一种燃气锅炉汽包的水位管控方法、装置及系统与流程

1.本发明涉及燃气锅炉汽包的水位管控领域，涉及一种燃气锅炉汽包的水位管控方法、装置及系统。


背景技术：

2.燃气锅炉是一种常用的利用天然气燃烧将水加热转化为蒸汽的工业锅炉，汽包的概念是指气压通过水循环导致气压下降或上升，也可以理解为汽包是气体和水分融合后形成的气压变化，极限压力中的空气与水分子会提高气体的压力上升，导致高压达到一定数值后产生的压力集分子。汽包中存有一定水量，具有一定的热量及工质的储蓄，在工况变动时可减缓汽压变化速度，当给水与负荷短时间不协调时起一定的缓冲作用。汽包的水位控制情况是锅炉运行的主要指标，将锅炉的汽包水位控制在一个允许范围内则是锅炉能提供符合质量要求的蒸汽负荷的必要条件。
3.在现有技术中，其汽包水位控制及其保护通常采用一组取样管道连接一个平衡容器，并通过差压变送器进行水位测量并对水位进行调节控制；而汽包水位保护则通过依靠一组电接点水位计进行保护判断。
4.但是，现有技术存在下述缺陷：因其单一测量及保护的原因，一旦变送器故障、连接法兰泄漏、取样管堵塞以及电接点水位测量筒污浊都有可能造成汽包水位测量不准确，汽包水位保护误动及拒动现象，不仅严重影响锅炉安全运行，也大大降低了供热的稳定性。


技术实现要素：

5.针对现存的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种燃气锅炉汽包的水位管控方法、装置及系统，从而提升燃气锅炉汽包的水位控制的准确性。
6.本发明提供了一种燃气锅炉汽包的水位管控方法，所述水位管控方法包括：获取燃气锅炉汽包的第一水位测量信号以及第二水位测量信号；所述第一水位测量信号由左侧测量筒测量获得；所述第二水位测量信号由右侧测量筒测量获得；根据所述第一水位测量信号、所述第二水位测量信号以及预设的水位计算方法，计算所述燃气锅炉汽包的水位；根据所述水位，向调节阀门发送相应的水位控制指令。
7.在一个实施例中，在获取燃气锅炉汽包的第一水位测量信号以及第二水位测量信号之后，所述水位管控方法还包括：计算所述第一水位测量信号与所述第二水位测量信号之间的差值，并判断所述差值与预设的差值阈值之间的大小关系；若所述差值大于所述差值阈值，则发送故障提示信息。
8.在一个实施例中，在根据所述第一水位测量信号、所述第二水位测量信号以及预设的水位计算方法，计算所述燃气锅炉汽包的水位之后，所述水位管控方法还包括：获取电接点水位计信号；根据所述电接点水位计信号、所述第一水位测量信号、所述第二水位测量信号、预设的水位极值组以及预设的极端情况判断方法，判断燃气锅炉汽包的水位是否处于极端情况；如果是，则根据所述极端情况以及预设的水位保护方法，对所述燃气锅炉汽包
进行水位保护。
9.在一个实施例中，所述根据所述第一水位测量信号、所述第二水位测量信号以及预设的水位计算方法，计算所述燃气锅炉汽包的水位，具体包括：对所述第一水位测量信号以及所述第二水位测量信号求取水位测量平均值，并将所述水位测量平均值作为所述燃气锅炉汽包的水位。
10.本发明还提供了一种燃气锅炉汽包的水位管控装置，所述水位管控装置包括信号获取单元、水位计算单元以及水位控制单元，其中，所述信号获取单元用于获取燃气锅炉汽包的第一水位测量信号以及第二水位测量信号；所述第一水位测量信号由左侧测量筒测量获得；所述第二水位测量信号由右侧测量筒测量获得；所述水位计算单元用于根据所述第一水位测量信号、所述第二水位测量信号以及预设的水位计算方法，计算所述燃气锅炉汽包的水位；所述水位控制单元用于根据所述水位，向调节阀门发送相应的水位控制指令。
11.在一个实施例中，所述水位管控装置还包括故障提示单元，所述故障提示单元用于：计算所述第一水位测量信号与所述第二水位测量信号之间的差值，并判断所述差值与预设的差值阈值之间的大小关系；若所述差值大于所述差值阈值，则发送故障提示信息。
12.在一个实施例中，所述水位管控装置还包括水位保护单元，所述水位保护单元用于：获取电接点水位计信号；根据所述电接点水位计信号、所述第一水位测量信号、所述第二水位测量信号、预设的水位极值组以及预设的极端情况判断方法，判断燃气锅炉汽包的水位是否处于极端情况；如果是，则根据所述极端情况以及预设的水位保护方法，对所述燃气锅炉汽包进行水位保护。
13.本发明还提供了一种燃气锅炉汽包的水位管控系统，所述水位管控系统包括水位管控模块以及燃气锅炉汽包，所述水位管控模块包括左侧测量筒以及右侧测量筒，所述左侧测量筒以及所述右侧测量筒分别连接到燃气锅炉汽包，所述水位管控模块用于根据如前所述的燃气锅炉汽包的水位管控方法，对所述燃气锅炉汽包进行水位管控。
14.在一个实施例中，所述水位管控系统还包括用户交互模块，所述用户交互模块与所述水位管控模块通信连接，所述用户交互模块用于根据所述水位管控模块的指令与用户进行交互。
15.相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
16.本发明提供了一种燃气锅炉汽包的水位管控方法、装置及系统，通过新增一个水位测量信号，并通过两个水位测量信号综合计算燃气锅炉汽包的水位，该水位管控方法、装置及系统提升了燃气锅炉汽包的水位控制的准确性。
17.进一步地，本发明提供的一种燃气锅炉汽包的水位管控方法、装置及系统还通过将第一水位测量信号以及第二水位测量信号的差值于预设的差值阈值进行大小判断，从而根据二者的数量大小关系进行故障提示。
附图说明
18.下文将结合说明书附图对本发明进行进一步的描述说明，其中：
19.图1示出了根据本发明的一种燃气锅炉汽包的水位管控方法的一个实施例的流程图；
20.图2示出了根据本发明的一种燃气锅炉汽包的水位管控方法的另一实施例的流程
图；
21.图3示出了根据本发明的一种燃气锅炉汽包的水位管控装置的一个实施例的结构图；
22.图4示出了根据本发明的一种燃气锅炉汽包的水位管控系统的一个实施例的结构图。
具体实施方式
23.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。
24.具体实施例一
25.本发明实施例首先描述了一种燃气锅炉汽包的水位管控方法。图1示出了根据本发明的一种燃气锅炉汽包的水位管控方法的一个实施例的流程图。
26.如图1所示，该方法包括如下步骤：
27.s1:获取燃气锅炉汽包的第一水位测量信号以及第二水位测量信号。
28.在现有技术中，通常就一组取样管道连接一个平衡容器，再通过差压变送器进行水位测量，并依靠一组电接点水位计对水位进行调节控制。但是，这样的设计使得测量、控制及保护手段较为单一，容易受到外在因素的影响，从而导致测量、控制、保护的不准确。对此，本发明实施例在不增加汽包本体引出管道的前提下，进一步新增一路差压水位测量信号，从而在不改变本体结构、降低施工复杂度的情况下，通过对水位进行双重测量提高水位测量及控制的准确性和可靠性。
29.其中，第一水位测量信号由左侧测量筒测量获得，第二水位测量信号由右侧测量筒测量获得。
30.s2:根据所述第一水位测量信号、所述第二水位测量信号以及预设的水位计算方法，计算所述燃气锅炉汽包的水位。
31.在获得两路差压变送器水位测点信号(原汽包水位模拟信号以及新增汽包水位模拟信号，即，本文中描述的第一水位测量信号以及第二水位测量信号)后，将第一水位测量信号以及第二水位测量信号通过一定的逻辑组态，共同参与汽包水位模拟量测量及水位控制逻辑中，从而提升测量计算出的水位的准确性。
32.在一个实施例中，本步骤具体包括：对所述第一水位测量信号以及所述第二水位测量信号求取水位测量平均值，并将所述水位测量平均值作为所述燃气锅炉汽包的水位。
33.s3:根据所述水位，向调节阀门发送相应的水位控制指令。
34.在计算获得该燃气锅炉汽包的水位后，即可确定当前是否需要进行水位控制、以及需要怎样的水位控制，从而可以根据该水位，向调节阀门发送相应的水位控制指令，以实现水位控制。
35.本发明实施例描述了一种燃气锅炉汽包的水位管控方法，通过新增一个水位测量信号，并通过两个水位测量信号综合计算燃气锅炉汽包的水位，该水位管控方法提升了燃气锅炉汽包的水位控制的准确性。
36.具体实施例二
37.更进一步地，本发明实施例还描述了一种燃气锅炉汽包的水位管控方法。图2示出了根据本发明的一种燃气锅炉汽包的水位管控方法的另一实施例的流程图。
38.如图2所示，该方法包括如下步骤：
39.a1:获取燃气锅炉汽包的第一水位测量信号以及第二水位测量信号。
40.在现有技术中，通常就一组取样管道连接一个平衡容器，再通过差压变送器进行水位测量，并依靠一组电接点水位计对水位进行调节控制。但是，这样的设计使得测量、控制及保护手段较为单一，容易受到外在因素的影响，从而导致测量、控制、保护的不准确。对此，本发明实施例在不增加汽包本体引出管道的前提下，进一步新增一路差压水位测量信号，从而在不改变本体结构、降低施工复杂度的情况下，通过对水位进行双重测量提高水位测量及控制的准确性和可靠性。
41.其中，第一水位测量信号由左侧测量筒测量获得，第二水位测量信号由右侧测量筒测量获得。
42.a2:计算所述第一水位测量信号与所述第二水位测量信号之间的差值，并判断所述差值与预设的差值阈值之间的大小关系。
43.为了防止其中一侧故障所带来的结果偏差，本发明实施例在测量获取第一水位测量信号以及第二水位测量信号之后，会首先确认第一水位测量信号和第二水位测量信号之间是否偏差过大。具体地，判断第一水位测量信号和第二水位测量信号的差值与预设的差值阈值之间的大小关系，当该差值大于该差值阈值时，则代表偏差过大，有一侧故障；反之则反。
44.a31:若所述差值大于所述差值阈值，则发送故障提示信息。
45.在一个实施例中，故障提示信息包括文字信息、声音信息、图像信息、光学信息以及前述一种或多种的组合。
46.a32:若所述差值不大于所述差值，则根据所述第一水位测量信号、所述第二水位测量信号以及预设的水位计算方法，计算所述燃气锅炉汽包的水位。
47.在获得两路差压变送器水位测点信号(原汽包水位模拟信号以及新增汽包水位模拟信号，即，本文中描述的第一水位测量信号以及第二水位测量信号)后，将第一水位测量信号以及第二水位测量信号通过一定的逻辑组态，共同参与汽包水位模拟量测量及水位控制逻辑中，从而提升测量计算出的水位的准确性。
48.在一个实施例中，本步骤具体包括：对所述第一水位测量信号以及所述第二水位测量信号求取水位测量平均值，并将所述水位测量平均值作为所述燃气锅炉汽包的水位。
49.a42:根据所述水位，向调节阀门发送相应的水位控制指令。
50.在计算获得该燃气锅炉汽包的水位后，即可确定当前是否需要进行水位控制、以及需要怎样的水位控制，从而可以根据该水位，向调节阀门发送相应的水位控制指令，以实现水位控制。
51.在一个实施例中，该燃气锅炉汽包的水位管控方法还包括：获取电接点水位计信号；根据所述电接点水位计信号、所述第一水位测量信号、所述第二水位测量信号、预设的水位极值组以及预设的极端情况判断方法，判断燃气锅炉汽包的水位是否处于极端情况；如果是，则根据所述极端情况以及预设的水位保护方法，对所述燃气锅炉汽包进行水位保
护。其中，该极端情况包括水位极高情况以及水位极低情况。在一个实施例中，预设的水位极值组包括水位极低值和水位极高值。
52.在一个实施例中，水位保护的具体步骤为：分别将第一水位测量信号以及第二水位测量信号与预设的水位极值组进行比较；当第一水位测量信号小于水位极低值时，生成第一极低信号，当第一水位测量信号大于水位极高值时，生成第一极高信号；当第二水位测量信号小于水位极低值时，生成第二极低信号，当第二水位测量信号大于水位极高值时，生成第二极高信号；当存在电接点水位计极低信号、第一极低信号以及第二极低信号中的两个或多个时，判断认为该燃气锅炉汽包的水位处于极低情况，则向燃气锅炉汽包发出跳炉指令；当存在电接点水位计极高信号、第一极高信号以及第二极高信号中的两个或多个时，判断认为该燃气锅炉汽包的水位处于极高情况，则向燃气锅炉汽包发出跳泵指令。
53.在一个实施例中，电接点水位计信号包括电接点水位计极低信号以及电接点水位计极高信号。
54.在实际应用中，当左侧设备出现故障时，用户可手动选择将保护判断切至右侧，即第一极高信号或电接点水位计极高信号高过跳泵水位值或低过跳炉水位保护值时，则发出相应指令，使得左侧测量相关的设备不参与逻辑判断，可在就地隔离后，在不停机的情况下进行检修，右侧同理。
55.本发明实施例描述了一种燃气锅炉汽包的水位管控方法，通过新增一个水位测量信号，并通过两个水位测量信号综合计算燃气锅炉汽包的水位，该水位管控方法提升了燃气锅炉汽包的水位控制的准确性；进一步地，本发明实施例描述的一种燃气锅炉汽包的水位管控方法还通过将第一水位测量信号以及第二水位测量信号的差值于预设的差值阈值进行大小判断，从而根据二者的数量大小关系进行故障提示。
56.具体实施例三
57.除上述方法外，本发明实施例还描述了一种燃气锅炉汽包的水位管控装置。图3示出了根据本发明的一种燃气锅炉汽包的水位管控装置的一个实施例的结构图。
58.如图所示，该水位管控装置包括信号获取单元11、水位计算单元12以及水位控制单元13。
59.信号获取单元11用于获取燃气锅炉汽包的第一水位测量信号以及第二水位测量信号。第一水位测量信号由左侧测量筒测量获得；所述第二水位测量信号由右侧测量筒测量获得。
60.水位计算单元12用于根据所述第一水位测量信号、所述第二水位测量信号以及预设的水位计算方法，计算所述燃气锅炉汽包的水位。
61.水位控制单元13用于根据所述水位，向调节阀门发送相应的水位控制指令。
62.当需要对燃气锅炉汽包的水位进行管控时，首先，通过信号获取单元11获取燃气锅炉汽包的第一水位测量信号以及第二水位测量信号；随后，水位计算单元12根据所述第一水位测量信号、所述第二水位测量信号以及预设的水位计算方法，计算所述燃气锅炉汽包的水位；最后，水位控制单元13根据所述水位，向调节阀门发送相应的水位控制指令。
63.在一个实施例中，所述水位管控装置还包括故障提示单元，所述故障提示单元用于：计算所述第一水位测量信号与所述第二水位测量信号之间的差值，并判断所述差值与预设的差值阈值之间的大小关系；若所述差值大于所述差值阈值，则发送故障提示信息。
64.在一个实施例中，所述水位管控装置还包括水位保护单元，所述水位保护单元用于：根据所述水位、预设的水位极值组以及预设的极端情况判断方法，判断燃气锅炉汽包的水位是否处于极端情况；如果是，则根据所述极端情况以及预设的水位保护方法，对所述燃气锅炉汽包进行水位保护。
65.本发明实施例描述了一种燃气锅炉汽包的水位管控装置，通过新增一个水位测量信号，并通过两个水位测量信号综合计算燃气锅炉汽包的水位，该水位管控装置提升了燃气锅炉汽包的水位控制的准确性；进一步地，本发明实施例描述的一种燃气锅炉汽包的水位管控装置还通过将第一水位测量信号以及第二水位测量信号的差值于预设的差值阈值进行大小判断，从而根据二者的数量大小关系进行故障提示。
66.具体实施例四
67.除上述方法和装置外，本发明实施例还描述了一种燃气锅炉汽包的水位管控系统。图4示出了根据本发明的一种燃气锅炉汽包的水位管控系统的一个实施例的结构图。
68.如图所示，该水位管控系统包括水位管控模块1以及燃气锅炉汽包2，所述水位管控模块1包括左侧测量筒以及右侧测量筒，所述左侧测量筒以及所述右侧测量筒分别连接到燃气锅炉汽包2。
69.具体地，在一个实施例中，除燃气锅炉汽包2的左侧测量设备之外，额外在燃气锅炉汽包2的右侧电接点测量筒加装一个平衡容器，平衡容器连接变送器，新获取一路汽包水位模拟信号，将水位模拟信号通过信号电缆接入集散控制系统的ai卡件(模拟量出入卡件，用以接收模拟量信号)通道。
70.所述水位管控模块1用于根据如前所述的燃气锅炉汽包的水位管控方法，对所述燃气锅炉汽包2进行水位管控。
71.在一个实施例中，所述水位管控系统还包括用户交互模块，所述用户交互模块与所述水位管控模块通信连接，所述用户交互模块用于根据所述水位管控模块的指令与用户进行交互。具体地，在一个实施例中，用户交互模块可用于向用户发送故障提示信息。
72.在一个实施例中，用户交互模块包括触摸/不可触摸键盘、输入键盘、虚拟键盘、指示灯、麦克风、扬声器以及前述一种或多种的组合。
73.本发明实施例描述了一种燃气锅炉汽包的水位管控系统，通过新增一个水位测量信号，并通过两个水位测量信号综合计算燃气锅炉汽包的水位，该水位管控系统提升了燃气锅炉汽包的水位控制的准确性；进一步地，本发明实施例描述的一种燃气锅炉汽包的水位管控系统还通过将第一水位测量信号以及第二水位测量信号的差值于预设的差值阈值进行大小判断，从而根据二者的数量大小关系进行故障提示。
74.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。