CN108826266A - 一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法 - Google Patents

一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法 Download PDF

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Abstract

一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，五维雷达图是将三个半径不同的圆同心设置，形成代表三个不同安全状态的区域，由里向外公为一级危险运行状态区、二级监控运行状态区和三级安全运行状态区；从同心圆的圆心引出的五条向外发散的线，作为用于显示锅炉运行中水冷壁温度、过热器温度、锅炉***压力、锅炉炉管壁厚和锅炉炉管残余寿命维度的实时监测参数的极坐标线；分别找出水冷壁温度、过热器温度、锅炉***压力、锅炉炉管壁厚和锅炉炉管残余寿命数据的极值，显示在各自维度所在的极坐标线上，再将这些点位用直线连接起来，达到显示锅炉安全状态的目的。本发明能够直观反映在线监测***和离线检测数据的安全问题，提高锅炉监测效率。

Description

一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法
技术领域
本发明涉及一种锅炉运行安全状态监测方法。特别是涉及一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法。
背景技术
目前，锅炉的在线和离线监测***比较多，但是一般都是监测一种温度或者压力，只监测一个参数，***单一，并且大多只是数字的显示，不能引起管理人员的重视，且对下一步的趋势没有明确。单一数据往往不能代表整个炉子的情况，会给管理人员造成误判的可能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够为锅炉管理人员展示出全部锅炉运行的实时安全级别，直观反映在线监测***和离线检测数据安全问题的锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法。
本发明所采用的技术方案是：一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，采用五维雷达图的方式显示表征每一个锅炉安全安全运行状态，所述的五维雷达图是将三个半径不同的圆同心设置，形成代表三个不同安全状态的区域，其中，半径最小的内圆所显示出的区域为一级危险运行状态区，半径次小的中间圆所显示出的区域为二级监控运行状态区，半径最大的外圆所显示出的区域为三级安全运行状态区；从同心圆的圆心引出的五条向外发散的线，分别作为用于显示一个锅炉安全运行中五个维度的实时监测参数的极坐标线，所述的五个维度分别为水冷壁温度、过热器温度、锅炉***压力、锅炉炉管壁厚和锅炉炉管残余寿命；从现场仪表获得锅炉炉管不同部位的水冷壁温度数据、过热器温度数据、锅炉***压力数据，从检验中获得的锅炉炉管壁不同位置的厚度数据，通过计算获得锅炉炉管的残余寿命值，从中分别找出水冷壁温度、过热器温度、锅炉***压力、锅炉炉管壁厚和锅炉炉管残余寿命数据的极值，并按照设定的规则，显示在各自维度所在的极坐标线上，再将这些点位用直线连接起来，达到显示锅炉安全状态的目的。
所述的一级危险运行状态区用红色表示，二级监控运行状态区用黄色表示，三级安全运行状态区用绿色表示。
所述的规则是将每一个所述的极坐标线与三个圆的圆周边的相交点为相邻两种安全状态的分界点，其中，
对于水冷壁温度、过热器温度、锅炉***压力三个维度值，将内圆外周边与极坐标线交点的取值作为该极坐标线在锅炉允许运行参数中的高高报警阈值，将中间圆外周边与极坐标线交点的取值作为该极坐标线在锅炉允许运行参数中的高报警阈值，将外圆外周边与极坐标线交点的取值作为该极坐标线在锅炉允许运行参数正常值再降低30％的值；
对于锅炉炉管壁厚的维度值，将内圆外周边与极坐标线交点的取值作为该锅炉炉管壁允许运行的最小厚度值，将中间圆外周边与极坐标线交点的取值作为为允许运行的最小炉管壁厚度值的1.2倍，将外圆外周边与极坐标线交点的取值作为允许运行的最小炉管壁厚值的1.5倍；
对于锅炉炉管残余寿命维度值，将内圆外周边与极坐标线交点的取值作为锅炉运行8400小时，将中间圆外周边与极坐标线交点的取值作为锅炉运行25200小时，将外圆外周边与极坐标线交点的取值作为锅炉运行42000小时；
当水冷壁温度、过热器温度、锅炉***压力、锅炉炉管壁厚和锅炉炉管残余寿命对应维度的极坐标线上的数值超出外圆的圆周边，则规定该维度显示在极坐标线与外圆圆周边的交点处。
五条对应维度的极坐标线被三个同心圆各切成三段，每段又分为10等分，每等分与极坐标线的交点作为一个点位，每个维度的数值落到相应的极坐标线的点位上，达到自动分区的目的。
所述的水冷壁温度的维度，是通过选取锅炉水冷壁温度多个现场温度测点的数据，进行数据比对找出其中温度最高的部位，显示在所述维度对应的极坐标线上。
所述的过热器温度的维度，是通过选取锅炉过热器现场多个温度测点的数据，进行数据比对找出其中温度报警阈值最高的部位，将温度报警阈值最高部位的数值显示在所述维度对应的极坐标线上。
所述的锅炉***压力的维度，是通过选取多个现场压力测点的数据，进行数据比对找出其中压力对应的报警阈值最高的部位，将报警阈值最高部位的数值显示在所述维度对应的极坐标线上。
所述的锅炉炉管壁厚的维度，是将锅炉炉管分成1m一段的单元，按单元取检测到的实际数据，以及对应的腐蚀速率的计算，计算出每一单元锅炉炉管的实时壁厚值，进行数据比对找出其中剩余壁厚最小的部位，将剩余壁厚最小部位的数值显示在所述维度对应的极坐标线上。
所述的锅炉炉管残余寿命的维度，是将锅炉炉管分成1m一段的单元，根据每一单元的温度、压力、材质数据，采用Laraon-Miller公式计算出锅炉炉管每一单元的残余寿命，进行数据比对找出其中残余寿命最少的部位，将残余寿命最少部位的数值显示在所述维度对应的极坐标线上。
本发明的一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，具有如下优点：
1、安全状态可视化
五维雷达图形监测技术集合了锅炉运行的重要参数，主要包括水冷壁最高温度、过热器最高温度、***压力、炉管壁厚、炉管剩余寿命评估等***数据，通过相应的算法策略进行分析运算，运用参数不同级别，确定锅炉安全运行状态危险系数，直观反映在线监测***和离线检测数据的安全问题。
2、图形模块集中化
每台锅炉的五个重要参数设计在一个模块中，五维雷达图的运行状态更直观，服务生产更方便、可靠。
3、在线监测和离线检测统一结合
图形化监测技术具有集合主要参数指标包括测温、测压等在线监测***数据以及人工离线检测信息等数据实时显示功能，方便锅炉设备管理人员识别锅炉安全运行级别和安全运行周期，提高锅炉监测效率。
附图说明
图1是本发明的锅炉运行安全状态五维雷达图。
图中
1：一级危险运行状态区 2：二级监控运行状态区
3：三级安全运行状态区 4：水冷壁温度维度
5：过热器温度维度 6：锅炉***压力维度
7：锅炉炉管残余寿命维度 8：锅炉炉管壁厚维度
9：分界点 10：点位
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法做出详细说明。
本发明的一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，将影响锅炉安全运行的关键数据，主要包括水冷壁最高温度、过热器最高温度、***压力、日常检维修炉管壁厚、炉管寿命值等进行采集分析，利用这些关键数据通过相应的算法策略，确定锅炉处于何种安全状态，合理布置在五维雷达图中，为锅炉管理人员展示出全部锅炉运行的实时安全级别，直观反映在线监测***和离线检测数据的安全问题。为锅炉安全运行管理人员提供了方便和快捷的图形信息，锅炉设备和工艺管理人员从五维雷达图中对锅炉在整个寿命周期运行的安全状态一目了然，以提高锅炉安全运行状态监测效率。
本发明的一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，首先确定主要参数指标包括测温、测压等在线监测***数据以及人工离线检测信息等数据，通过设定的模型公式进行运算得到这五项参数的具体数值，数值对应锅炉运行状态的不同级别，共分为三个级别。以图形及红黄绿三种颜色进行表示，代表锅炉不同的运行状态。三级为安全运行状态，二级为运行监控状态，一级为运行危险状态。
本发明的一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，具体是采用如图1所示的五维雷达图的方式显示表征每一个锅炉安全安全运行状态，所述的五维雷达图是将三个半径不同的圆同心设置，形成代表三个不同安全状态的区域，其中，半径最小的内圆所显示出的区域为一级危险运行状态区，半径次小的中间圆所显示出的区域为二级监控运行状态区，半径最大的外圆所显示出的区域为三级安全运行状态区。所述的一级危险运行状态区用红色表示，二级监控运行状态区用黄色表示，三级安全运行状态区用绿色表示。
从同心圆的圆心引出的五条向外发散的线，分别作为用于显示一个锅炉安全运行中五个维度的实时监测参数的极坐标线，所述的五个维度分别为水冷壁温度的维度、过热器温度的维度、锅炉***压力的维度、锅炉炉管壁厚的维度和锅炉炉管残余寿命的维度。其中，
所述的水冷壁温度的维度，是通过选取锅炉水冷壁温度多个现场温度测点的数据，进行数据比对找出其中温度最高的部位，显示在所述维度对应的极坐标线上。
所述的过热器温度的维度，是通过选取锅炉过热器现场多个温度测点的数据，进行数据比对找出其中温度报警阈值最高的部位，将温度报警阈值最高部位的数值显示在所述维度对应的极坐标线上。
所述的锅炉***压力的维度，是通过选取多个现场压力测点的数据，进行数据比对找出其中压力对应的报警阈值最高的部位，将报警阈值最高部位的数值显示在所述维度对应的极坐标线上。
所述的锅炉炉管壁厚的维度，是将锅炉炉管分成1m一段的单元，按单元取检测到的实际数据，以及对应的腐蚀速率的计算，计算出每一单元锅炉炉管的实时壁厚值，进行数据比对找出其中剩余壁厚最小的部位，将剩余壁厚最小部位的数值显示在所述维度对应的极坐标线上。
所述的锅炉炉管残余寿命的维度，是将锅炉炉管分成1m一段的单元，根据每一单元的温度、压力、材质数据，采用Laraon-Miller公式计算出锅炉炉管每一单元的残余寿命，进行数据比对找出其中残余寿命最少的部位，将残余寿命最少部位的数值显示在所述维度对应的极坐标线上。
从现场仪表获得锅炉炉管不同部位的水冷壁温度数据、过热器温度数据、锅炉***压力数据，从检验中获得的锅炉炉管壁不同位置的厚度数据，通过计算获得锅炉炉管的残余寿命值，从中分别找出水冷壁温度、过热器温度、锅炉***压力、锅炉炉管壁厚和锅炉炉管残余寿命数据的极值，并按照设定的规则，显示在各自维度所在的极坐标线上，再将这些点位用直线连接起来，达到显示锅炉安全状态的目的。
五条对应维度的极坐标线被三个同心圆各切成三段，还可以将每段又分为10等分，每等分与极坐标线的交点作为一个点位，每个维度的数值落到相应的极坐标线的点位上，达到自动分区的目的。
所述的规则是将每一个所述的极坐标线与三个圆的圆周边的相交点为相邻两种安全状态的分界点，其中，
对于水冷壁温度、过热器温度、锅炉***压力三个维度值，将内圆外周边与极坐标线交点的取值作为该极坐标线在锅炉允许运行参数中的高高报警阈值，将中间圆外周边与极坐标线交点的取值作为该极坐标线在锅炉允许运行参数中的高报警阈值，将外圆外周边与极坐标线交点的取值作为该极坐标线在锅炉允许运行参数正常值再降低30％的值；
对于锅炉炉管壁厚的维度值，将内圆外周边与极坐标线交点的取值作为该锅炉炉管壁允许运行的最小厚度值，将中间圆外周边与极坐标线交点的取值作为为允许运行的最小炉管壁厚度值的1.2倍，将外圆外周边与极坐标线交点的取值作为允许运行的最小炉管壁厚值的1.5倍；
对于锅炉炉管残余寿命维度值，将内圆外周边与极坐标线交点的取值作为锅炉运行8400小时，将中间圆外周边与极坐标线交点的取值作为锅炉运行25200小时，将外圆外周边与极坐标线交点的取值作为锅炉运行42000小时；
当水冷壁温度、过热器温度、锅炉***压力、锅炉炉管壁厚和锅炉炉管残余寿命对应维度的极坐标线上的数值超出外圆的圆周边，则规定该维度显示在极坐标线与外圆圆周边的交点处。

Claims (9)

1.一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，其特征在于，采用五维雷达图的方式显示表征每一个锅炉安全安全运行状态，所述的五维雷达图是将三个半径不同的圆同心设置，形成代表三个不同安全状态的区域，其中，半径最小的内圆所显示出的区域为一级危险运行状态区，半径次小的中间圆所显示出的区域为二级监控运行状态区，半径最大的外圆所显示出的区域为三级安全运行状态区；从同心圆的圆心引出的五条向外发散的线，分别作为用于显示一个锅炉安全运行中五个维度的实时监测参数的极坐标线，所述的五个维度分别为水冷壁温度、过热器温度、锅炉***压力、锅炉炉管壁厚和锅炉炉管残余寿命；从现场仪表获得锅炉炉管不同部位的水冷壁温度数据、过热器温度数据、锅炉***压力数据，从检验中获得的锅炉炉管壁不同位置的厚度数据，通过计算获得锅炉炉管的残余寿命值，从中分别找出水冷壁温度、过热器温度、锅炉***压力、锅炉炉管壁厚和锅炉炉管残余寿命数据的极值，并按照设定的规则，显示在各自维度所在的极坐标线上，再将这些点位用直线连接起来，达到显示锅炉安全状态的目的。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，其特征在于，所述的一级危险运行状态区用红色表示，二级监控运行状态区用黄色表示，三级安全运行状态区用绿色表示。
3.根据权利要求1所述的一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，其特征在于，所述的规则是将每一个所述的极坐标线与三个圆的圆周边的相交点为相邻两种安全状态的分界点，其中，
对于水冷壁温度、过热器温度、锅炉***压力三个维度值，将内圆外周边与极坐标线交点的取值作为该极坐标线在锅炉允许运行参数中的高高报警阈值，将中间圆外周边与极坐标线交点的取值作为该极坐标线在锅炉允许运行参数中的高报警阈值，将外圆外周边与极坐标线交点的取值作为该极坐标线在锅炉允许运行参数正常值再降低30％的值；
对于锅炉炉管壁厚的维度值，将内圆外周边与极坐标线交点的取值作为该锅炉炉管壁允许运行的最小厚度值，将中间圆外周边与极坐标线交点的取值作为为允许运行的最小炉管壁厚度值的1.2倍，将外圆外周边与极坐标线交点的取值作为允许运行的最小炉管壁厚值的1.5倍；
对于锅炉炉管残余寿命维度值，将内圆外周边与极坐标线交点的取值作为锅炉运行8400小时，将中间圆外周边与极坐标线交点的取值作为锅炉运行25200小时，将外圆外周边与极坐标线交点的取值作为锅炉运行42000小时；
当水冷壁温度、过热器温度、锅炉***压力、锅炉炉管壁厚和锅炉炉管残余寿命对应维度的极坐标线上的数值超出外圆的圆周边，则规定该维度显示在极坐标线与外圆圆周边的交点处。
4.根据权利要求1所述的一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，其特征在于，五条对应维度的极坐标线被三个同心圆各切成三段，每段又分为10等分，每等分与极坐标线的交点作为一个点位，每个维度的数值落到相应的极坐标线的点位上，达到自动分区的目的。
5.根据权利要求1所述的一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，其特征在于，所述的水冷壁温度的维度，是通过选取锅炉水冷壁温度多个现场温度测点的数据，进行数据比对找出其中温度最高的部位，显示在所述维度对应的极坐标线上。
6.根据权利要求1所述的一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，其特征在于，所述的过热器温度的维度，是通过选取锅炉过热器现场多个温度测点的数据，进行数据比对找出其中温度报警阈值最高的部位，将温度报警阈值最高部位的数值显示在所述维度对应的极坐标线上。
7.根据权利要求1所述的一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，其特征在于，所述的锅炉***压力的维度，是通过选取多个现场压力测点的数据，进行数据比对找出其中压力对应的报警阈值最高的部位，将报警阈值最高部位的数值显示在所述维度对应的极坐标线上。
8.根据权利要求1所述的一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，其特征在于，所述的锅炉炉管壁厚的维度，是将锅炉炉管分成1m一段的单元，按单元取检测到的实际数据，以及对应的腐蚀速率的计算，计算出每一单元锅炉炉管的实时壁厚值，进行数据比对找出其中剩余壁厚最小的部位，将剩余壁厚最小部位的数值显示在所述维度对应的极坐标线上。
9.根据权利要求1所述的一种锅炉运行安全状态五维雷达图形监测方法，其特征在于，所述的锅炉炉管残余寿命的维度，是将锅炉炉管分成1m一段的单元，根据每一单元的温度、压力、材质数据，采用Laraon-Miller公式计算出锅炉炉管每一单元的残余寿命，进行数据比对找出其中残余寿命最少的部位，将残余寿命最少部位的数值显示在所述维度对应的极坐标线上。
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