为Fgi、Fpi、Agi、Api以及κi，燃气锅炉材料参数包括炉膛面积、燃气锅炉热传导系数以及燃气锅炉表面温度，分别标记为Ta、σ以及Tui，燃气锅炉流量参数包括空气进气量、烟气排放量以及炉膛出口温度，分别标记为Agi、Sei以及Toi，燃气锅炉热参数包括燃气锅炉表面温度和燃气锅炉表面辐射系数，分别标记为Tui和燃气锅炉热趋势参数包括燃气锅炉热输出功率、烟气排放温度以及燃气锅炉表面温度，分别标记为Twi、Sci以及Tui，烟气氮氧化物参数包括氮气含量、氧气含量以及燃烧温度，分别标记为Sni、Soi以及Sfi，氧气参数包括空气进气量和氧气含量，分别标记为Agi和Soi，烟气颗粒参数包括过滤前浓度和过滤后浓度，分别标记为Cfi和Cai，其中i＝1、2……n，i表示第i个监测时间。
所述数据采集模块通过读取燃气锅炉的设备标准数据采集喷嘴直径、喷嘴孔数、喷嘴角度、喷嘴距离炉膛距离、炉膛面积、燃气锅炉热传导系数以及燃气锅炉表面辐射系数，通过在燃气管道中放置气体密度计采集燃气比重，通过在进气口安装压力传感器和流量传感器采集燃气进气量、燃气进气压力、空气进气量以及空气进气压力，通过在进气口安装气体密度计采集混合均匀度，通过温度传感器采集燃气锅炉表面温度，通过在排烟口安装流量传感器采集烟气排放量，通过在炉膛出口安装温度传感器采集炉膛出口温度，通过燃气锅炉自带的输出功率表采集燃气锅炉热输出功率，通过在排烟口安装温度传感器采集烟气排放温度，通过气象色谱法采集氮气含量和氧气含量，通过滤膜称重法采集过滤前浓度和过滤后浓度，并将采集到的数据上传至物联网进行数据处理。
所述数据处理模块用于将数据采集模块传输的数据进行初步处理，并将处理后传输到数据分析模块。
所述数据处理模块通过燃烧器喷嘴参数计算出燃烧器喷嘴的几何特征值，具体数学公式为：FN表示燃烧器喷嘴的几何特征值，Fd表示喷嘴直径，Fk表示喷嘴孔数，Fj表示喷嘴角度，Fl表示喷嘴距离炉膛距离，通过燃气质量参数计算出各监测时间的燃气质量评估值，具体数学公式为：FGi表示第i个监测时间的燃气质量评估值，Fsi表示第i个监测时间的燃气比重，Fci表示第i个监测时间的燃气热值，Fhi表示第i个监测时间的燃气湿度，通过燃气供应参数计算出各监测时间的气体混合系数，具体数学公式为：/>FPi表示第i个监测时间的气体混合系数，Fgi表示第i个监测时间的燃气进气量，Fpi表示第i个监测时间的燃气进气压力，Agi表示第i个监测时间的空气进气量，Api表示第i个监测时间的空气进气压力，κi表示第i个监测时间的混合均匀度，通过燃气锅炉材料参数计算出各监测时间的热传导值，具体数学公式为：/>THi表示第i个监测时间的热传导值，Ta表示炉膛面积，σ表示燃气锅炉热传导系数，Tui表示第i个监测时间的燃气锅炉表面温度，通过燃气锅炉流量参数计算出各监测时间的热对流，具体数学公式为：/>TAi表示第i个监测时间的热对流，Agi表示第i个监测时间的空气进气量，Sei表示第i个监测时间的烟气排放量，Toi表示第i个监测时间的炉膛出口温度，通过燃气锅炉热参数计算出各监测时间的热辐射，具体数学公式为：/>TBi表示第i个监测时间的热辐射，Tui表示第i个监测时间的燃气锅炉表面温度，/>燃气锅炉表面辐射系数，表示通过锅炉热趋势参数计算出各监测时间的热平衡系数，具体数学公式为：TXi表示第i个监测时间的热平衡系数，Twi表示第i个监测时间的燃气锅炉热输出功率，Sci表示第i个监测时间的烟气排放温度，Tui表示第i个监测时间的燃气锅炉表面温度，通过烟气氮氧化物参数计算出各监测时间的氮氧化物浓度，具体数学公式为：SOi表示第i个监测时间的氮氧化物浓度，Sni表示第i个监测时间的氮气含量，Soi表示第i个监测时间的氧气含量，Sfi表示第i个监测时间的燃烧温度，通过氧气参数计算出各监测时间的过剩空气系数，具体数学公式为：/>SWi表示第i个监测时间的过剩空气系数，Agi表示第i个监测时间的空气进气量，Soi表示第i个监测时间的氧气含量，通过烟气颗粒参数计算出各监测时间的烟气颗粒过滤系数，具体数学公式为：SCi表示第i个监测时间的烟气颗粒过滤系数，Cfi表示第i个监测时间的过滤前浓度，Cai表示第i个监测时间的过滤后浓度。
所述数据处理模块处理后的数据包括燃烧器喷嘴的几何特征值、燃气质量评估值、气体混合系数、热传导值、热对流、热辐射、热平衡系数、氮氧化物浓度、过剩空气系数以及烟气颗粒过滤系数，分别标记为FN、FGi、FPi、THi、TAi、TBi、TXi、SOi、SWi以及SCi，其中i＝1、2……n，i表示第i个监测时间。
所述数据分析模块包括燃料燃烧分析单元、热能传递分析单元以及烟气排放分析单元，各分析单元用于建立数学模型，将数据处理模块传输的数据导入数学模型中，计算出各时间区域的燃烧性能指数、热传递系数以及排放浓度，并将分析出的数据传输到综合分析模块。
所述燃料燃烧分析单元建立的数学模型具体表示为：CPIi表示第i个监测时间的燃烧性能指数，FN表示燃烧器喷嘴的几何特征值，FGi表示第i个监测时间的燃气质量评估值，FPi表示第i个监测时间的气体混合系数，μ1表示燃烧性能指数的其他影响因子。
所述热能传递分析单元建立的数学模型具体表示为：HTRi表示第i个监测时间的热传递系数，THi表示第i个监测时间的热传导值，TAi表示第i个监测时间的热对流，TBi表示第i个监测时间的热辐射，TXi表示第i个监测时间的热平衡系数，/>表示拉普拉斯算子作用于温度表示温度场的变化，μ2表示热传递系数的其他影响因子。
所述烟气排放分析单元建立的数学模型具体表示为：FGEi表示第i个监测时间的排放浓度，SOi表示第i个监测时间的氮氧化物浓度，SWi表示第i个监测时间的过剩空气系数，SCi表示第i个监测时间的烟气颗粒过滤系数，μ3表示排放浓度的其他影响因子。
所述综合分析模块用于建立综合分析模型，将数据分析模块传输的数据导入综合分析模型中计算出目标燃气锅炉的综合优化指数，并传输到控制模块。
所述综合分析模型具体表示为：η表示目标燃气锅炉的综合优化指数，CPIi表示第i个监测时间的燃烧性能指数，HTRi表示第i个监测时间的热传递系数，FGEi表示第i个监测时间的排放浓度，n表示监测时间数量。
本发明通过设置燃烧性能指数、热传递系数以及排放浓度，从而组合成综合分析模型,继而反应了本实施例中关于燃料燃烧、热能传递以及烟气排放因素对最终某结果的影响趋势，最大化的呈现本数学模型对本系统的直观影响。
所述控制模块用于接收综合分析模块传输的综合优化指数，并根据综合优化指数标准值对目标燃气锅炉进行控制。
所述综合优化指数标准值具体表示为ηsta，当ηsta＜η时，表示目标燃气锅炉的综合优化指数大于综合优化指数标准值，说明目标燃气锅炉的运行状态良好，则保持对目标燃气锅炉的监测，当ηsta＞η时，表示目标燃气锅炉的综合优化指数小于综合优化指数标准值，说明目标燃气锅炉的运行状态异常，则对目标燃气锅炉发出停止运行的控制信号，并对管理人员发出预警信号。
本发明通过监测时间划分模块将目标燃气锅炉的运行时间划分为各监测时间并编号，通过数据采集模块采集各监测时间内燃气锅炉的运行参数，通过数据处理模块将数据采集模块传输的数据进行初步处理，通过数据分析模块计算出各时间区域的燃烧性能指数、热传递系数以及排放浓度，通过综合分析模块计算出目标燃气锅炉的综合优化指数，通过控制模块对目标燃气锅炉进行控制。
本发明提供了一种先进且具有高度自动化的解决方案，以增强燃气锅炉运行效率和安全性，通过使用精确数据分析技术，该系统能够有效地监测锅炉的燃料燃烧效率、热能传递性能及烟气排放水平，其中系统收集的数据被用于计算综合优化指数，可确保锅炉持续运行在最佳性能状态，通过监测锅炉运行参数，能够显著提高燃烧效率，减少燃料消耗，为用户节省能源开销，其次精准控制热能输出，确保供热质量，提高用户的舒适体验，然后通过严格监控烟气排放，有助于减少环境污染，确保锅炉符合相关环境保护法规的要求，最后系统在检测到综合优化指数异常时能及时发出停机指令，有效避免潜在的设备故障或安全事故，提高了整个热能系统的安全性，本发明能够提供经济、环保、安全的热能管理方案，对于优化能源利用和保护环境有着重要意义。
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于物联网的热能设备运行控制系统，其特征在于，包括：
监测时间划分模块：用于将目标燃气锅炉的运行时间确定为目标时间，通过等时间划分的方式将目标时间划分为各监测时间，并依次标记为1、2……n；
数据采集模块：用于采集各监测时间内燃气锅炉的运行参数，包括燃烧器喷嘴参数、燃气质量参数、燃气供应参数、燃气锅炉材料参数、燃气锅炉流量参数、燃气锅炉热参数、燃气锅炉热趋势参数、烟气氮氧化物参数、氧气参数以及烟气颗粒物参数，并将采集到的参数传输到数据处理模块；
数据处理模块：用于将数据采集模块传输的数据进行初步处理，并将处理后传输到数据分析模块；
数据分析模块：包括燃料燃烧分析单元、热能传递分析单元以及烟气排放分析单元，各分析单元用于建立数学模型，将数据处理模块传输的数据导入数学模型中，计算出各时间区域的燃烧性能指数、热传递系数以及排放浓度，并将分析出的数据传输到综合分析模块；
综合分析模块：用于建立综合分析模型，将数据分析模块传输的数据导入综合分析模型中计算出目标燃气锅炉的综合优化指数，并传输到控制模块；
控制模块：用于接收综合分析模块传输的综合优化指数，并根据综合优化指数标准值对目标燃气锅炉进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的热能设备运行控制系统，其特征在于：所述燃烧器喷嘴参数包括喷嘴直径、喷嘴孔数、喷嘴角度以及喷嘴距离炉膛距离，分别标记为Fd、Fk、Fj以及Fl，燃气质量参数包括燃气比重、燃气热值以及燃气湿度，分别标记为Fsi、Fci以及Fhi，燃气供应参数包括燃气进气量、燃气进气压力、空气进气量、空气进气压力以及混合均匀度，分别标记为Fgi、Fpi、Agi、Api以及κi，燃气锅炉材料参数包括炉膛面积、燃气锅炉热传导系数以及燃气锅炉表面温度，分别标记为Ta、σ以及Tui，燃气锅炉流量参数包括空气进气量、烟气排放量以及炉膛出口温度，分别标记为Agi、Sei以及Toi，燃气锅炉热参数包括燃气锅炉表面温度和燃气锅炉表面辐射系数，分别标记为Tui和燃气锅炉热趋势参数包括燃气锅炉热输出功率、烟气排放温度以及燃气锅炉表面温度，分别标记为Twi、Sci以及Tui，烟气氮氧化物参数包括氮气含量、氧气含量以及燃烧温度，分别标记为Sni、Soi以及Sfi，氧气参数包括空气进气量和氧气含量，分别标记为Agi和Soi，烟气颗粒参数包括过滤前浓度和过滤后浓度，分别标记为Cfi和Cai，其中i＝1、2……n，i表示第i个监测时间。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的热能设备运行控制系统，其特征在于：所述数据处理模块处理后的数据包括燃烧器喷嘴的几何特征值、燃气质量评估值、气体混合系数、热传导值、热对流、热辐射、热平衡系数、氮氧化物浓度、过剩空气系数以及烟气颗粒过滤系数，分别标记为FN、FGi、FPi、THi、TAi、TBi、TXi、SOi、SWi以及SCi，其中i＝1、2……n，i表示第i个监测时间。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的热能设备运行控制系统，其特征在于：所述燃料燃烧分析单元建立的数学模型具体表示为：CPIi表示第i个监测时间的燃烧性能指数，FN表示燃烧器喷嘴的几何特征值，FGi表示第i个监测时间的燃气质量评估值，FPi表示第i个监测时间的气体混合系数，μ1表示燃烧性能指数的其他影响因子。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的热能设备运行控制系统，其特征在于：所述热能传递分析单元建立的数学模型具体表示为：HTRi表示第i个监测时间的热传递系数，THi表示第i个监测时间的热传导值，TAi表示第i个监测时间的热对流，TBi表示第i个监测时间的热辐射，TXi表示第i个监测时间的热平衡系数，/>表示拉普拉斯算子作用于温度表示温度场的变化，μ2表示热传递系数的其他影响因子。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的热能设备运行控制系统，其特征在于：所述烟气排放分析单元建立的数学模型具体表示为：FGEi表示第i个监测时间的排放浓度，SOi表示第i个监测时间的氮氧化物浓度，SWi表示第i个监测时间的过剩空气系数，SCi表示第i个监测时间的烟气颗粒过滤系数，μ3表示排放浓度的其他影响因子。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的热能设备运行控制系统，其特征在于：所述综合分析模型具体表示为：η表示目标燃气锅炉的综合优化指数，CPIi表示第i个监测时间的燃烧性能指数，HTRi表示第i个监测时间的热传递系数，FGEi表示第i个监测时间的排放浓度，n表示监测时间数量。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的热能设备运行控制系统，其特征在于：所述综合优化指数标准值具体表示为ηsta，当ηsta＜η时，表示目标燃气锅炉的综合优化指数大于综合优化指数标准值，说明目标燃气锅炉的运行状态良好，则保持对目标燃气锅炉的监测，当ηsta＞η时，表示目标燃气锅炉的综合优化指数小于综合优化指数标准值，说明目标燃气锅炉的运行状态异常，则对目标燃气锅炉发出停止运行的控制信号，并对管理人员发出预警信号。
Priority Applications (1)
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| CN202410465877.1A CN118192378A (zh) | 2024-04-17 | 2024-04-17 | 一种基于物联网的热能设备运行控制系统 |
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