一种蒸汽发生器的水垢监控方法与流程

本发明涉及一种蒸汽发生器，具体是一种蒸汽发生器的水垢监控方法。

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，使水体起导电作用。另外，储水用的容器经过多次加热后，水体中微溶于水的硫酸钙(caso4)会因为水体的蒸发而析出，且原先溶解的碳酸氢钙(ca(hco3)2)和碳酸氢镁(mg(hco3)2)，在沸腾的水里分解并放出二氧化碳(co2)，进而生成难溶解的碳酸钙(caco3)和氢氧化镁(mg(oh)2)也沉淀下来，有时也会生成mgco3，水垢就此形成；水体中ca、mg等物质含量越多，水垢越容易形成且形成速度越快；而ca、mg等物质的含量越高、水体的水质就越差，相反、ca、mg等物质的含量越低、水体的水质就越好。

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对电极，通过监测两电极之间的电阻值实现对水体的监测；但日常应用中，蒸汽发生器长时间使用后，储水腔内会形成大量水垢，水垢的存在至少会导致出现以下问题：①影响电极正常工作导致误判，②降低加热效率、能耗增加，等；为此需要对水垢进行清理，现有的做法是蒸汽发生器出厂前设定清垢周期，即当蒸汽发生器的工作时间满一个清垢周期时，即提示用户进行水垢清理；然而，这是一种不可靠的水垢监测方式：若日常使用的水体水质比较好，腔体内的结垢速度就会比较慢，即使达到清垢周期，结垢程度也不会太严重，此时就没有必要进行水垢清理；若日常使用的水体水质比较差，腔体内的结垢速度就会比较块，即使没有达到清垢周期，结垢程度也会比较严重，这会出现清垢周期还没有到、蒸汽发生器的工作就已经受到严重影响。因此，有必要对水垢监控方法做进一步改进。

技术实现要素：

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垢监控方法，本水垢监控方法可靠性高，准确性高，适用于不同水质的水体，有效保证蒸汽发生器日常工作。

本发明的目的是这样实现的：

一种蒸汽发生器的水垢监控方法，所述蒸汽发生器包括液体探针、以及用于导热或发热的金属部件，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垢监控方法包括以下步骤：

步骤一，确定需要清理水垢的结垢程度，读取记录需要清理水垢的结垢程度下液体探针与金属部件之间的极限电阻值为r0，并储存于控制系统上；

步骤二，日常使用中，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的监测电阻值为r1；

步骤三，控制系统调取r1与r0进行比对；当r1≤r0时，控制系统判定水垢达到或超过需要清理水垢的结垢程度；当r1＞r0时，控制系统判定水垢未达到需要清理水垢的结垢程度。

所述蒸汽发生器每次被执行完排空任务后，控制系统都重新读取记录所述监测电阻值。

对于每次读取记录的r1，控制系统进行存储并建立相应的数学模型和/或曲线图。

所述曲线图由使用时间t1和监测电阻值r1绘制，控制系统每读取记录新的r1后与上一个r1之间绘制相应的变化线，并计算该变化线的斜度θ，当斜度θ大于等于设定的△θ时，控制系统提示水体水质下降严重。

所述水垢监控方法还包括步骤四；

步骤四，

当r1≤r0时，控制系统控制蒸汽发生器不作业，并发出清理水垢提示，待用户完成水垢的清理后，控制系统再次读取记录r1，确定r1＞r0后蒸汽发生器重新投入工作，若r1≤r0，控制系统继续发出清理水垢提示；

当r1＞r0时，蒸汽发生器继续投入工作。

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。

所述液体探针和/或金属部件由铜材等导电金属制成。

本发明的有益效果如下：

通过预先确定需要清理水垢的结垢程度，并检测该结垢程度下液体探针与金属部件之间相应的极限电阻值为r0，并储存到控制系统上；而后在蒸汽发生器每次工作前或工作后读取记录液体探针检测到的监测电阻值为r1；最后将r1与r0进行比对，若r1≤r0，判定水垢达到或超过需要清理水垢的结垢程度，进而发出清理水垢提示；若r1＞r0，判定水垢未达到需要清理水垢的结垢程度，蒸汽发生器继续投入工作。本水垢监控方法可基于电阻值有效的监测结垢程度，进而可准确通知用户进行水垢清理。本水垢监控方法能准确监测储水腔的结垢程度，性能可靠，可适应不同的使用环境，使蒸汽发生器稳定、可靠、有效、耐用。需要说明的是，本水垢监控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水垢的其他装置上。

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垢监控方法的流程图。

图3为本发明一实施例根据使用时间和监测电阻值建立的数学模型。

图4为本发明一实施例根据使用时间和监测电阻值绘制的曲线图。

图5为图4中α处的放大示意图。

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5，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，当液体探针4与金属部件5之间有导电介质时可及时向控制系统1检测该导电介质（本实施例的导电介质包括水体和水垢等）的电阻值，进水泵9分别受控于控制系统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；

蒸汽发生器应用的水垢监控方法包括以下步骤：

步骤一，蒸汽发生器出厂前确定排空状态下需要清理水垢的结垢程度，读取记录需要清理水垢的结垢程度下液体探针与金属部件5之间的极限电阻值为r0，并储存于控制系统1上；具体地，结垢程度根据蒸汽发生器的实际需要确定，通过实验数据或实际使用情况可确定结构程度及其对应的极限电阻值，一般情况下结垢程度按水垢厚度计算；

步骤二，日常使用中，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检测到的监测电阻值为r1；排空水体一方面可保证监测电阻值读数的精准性，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，若结垢程度达到液体探针4上的水垢与金属部件5上的水垢至少部分接触时，液体探针4与金属部件5之间的导电介质单纯为水垢，导致实时检测到的监测电阻值会大幅下降，即长时间使用蒸汽发生器后，结垢程度越严重，监测电阻值越小，正因为监测电阻值的数值r1会随使用时间逐渐变化，所以需要在蒸汽发生器完成上一次工作后刷新的r1，以及时监测结垢程度；

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判定水垢达到或超过需要清理水垢的结垢程度；当r1＞r0时，控制系统1判定水垢未达到需要清理水垢的结垢程度。

进一步地，蒸汽发生器每次被执行完排空任务后，控制系统1都重新读取记录监测电阻值r1，以及时更新r1，掌握蒸汽发生器完成上一次工作后的结垢程度。

进一步地，对于每次读取记录的r1，控制系统1进行存储并建立相应的数学模型（参见图3）和曲线图（参见图4），以便后期对r1进行统计、分析等处理；其中，曲线图由使用时间t1和监测电阻值r1绘制，控制系统1每读取记录新的r1后与上一个r1之间绘制相应的变化线，并计算该变化线的斜度θ，当斜度θ大于等于设定的△θ时，控制系统1提示水体水质下降严重。图3中，2020-01-26为蒸汽发生器第一次工作的时间，对应的r1为r1-（1），θ为θ（1）；2021-02-10为第三十五次工作的时间，对应的r1为r1-（35），θ为θ（35）；即，20xx-xx-xx为第β次工作的时间，对应的r1为r1-（β），θ为θ（β），β为正整数。图4中，各时间点之间的变化线共同组成相应的函数曲线，以更加形象的反映出监测电阻值的变化，其中时间点t10测得的r1-（β）＜r0，所以控制系统发出清理水垢提示；图5中，控制系统1监测相邻两时间点之间变化线的斜度θ，以图中的变化线hi为例，上一监测点h的坐标为（x1，,1），下一监测点i的坐标为（x2，y2），θ=arctan【（y2-y1）/（x2-x1）】，图5中计算出的θ比△θ大，即蒸汽发生器经过该次工作后，结垢情况相对比较严重，直接反映水体水质较差，控制系统1发出相应提示。

进一步地，水垢监控方法还包括步骤四；

步骤四，

当r1≤r0时，控制系统1控制蒸汽发生器不工作，并发出清理水垢提示，待用户完成水垢的清理后，控制系统1再次读取记录r1，确定r1＞r0后蒸汽发生器重新投入工作，若r1≤r0，控制系统1继续发出清理水垢提示；

当r1＞r0时，蒸汽发生器继续投入工作。

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，蒸汽发生器包括连通储水腔3的排汽口2，排汽口2的位置高于储水腔3内设定的最高水位，加热水体产生的蒸汽经排汽口2排出。

进一步地，本实施例中的液体探针4端部延伸至靠近金属部件5；或者可以是，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和金属部件5分别由铜材等导电金属制成。

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。