CN219640228U - 一种用于燃气锅炉的监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于燃气锅炉的监控系统，所述监控系统包括云平台，其用于收集厂区软水数据和燃气数据；采集终端，其与所述云平台连接，用于实现各厂区与所述云平台的数据交互；燃气检测电路，其设置于所述燃气锅炉处，用于检测厂区内每个燃气锅炉对应的燃气数据；软水检测电路，其设置于所述燃气锅炉的供水箱处，用于检测厂区内提供的软水数据；数据采集电路，其与软水检测电路、燃气检测电路和采集终端连接，以将采集的软水数据和燃气数据发送至云平台。通过本实用新型的方案，解决了目前燃气锅炉系统存在功能单一、安全性低的问题。

Description

一种用于燃气锅炉的监控系统

技术领域

本实用新型一般地涉及智能控制领域。更具体地，本实用新型涉及一种用于燃气锅炉的监控系统。

背景技术

燃气锅炉系统安全运行、锅炉房系统及周边安全是实现企业中加工、无害化运营安全生产重中之重。以物联网技术将燃气锅炉系统中关键参数进行监视、智能控制和管理，并以人工智能方式处理紧急情况，是目前燃气锅炉系统的发展方向。目前燃气锅炉已经实现了炉温、炉压、燃气供给和炉火自动控制。锅炉房中可以通过设置相应的控制系统实现开机后自动启、停功能，随水位高低自动控制补水功能，水位模拟展示，锅炉故障信息报警，以及单个锅炉异地展示等功能。有些燃气锅炉厂家也实现大型企业燃气锅炉集中在线动态展示、状态及功能展示。

然而，目前的燃气锅炉系统中还存在一些问题：燃气锅炉系统独立性强，其自动控制功能的实现主要针对锅炉房中燃气锅炉的启停控制、运行信息和可燃气体浓度监测等，而没有实现对整个生产流程的智能监控，例如原料供给和生产状态等过程的综合监测，造成目前燃气锅炉系统无法实现整个系统全面而可靠的信息监测和自动控制。

鉴于此，如何有效解决目前燃气锅炉系统存在功能单一、安全性低的问题，对于提升燃气锅炉系统无害化运营、安全生产具有重要作用。

实用新型内容

为解决上述一个或多个技术问题，本实用新型提出通过采集燃气锅炉的各处燃气信息和软水供给信息等，实现对燃气锅炉系统的全面和可靠的监测，从而有效提升燃气锅炉系统的运行效率。

为此，本实用新型提供了一种用于燃气锅炉的监控系统，包括：云平台，其用于收集厂区软水数据和燃气数据；采集终端，其与所述云平台连接，用于实现各厂区与所述云平台的数据交互；燃气检测电路，其设置于所述燃气锅炉处，用于检测厂区内每个燃气锅炉对应的燃气数据；软水检测电路，其设置于所述燃气锅炉的供水箱处，用于检测厂区内提供的软水数据；数据采集电路，其与软水检测电路、燃气检测电路和采集终端连接，以将采集的软水数据和燃气数据发送至云平台。

在一个实施例中，所述燃气检测电路包括燃气压力检测电路、燃气流量检测电路和气体浓度检测电路，所述燃气压力检测电路设置于所述燃气锅炉的燃气管路中，用于检测燃气管路中的燃气压力信息，所述燃气流量检测电路设置于所述燃气锅炉的燃气管路中，用于检测燃气管路中的燃气流量，所述气体浓度检测电路设置于所述燃气锅炉处，用于检测可燃气体的浓度。

在一个实施例中，所述软水检测电路包括水位检测电路和水质检测电路，其中水位检测电路设置于所述供水箱处，用于检测供水箱中的软水水位，所述水质检测电路设置于所述供水箱中，用于检测软水的水质和酸碱度。

在一个实施例中，所述监控系统还包括厂区服务器，其与所述采集终端和云平台连接，用于将厂站内的软水数据和燃气数据收集后发送至云平台。

在一个实施例中，所述监控系统还包括燃气锅炉控制电路和信号转换电路，所述燃气锅炉控制电路与燃气锅炉连接，用于获取燃气锅炉的运行信息，所述信号转换电路与所述燃气锅炉控制电路和数据采集电路连接，用于将燃气锅炉的运行信息转换后传输至数据采集电路。

在一个实施例中，所述监控系统还包括压力变送器，其与所述燃气压力检测电路和燃气锅炉控制电路连接，用于将采集的压力信息转换为电信号传输至燃气锅炉控制电路。

在一个实施例中，所述监控系统还包括电磁阀，所述电磁阀设置于燃气管道中，并且所述电磁阀与所述燃气锅炉控制电路连接，以控制开始或停止输送燃气。

在一个实施例中，所述监控系统还包括显示装置，所述显示装置与所述云平台连接，用于显示软水数据和燃气数据。

在一个实施例中，所述数据采集电路包括485采集板。

在一个实施例中，所述采集终端包括Lora无线网关。

根据本实用新型的方案，可以在燃气锅炉处设置燃气检测电路，并在供水箱中设置软水检测电路，并可以将采集的信息传输至云平台，从而丰富了燃气锅炉系统的功能，并且实现了对燃气锅炉系统中的燃气供给、软水处理等进行全面而可靠的监测。进一步，本实用新型的方案中还通过设置厂区服务器，实现多个厂区中燃气锅炉系统的智能控制和数据管理，从而可以有效提升整个系统中安全管理效率。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1示意性示出根据本实用新型实施例的用于燃气锅炉的监控系统的示意图；

图2示意性示出根据本实用新型另一实施例的用于燃气锅炉的监控系统的示意图；

图3示意性示出根据本实用新型实施例的多厂站的用于燃气锅炉的监控系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

目前一些大型燃气锅炉厂家已经实现比较智能的燃气锅炉运行状态的在线动态展示及功能展示，但是发明人发现各厂家中燃气锅炉系统的独立性较强，并没有整合全线生产流程中的动态监测。特别是现有的燃气锅炉系统的智能监控过程中，并没有整合燃气供给系统和软水处理系统的同步监测和预警。燃气锅炉和整个锅炉房可燃气体报警器系统及锅炉房燃气浓度展示、应急控制策略不明晰；没有在系统上设置锅炉及锅炉房可燃气体警戒浓度值，也没有设置应急策略对燃气供气管道总电磁阀进行切断并自保切断状态、平台进行状态展示和及时报警通知；锅炉炉腔水位在线检测动态感不强且容易被忽视，造成控制失控，存在较高的安全风险。基于此，本实用新型通过设置一套针对燃气锅炉中可燃气体、软水供水等多个方面的监测方案，实现了整个厂站中各类信息的全方位监测，有助于提升燃气锅炉系统的安全生产和运行效率。

下面结合附图来详细描述本实用新型的具体实施方式。

图1示意性示出根据本实用新型实施例的用于燃气锅炉的监控系统的示意图。

如图1所示，该监控系统包括燃气检测电路101、软水检测电路102、数据采集电路103、采集终端104和云平台105。具体地，云平台105可以用于收集厂区软水数据和燃气数据。

采集终端104可以与云平台105连接，用于实现各厂区与云平台的数据交互。在一些实施例中，该采集终端可以采用Lora无线网关，也可以采用其他形式的采集终端结构，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

燃气检测电路101可以设置于燃气锅炉处，用于检测厂区内每个燃气锅炉对应的燃气数据。在一些实施例中，可以利用燃气检测电路监控可燃气体燃气泄漏浓度及状态，以便于在初始泄漏状态时关闭燃气供给总电磁阀(在锅炉房所有燃气检测电路中，如果感应到发生漏气，可以关闭电磁阀使燃气锅炉处于自保关闭状态，只有工作人员介入才可以打开)，把灾难事故扼杀在萌芽状态，把燃气爆炸事故风险降为最低。

软水检测电路102可以设置于燃气锅炉的供水箱处，用于检测厂区内提供的软水数据。在一些实施例中，通过软水检测电路102可以实时检测锅炉供给软水储存箱(本实施例中简称供水箱)的实时水位、水质(软水硬度mmol\L及酸碱度PH值)等。通过将监测数据及每台锅炉供给水泵运行状态上送并展示，有利于掌握软水处理工作正常状态和维护状态，以及各个锅炉给水泵工作状态。进一步，还可以根据检测到的软水水质参数和燃气锅炉开机时间，实现对每台锅炉水质(总碱度mmol\L及酸碱度PH值)实时提示和及时排污，减少锅炉腔内管道结垢现象，提高锅炉热效率和安全性能和安检通过率，并且可以实现无人化、自动化排污。

数据采集电路103可以与软水检测电路102、燃气检测电路101和采集终端104连接，以将采集的软水数据和燃气数据发送至云平台105。在一些实施例中，该数据采集电路可以包括485采集板。

进一步，还可以对锅炉设置相应的水位检测装置等，从而可以实时检测每台锅炉中炉腔水位动态，并实现低水位、超低水位、蒸汽压力过高等状态警戒或报警通讯，把锅炉爆炸安风险降最低。通过上述监测系统的设置，可以实现在锅炉出现危险状态和锅炉失控时，及时进行远程应急关闭锅炉。同时在平台预警展示，确保工作人员紧急介入，以保证燃气锅炉运行安全。

以上结合图1对本实用新型中用于燃气锅炉的监控系统的主要组成结构进行了说明，接下来将结合具体电路组成和应用对本实用新型中的监控系统进行详细阐述。

图2示意性示出根据本实用新型另一实施例的用于燃气锅炉的监控系统的示意图。

如图2所示，燃气检测电路101可以包括燃气压力检测电路201、燃气流量检测电路202和气体浓度检测电路203。具体地，燃气压力检测电路201可以设置于燃气锅炉的燃气管路中，用于检测燃气管路中的燃气压力信息。

燃气流量检测电路202可以设置于燃气锅炉的燃气管路中，用于检测燃气管路中的燃气流量。在一些实施例中，该燃气流量检测电路包括燃气流量计。针对厂区内每个燃气锅炉的供气管道，可以在燃气锅炉的入口处的管路上设置一个燃气流量计，以检测进入每个燃气锅炉对应的燃烧机中的燃气流量。

气体浓度检测电路203可以设置于燃气锅炉处，用于检测可燃气体的浓度。在一些实施例中，该气体浓度检测电路203可以设置于燃气锅炉处，也可以设置于锅炉室中。当检测到可燃气体的浓度达到设定值时，将判定发生燃气泄露。

软水检测电路102可以包括水位检测电路204和水质检测电路205。具体地，水位检测电路204可以设置于供水箱处，用于检测供水箱中的软水水位，以防止供水水箱中的水量不足。进一步，还可以在燃气锅炉中设置水位检测电路，以实现对锅炉内的水位的监测，防止锅炉中的水被烧干。

与上述水位检测电路类似，水质检测电路205可以设置于供水箱中，用于检测软水的水质和酸碱度。进一步，水质检测电路205还可以设置燃气锅炉中，以对燃气锅炉中的水质和酸碱度进行检测。

图3示意性示出根据本实用新型实施例的多厂站的用于燃气锅炉的监控系统的示意图。

如图3所示，除了上述软水检测电路和燃气检测电路的设置，还可以针对厂区内的每个锅炉设置相应的控制电路，以获取控制信息。在一些实施例中，监控系统还包括燃气锅炉控制电路和信号转换电路。燃气锅炉控制电路可以与燃气锅炉连接，用于获取燃气锅炉的运行信息。信号转换电路可以与燃气锅炉控制电路和数据采集电路连接，用于将燃气锅炉的运行信息转换后传输至数据采集电路。

在一些实施例中，该监控系统还包括压力变送器。该压力变送器与燃气压力检测电路和燃气锅炉控制电路连接，用于将采集的压力信息转换为电信号传输至燃气锅炉控制电路。

为了实现对燃气供气管路的有效控制，该监控系统还包括电磁阀。将电磁阀设置于燃气管道中，并且将电磁阀与燃气锅炉控制电路连接，以控制开始或停止输送燃气。

进一步，在每个厂区中，还可以设置厂区服务器。将厂区服务器与采集终端和云平台连接，用于将厂站内的软水数据和燃气数据收集后发送至云平台。

在一个应用场景中，假设某一厂区中安装有1号(燃气)锅炉、2号锅炉和3号锅炉。在锅炉房部署数据采集电路(例如485采集板)、采集终端及厂区服务器，并且确保所有设备在一个网络环境下。与之类似的，可以以同样的方法在其它有燃气锅炉场景应用的地方做好以上工作。

将锅炉房燃气锅炉控制电路(例如PLC)的信号，采用信号转换电路进行转换(例如232转成485信号)，将信号转换电路与485信号采集板进行连接，再通过采集终端将采集的信号发送至厂区服务器或云平台。在一些实施例中，该采集终端可以包括Lora无线网关。利用Lora无线网关中的Lora无线模块和高强度天线对数据进行室外需求范围发射。

利用上述软水检测电路和燃气检测电路获取锅炉房燃气供给压力、锅炉及锅炉房可燃气体浓度数据、软水水位以及水质数据，利用调试好的485信号采集板进行上述数据的采集和处理，再通过Lora无线模块和高强度天线对数据进行室外需求范围发射。然后用采集终端对发射的数据信号进行接收并实现并网通讯功能，接着本地工作站中的厂区服务器进行数据储存、处理。

采用上述方式对该厂区内所有锅炉房锅炉数据，锅炉和锅炉房可燃气体数据、软水数据、燃气供给数据进行采集和处理，再通过Lora无线模块和高强度天线对数据进行室外需求范围发射，然后用调试好的采集终端对发射的数据信号进行接收并实现并网通讯功能。接着本地工作站中的厂区服务器可以进行数据储存和处理，同时可以将数据上送至云平台。

进一步，还可以在每个锅炉室中设置相应的可燃气体报警器。对可燃气体报警器进行选型、安装，确保每台锅炉燃气管道群配置一个报警器，锅炉房整体一个报警器，并在合理位置进行安装，可以保证异常情况时的及时告警。

在一些实施例中，上述监控系统还可以设置显示装置。该显示装置例如可以是手机或电脑。将显示装置与云平台连接，可以用于显示软水数据和燃气数据。以某一厂区内显示装置的显示内容为例，所有区域、厂区锅炉房客户端实时数据经过采集无线发送、无线接收和各个厂区服务器储存处理，然后将数据上述至云平台。各厂站中锅炉房安全运行管理系统可以直接与云平台进行数据对接，云平台经过数据精细处理、筛选、识别、设置网址和权限后，一个完整动态实时在线的沼气站安全监控管理系统就可以随时随地进行手机端、电脑端在线展示。

在锅炉房的安全控制方面，485采集板可以实时对锅炉及锅炉房可燃气体泄露浓度进行准确数据采集。对室内的可燃气体浓度设置安全值浓度警戒值范围，一旦出现泄露现象，可以立即输出3秒(S)高电平，以关闭燃气供给电磁阀。然后停止供电使电磁阀处于关闭自保状态，不再受到外界任何电路影响，把泄露风险控制在初始状态。同时云平台还可以将泄露信号以不同方式通知所需要警戒的燃气类型和位置，以便工作人员及时进行处理，规避大的风险发生。

另外，通过上述云平台和各端的对接，可以实现随时随地在线监控、警戒压力通讯、厂区及安全部门在线查看功能，实现了锅炉系统的远程控制和远程管理的目的。同时通过上述监控系统的布置方式，还可以根据锅炉及锅炉房在各区域中的部署情况，进行物联网框架平台搭建，实现各区域锅炉及锅炉房在线运行状态在线展示。最终实现集团性锅炉及锅炉房远程安全管理的目的。

在一些实施例中，为了保证数据传输的可靠性，可以充分利用万物互联的物联网方式，将每台燃气锅炉的控制电路(PLC)展示数据传输至232接口，用采集板以485通讯方式采集数据，然后利用Lora无线传输至终厂区采集终端。

在一个应用场景中，上述485采集板可以获取锅炉、锅炉房可燃气体报警器浓度值、锅炉软水系统水质(软水硬度mmol\L及酸碱度PH值)、软水箱水位以及燃气供给系统信息，并以Lora无线传输至终厂区采集终端。

将采集终端数据在厂区服务器进行处理后直接上传云平台，平台接收到数据对数据进行数据库存储、计算、优化、控制和功能设置等，结合硬件功能实现，并以UI动态界面形式实时展示厂区燃气站模拟场景及现场智能设备数据，并通过电脑、手机端等随时随地展示给所有需求人员，实现集团燃气锅炉及锅炉房系统远程管理、远程紧急处理，达成远程管控能力。并且通过本实用新型的方案能够提高安全生产效率，规避安全事故发生。

在本说明书的上述描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“安装”、“相连”或“连接”等术语应该做广义的理解。例如，就术语“连接”来说，其可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。因此，除非本说明书另有明确的限定，本领域技术人员可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“内”和“外”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本实用新型的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本实用新型方案的限制。

另外，本说明书中所使用的术语“第一”或“第二”等用于指代编号或序数的术语仅用于描述目的，而不能理解为明示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”或“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体的限定。

虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用对本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求范围内的模块组成、等同或替代方案。

Claims (10)

1.一种用于燃气锅炉的监控系统，其特征在于，包括：

云平台，其用于收集厂区软水数据和燃气数据；

采集终端，其与所述云平台连接，用于实现各厂区与所述云平台的数据交互；

燃气检测电路，其设置于所述燃气锅炉处，用于检测厂区内每个燃气锅炉对应的燃气数据；

软水检测电路，其设置于所述燃气锅炉的供水箱处，用于检测厂区内提供的软水数据；

数据采集电路，其与软水检测电路、燃气检测电路和采集终端连接，以将采集的软水数据和燃气数据发送至云平台。

2.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述燃气检测电路包括燃气压力检测电路、燃气流量检测电路和气体浓度检测电路，所述燃气压力检测电路设置于所述燃气锅炉的燃气管路中，用于检测燃气管路中的燃气压力信息，所述燃气流量检测电路设置于所述燃气锅炉的燃气管路中，用于检测燃气管路中的燃气流量，所述气体浓度检测电路设置于所述燃气锅炉处，用于检测可燃气体的浓度。

3.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述软水检测电路包括水位检测电路和水质检测电路，其中水位检测电路设置于所述供水箱处，用于检测供水箱中的软水水位，所述水质检测电路设置于所述供水箱中，用于检测软水的水质和酸碱度。

4.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括厂区服务器，其与所述采集终端和云平台连接，用于将厂站内的软水数据和燃气数据收集后发送至云平台。

5.根据权利要求2所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括燃气锅炉控制电路和信号转换电路，所述燃气锅炉控制电路与燃气锅炉连接，用于获取燃气锅炉的运行信息，所述信号转换电路与所述燃气锅炉控制电路和数据采集电路连接，用于将燃气锅炉的运行信息转换后传输至数据采集电路。

6.根据权利要求2所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括压力变送器，其与所述燃气压力检测电路和燃气锅炉控制电路连接，用于将采集的压力信息转换为电信号传输至燃气锅炉控制电路。

7.根据权利要求6所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括电磁阀，所述电磁阀设置于燃气管道中，并且所述电磁阀与所述燃气锅炉控制电路连接，以控制开始或停止输送燃气。

8.根据权利要求1所述的监控系统，其特征在于，所述监控系统还包括显示装置，所述显示装置与所述云平台连接，用于显示软水数据和燃气数据。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的监控系统，其特征在于，所述数据采集电路包括485采集板。

10.根据权利要求1-8任意一项所述的监控系统，其特征在于，所述采集终端包括Lora无线网关。