【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智慧化电厂。更具体地说，本专利技术涉及一种电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统及方法。
技术介绍
1、目前，国内火力发电机组大都采用机械式膨胀指示器来进行膨胀监测，此类装置测量精度低、数据偏差大，对锅炉本体膨胀测量不准确。另外，机械式膨胀指示器只能就地指示，无法实现电子化和信息化，膨胀数据的收集和整理难度大。导致目前锅炉的爆泄事故分析无法获得足够的数据支撑，只能采用定性分析的手段，给锅炉安全提升造成了瓶颈。
2、另外一种新型膨胀监测是半机械半电子式，位移传感器采用拉绳传感器，通过拉绳传感器测量位移，并必须配套有驱动部件，用来驱动锅炉膨胀部件复位至初始位置。由于需要拉绳及回位驱动设备复杂，故障点较多。测量参考物容易变化。
3、现有的测量技术仅仅是将测量值和锅炉膨胀限定值做简单的比较，并没有模型来分析膨胀受阻和膨胀过量的情况。
4、随着智慧化电厂的推进与发展，目前已有各类型式电站锅炉在线膨胀测量技术，能将锅炉实时膨胀量测量值传输至运行人员，但由于数据量大，位置较为分散，专业人员很难实时准确地判断膨胀异常部位，加之国内对火力发电机组agc性能的考核更加严格，火力发电机组参与深度调峰，机组负荷变动大，机组设备膨胀变化激烈，水冷壁及包墙管爆泄风险增加。加强膨胀监测及在线报警是应对锅炉以上风险的有效手段之一。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
2、为了实现根据本专利技术的这些目的和其
3、测量模块，其用于实时检测锅炉关键点位置的温度和三维方向的位移，其中，每个锅炉关键点位置布置多个监测点；
4、数据传输模块，其用于传输所述测量模块实际检测得到的温度和三维方向的位移；
5、数据处理模块，其用于基于温度计算设置对应理论膨胀值，以及用于基于相邻两个监测点的理论膨胀值计算得到理论膨胀差；
6、以及用于基于对应两个监测点的实际的三维方向的位移计算得到三维方向的实际膨胀差，然后基于三维方向的实际膨胀差与理论膨胀差计算得膨胀偏差；
7、控制模块，其用于显示所述测量模块的实际检测值和/或所述数据处理模块的计算处理结果。
8、优选的是，所述锅炉关键点位置包括水冷壁和包墙。
9、优选的是，还包括：基于所述锅炉关键点位置的空间结构和尺寸，投影得到对应形状和面积，以投影形状和面积为基准间隔布设多个监测点。
10、优选的是，理论膨胀差的计算公式为：
11、△δ0＝α*[((ta+tb)/2)-t0]*l(a-b)；
12、其中，α为锅炉关键点位置的金属材质的线性膨胀系数，(ta+tb)/2表示监测点间的平均温度，ta和、tb分别表示a、b两个监测点间的检测温度，t0为锅炉冷态时的参考温度，l(a-b)为相邻两个监测点的投影长度。
13、优选的是，t0选取环境温度。
14、优选的是，所述数据处理模块用于计算三维方向的膨胀偏差与对应理论膨胀差的偏离度，并与预设的预警偏离度比较，达到预警偏离度时，所述控制模块发现膨胀异常报警。
15、优选的是，所述预警偏离度为10～20％。
16、优选的是，所述测量模块包括位置测量仪和热电偶温度传感器，所述位置测量仪具有三维倾角传感器和三维加速度传感器。
17、优选的是，所述控制模块包括用于显示和人机交互的上位机、与所述上位机连接的plc控制器、与所述plc控制器连接的机组dcs；
18、所述传输模块包括连接所述plc控制器和所述测量模块的多条电缆和通讯模块；
19、所述数据处理模块设置于所述上位机上。
20、提供一种基于所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统的监测方法，包括以下步骤：
21、s1、选取锅炉关键点位置，并在锅炉关键点位置布置多个监测点，实时检测各监测点的三维方向的位移和温度；
22、s2、将步骤s1的实际检测值传输至数据处理模块；
23、s3、基于温度计算设置对应理论膨胀值，以及基于相邻两个监测点的理论膨胀值计算得到理论膨胀差；
24、以及基于对应两个监测点的实际的三维方向的位移计算得到三维方向的实际膨胀差，然后基于三维方向的实际膨胀差与理论膨胀差计算得膨胀偏差；
25、s4、显示实际检测值和/或计算结果。
26、本专利技术至少包括以下有益效果：
27、第一、通过实时精准检测锅炉关键点位置的实际温度和三维方向的位移，从而更全面的反应锅炉关键点位置的实际温度和膨胀情况，为数据处理提供可靠的检测数据基础。
28、第二、通过计算相邻两个监测点的膨胀偏差，而不是膨胀差本身，可以更精准的反应锅炉关键点位置膨胀程度，从而更准确的判断出锅炉关键点位置是否膨胀异常。对锅炉膨胀进行实时、全自动的测量、计算和智能分析报警，可为机组运行人员提供完整实时的锅炉膨胀信息，有助于摸清锅炉膨胀特征，对膨胀异常部位进行重点检查，进一步提升锅炉运行安全。
29、第三、通过plc控制器的设置，记录的锅炉膨胀量(三维方向的位置)是连续的，不但可以用于分析正常膨胀情况下的膨胀，还可以用于分析锅炉部件损坏的过程、结果及锅炉部件故障。
30、本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
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1.电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，所述锅炉关键点位置包括水冷壁和包墙。
3.如权利要求1所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，还包括：基于所述锅炉关键点位置的空间结构和尺寸，投影得到对应形状和面积，以投影形状和面积为基准间隔布设多个监测点。
4.如权利要求1所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，理论膨胀差的计算公式为：
5.如权利要求4所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，T0选取环境温度。
6.如权利要求1所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，所述数据处理模块用于计算三维方向的膨胀偏差与对应理论膨胀差的偏离度，并与预设的预警偏离度比较，达到预警偏离度时，所述控制模块发现膨胀异常报警。
7.如权利要求6所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，所述预警偏离度为10～20％。
8.如权利要求1所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，
9.如权利要求1所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，所述控制模块包括用于显示和人机交互的上位机、与所述上位机连接的PLC控制器、与所述PLC控制器连接的机组DCS；
10.基于权利要求1～9所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，所述锅炉关键点位置包括水冷壁和包墙。
3.如权利要求1所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，还包括：基于所述锅炉关键点位置的空间结构和尺寸，投影得到对应形状和面积，以投影形状和面积为基准间隔布设多个监测点。
4.如权利要求1所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，理论膨胀差的计算公式为：
5.如权利要求4所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，t0选取环境温度。
6.如权利要求1所述的电站锅炉三维膨胀实时智能监测系统，其特征在于，所述数据处理模块用于计算三维方向的膨胀偏差...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏赵风，刘和平，李秋松，
申请(专利权)人：北京巴布科克·威尔科克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：
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