CN113777957A - 一种液态排渣锅炉三维可视化仿真*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液态排渣锅炉三维可视化仿真***，涉及仿真***领域，包括仿真控制***物理架构；数据处理架构，所述数据处理架构对所述仿真控制***物理架构、锅炉部件三维可视化***和锅炉主体可视化***的数据进行处理控制；锅炉部件三维可视化***，所述锅炉部件三维可视化***获取锅炉内部部件并建立三维模型，所述锅炉部件三维可视化***将锅炉内部以三维立体图展示；锅炉主体可视化***，所述锅炉主体可视化***将锅炉外部以三维立体图形展现。本发明基于三维数字模型技术，构建可视化电站锅炉智能安全预控***，将可视化三维模型的应用渗透于各个***模块中，实现防磨防爆的可视化管理，使***的直观性得以增强。
Description
技术领域
本发明涉及仿真***领域，尤其涉及一种液态排渣锅炉三维可视化仿真***。
背景技术
液态排渣锅炉具有很好的熔渣特性，良好的稳燃和调峰特性，较低的烟气磨损，较高的锅炉效率，适用于燃用低灰熔点的优质动力煤，是我国燃用低灰熔点煤的首选炉型。
然而，现有的液态排渣锅炉，在燃用过程中增加了沾污、结渣的倾向，使得锅炉受热面发生结渣、沾污等情况，引起锅炉传热能力明显下降，引发金属材料的热腐蚀以及管道堵塞等问题。其主要特点在炉膛、高温对流受热面、中温对流受热面以及低温对流受热面发生较为严重的结焦现象，且炉膛结渣主要发生在燃烧区域上方水冷壁区域以及分隔屏底部区域迎风面，且灰渣较硬，结焦的黏性较大，强度较高。已有的运行实际表明，纯烧低灰熔点的煤会发生严重的炉膛受热面沾污结渣腐蚀问题，由此导致的炉膛严重沾污、结渣，是诱发锅炉受热面爆管事故的因素之一，严重影响液态排渣锅炉的安全性与经济性。综上所述，有待发明一种液态排渣锅炉内部部件运行状态监测***。
发明内容
本发明提供一种液态排渣锅炉三维可视化仿真***，解决了现有液态排渣锅炉无法进行内部部件运行状态监测的问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种液态排渣锅炉三维可视化仿真***，包括：
仿真控制***物理架构；
数据处理架构，所述数据处理架构对所述仿真控制***物理架构、锅炉部件三维可视化***和锅炉主体可视化***的数据进行处理控制；
锅炉部件三维可视化***，所述锅炉部件三维可视化***为基于三维数字模型技术的三维可视化***，所述锅炉部件三维可视化***获取锅炉内部部件并建立三维模型，所述锅炉部件三维可视化***将锅炉内部以三维立体图展示；
锅炉主体可视化***，所述锅炉主体可视化***为基于三维数字模型技术的三维可视化***，所述锅炉主体可视化***将锅炉外部以三维立体图形展现。
优选地，所述数据处理架构包括基础数据感知层、数据层、模型层、服务层和应用层，所述基础数据感知层用于获取锅炉设备台账、检修台帐和运行台帐，所述基础数据感知层通过表单填报或模板导入应用程序接口的数据提供给所述数据层，所述数据层将表单填报或模板导入应用程序接口的数据集合提供给所述模型层，所述模型层通过所述服务层进行依模型的数据决策计算并将结果返还给所述应用层进行实现。
优选地，还包括状态监测可视化模块；
所述状态监测可视化模块通过接入SIS数据，并通过用于实时采集SIS数据的SIS***采集模块实现对锅炉运行过程信息的管理。
优选地，所述SIS***采集模块所采集的实时数据包括锅炉壁温、锅炉汽温、锅炉汽压和四管泄露监测数据中的至少一种。
优选地，所述状态监测可视化模块内还具有报警点显示功能：
所述报警点显示功能通过不同颜色反映所述锅炉四管运行的不同状态。
优选地，所述锅炉内部以三维立体图形展现包括锅炉四管、集箱、四大管道、焊缝、炉墙支撑和捞渣机中的至少一种。
优选地，所述状态监测可视化模块通过检测相对应的设备三维模型相应点颜色变化，以判定设备状态。
优选地，所述设备状态包括正常状态和超限状态。
优选地，当所述设备状态处于正常状态时，所述设备三维模型相应点颜色不变；
当所述设备状态处于超限状态时，所述设备三维模型相应点的颜色会根据超限级别进行变色闪烁提醒。
本发明的有益效果在于：
本发明基于三维数字模型技术，构建可视化电站锅炉智能安全预控***，将可视化三维模型的应用渗透于各个***模块中，实现防磨防爆的可视化管理，使***的直观性得以增强。可以进行锅炉浏览漫游，查看缺陷信息，查看管排信息；进行查询、分析、统计时，能查看形式多样、准确的运行、检查及试验信息；通过对设备元件信息的独立描述、记录和管理，做到对设备元件的生命周期全过程管理；
本发明基于三维数字模型技术且快速获取锅炉内外部件并用于建立三维模型的三维可视化***；实现锅炉内部和外部以三维立体图展示，以进行锅炉内部、外部部件可视化管理；所管辖的设备均以三维立体图形展现；不同的材质、不同部位用不同颜色区分，与现实一一精确对应，同时关联试验数据及设备台账；该三维立体模型中包含所有设备的信息与实际图纸一致，实现外部可视化从而实景再现、全方位精确测量；内部可视化对锅炉四管、集箱、四大管道、焊缝、炉墙支撑、捞渣机进行三维建模、多视角纵观全局；真正实现设备的三维可视化管理。
附图说明
为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明液态排渣锅炉三维可视化仿真***的连接原理框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本发明提供一种技术方案：如图1所示，一种液态排渣锅炉三维可视化仿真***，包括：
仿真控制***物理架构、数据处理架构、锅炉部件三维可视化***和锅炉主体可视化***；
数据处理架构对仿真控制***物理架构、锅炉部件三维可视化***和锅炉主体可视化***的数据进行处理控制；
数据处理架包括由下至上的基础数据感知层、数据层、模型层、服务层和应用层；
基础数据感知层用于获取锅炉设备台账、检修台帐和运行台帐，基础数据感知层通过表单填报或模板导入、应用程序接口的数据提供给数据层；
数据层将表单填报或模板导入、应用程序接口的数据基于Oracle和Mongo DB数据库集合提供给模型层使用；
模型层(使用3D max建模)通过服务层进行依模型的数据决策计算并将结果返还给应用层进行实现；
锅炉部件三维可视化***为基于Unity 3D实现可视化，基于NET Framework进行信息数据存储，创建的三维数字模型技术且快速获取锅炉内部部件并用于建立三维模型的三维可视化***；实现锅炉内部以三维立体图展示，以进行锅炉内部部件可视化管理；
锅炉部件可视化管理包括至少对进行锅炉浏览漫游、查看缺陷信息、查看管排信息中的至少一种；
锅炉主体可视化***为基于三维数字模型技术，并实现锅炉外部以三维立体图形展现，实现锅炉外部可视化。
进一步地，还包括状态监测可视化模块；
状态监测可视化模块通过接入SIS数据；并通过用于实时采集SIS数据的SIS***采集模块实现对锅炉运行过程信息的管理。
本实施例中，SIS***采集模块所采集的实时数据包括锅炉壁温、锅炉汽温、锅炉汽压、四管泄露监测数据中的至少一种。
进一步地，锅炉内部以三维立体图形展现包括锅炉四管、集箱、四大管道、焊缝、炉墙支撑、捞渣机中的至少一种。
进一步地，状态监测可视化模块内还具有报警点的显示功能：
报警点的显示功能通过不同颜色反映锅炉四管运行的不同状态，给运行人员以指导、给管理人员以提示、给监督分析提供数据支持。
进一步地，状态监测可视化模块具有检测相对应的设备三维模型相应点颜色变化，以判定设备状态。
进一步地，设备状态包括正常状态和超限状态。
进一步地，当设备状态处于正常状态时，设备三维模型相应点颜色不变；
当设备状态处于超限状态时，设备三维模型相应点的颜色会根据超限级别进行变色闪烁提醒。
以上实施，具体来说，本发明的液态排渣锅炉三维可视化仿真***通过设置仿真控制***物理架构、数据处理架构、锅炉部件三维可视化***和锅炉主体可视化***；其中通过数据处理架构对仿真控制***物理架构、锅炉部件三维可视化***和锅炉主体可视化***的数据进行处理控制；此外数据处理架构主要包括由下至上的基础数据感知层、数据层、模型层、服务层和应用层；基础数据感知层用于获取锅炉设备台账、检修台帐和运行台帐，基础数据感知层通过表单填报或模板导入、应用程序接口的数据提供给数据层；数据层将表单填报或模板导入、应用程序接口的数据集合提供给模型层使用；模型层通过服务层进行依模型的数据决策计算并将结果返还给应用层进行实现；锅炉部件三维可视化***为基于三维数字模型技术且快速获取锅炉内部部件并用于建立三维模型的三维可视化***；实现锅炉内部以三维立体图展示，以进行锅炉内部部件可视化管理；锅炉部件可视化管理包括至少对进行锅炉浏览漫游、查看缺陷信息、查看管排信息中的至少一种，锅炉主体可视化***为基于三维数字模型技术，并实现锅炉外部以三维立体图形展现，实现锅炉外部可视化。
具体在使用时，利用三维数字模型技术，构建可视化电站锅炉智能安全预控***，将可视化三维模型的应用渗透于各个***模块中，实现防磨防爆的可视化管理，使***的直观性得以增强。可以进行锅炉浏览漫游，查看缺陷信息，查看管排信息；进行查询、分析、统计时，能查看形式多样、准确的运行、检查及试验信息。通过对设备元件信息的独立描述、记录和管理，做到对设备元件的生命周期全过程管理。创建基于GIS的三维工程级数字模型，分别对所要管理的设备，所管辖的设备均以三维立体图形展现。不同的材质、不同部位用不同颜色区分，与现实一一精确对应，同时关联试验数据及设备台账。该三维立体模型中包含所有设备的信息与实际图纸一致。实现外部可视化实现实景再现、全方位精确测量；内部可视化包含锅炉四管、集箱、四大管道、焊缝、炉墙支撑、捞渣机等三维建模、多视角纵观全局；真正实现设备的三维可视化管理。具体参数体现安装位置(该物件定位点在厂内坐标系中的绝对坐标)、相对空间(厂房名、楼层名、部位名)、路径方向、管道及部件名称、材质成分、规格型号、设计参数、生产厂家、库存备件、检修台帐、缺陷记录、事故记录、异常记录、检验周期等。
补充说明的是，状态监测可视化模块内还具有报警点的显示功能：
报警点的显示功能通过不同颜色反映锅炉四管运行的不同状态，给运行人员以指导、给管理人员以提示、给监督分析提供数据支持。状态监测可视化模块具有检测相对应的设备三维模型相应点颜色变化，以判定设备状态。设备状态包括正常状态和超限状态。
当设备状态处于正常状态时，设备三维模型相应点颜色不变；当设备状态处于超限状态时，设备三维模型相应点的颜色会根据超限级别进行变色闪烁提醒。
更为详细来说，即该模块可实现对运行过程信息的管理。通过SIS数据接入：可视化平台可通过SIS***采集的实时数据，如壁温、汽温、汽压、四管泄露监测等；针对报警点的显示功能：通过不同颜色反映部件的不同状态，给运行人员以指导、给管理人员以提示、给监督分析提供数据支持。例如在线监测***状态如果正常的，则相对应的设备三维模型颜色不变，如果设备状态为超限，则相对应的设备三维模型相应点的颜色就会根据超限级别进行变色闪烁提醒。
通过上述设置，本发明实质带来的有益效果为：
本发明的液态排渣锅炉三维可视化仿真***，基于三维数字模型技术，构建可视化电站锅炉智能安全预控***，将可视化三维模型的应用渗透于各个***模块中，实现防磨防爆的可视化管理，使***的直观性得以增强。可以进行锅炉浏览漫游，查看缺陷信息，查看管排信息；进行查询、分析、统计时，能查看形式多样、准确的运行、检查及试验信息；通过对设备元件信息的独立描述、记录和管理，做到对设备元件的生命周期全过程管理。另外创建基于GIS的三维工程级数字模型，所管辖的设备均以三维立体图形展现；不同的材质、不同部位用不同颜色区分，与现实一一精确对应，同时关联试验数据及设备台账；该三维立体模型中包含所有设备的信息与实际图纸一致，实现外部可视化从而实景再现、全方位精确测量；内部可视化对锅炉四管、集箱、四大管道、焊缝、炉墙支撑、捞渣机进行三维建模、多视角纵观全局；真正实现设备的三维可视化管理。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种液态排渣锅炉三维可视化仿真***，其特征在于，包括：
仿真控制***物理架构；
数据处理架构，所述数据处理架构对所述仿真控制***物理架构、锅炉部件三维可视化***和锅炉主体可视化***的数据进行处理控制；
锅炉部件三维可视化***，所述锅炉部件三维可视化***为基于三维数字模型技术的三维可视化***，所述锅炉部件三维可视化***获取锅炉内部部件并建立三维模型，所述锅炉部件三维可视化***将锅炉内部以三维立体图展示；
锅炉主体可视化***，所述锅炉主体可视化***为基于三维数字模型技术的三维可视化***，所述锅炉主体可视化***将锅炉外部以三维立体图形展现。
2.根据权利要求1所述的液态排渣锅炉三维可视化仿真***，其特征在于：所述数据处理架构包括基础数据感知层、数据层、模型层、服务层和应用层，所述基础数据感知层用于获取锅炉设备台账、检修台帐和运行台帐，所述基础数据感知层通过表单填报或模板导入应用程序接口的数据提供给所述数据层，所述数据层将表单填报或模板导入应用程序接口的数据集合提供给所述模型层，所述模型层通过所述服务层进行依模型的数据决策计算并将结果返还给所述应用层进行实现。
3.根据权利要求1所述的液态排渣锅炉三维可视化仿真***，其特征在于：
还包括状态监测可视化模块；
所述状态监测可视化模块通过接入SIS数据，并通过用于实时采集SIS数据的SIS***采集模块实现对锅炉运行过程信息的管理。
4.根据权利要求3所述的液态排渣锅炉三维可视化仿真***，其特征在于：所述SIS***采集模块所采集的实时数据包括锅炉壁温、锅炉汽温、锅炉汽压和四管泄露监测数据中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的液态排渣锅炉三维可视化仿真***，其特征在于：
所述状态监测可视化模块内还具有报警点显示功能：
所述报警点显示功能通过不同颜色反映所述锅炉四管运行的不同状态。
6.根据权利要求1所述的液态排渣锅炉三维可视化仿真***，其特征在于：所述锅炉内部以三维立体图形展现包括锅炉四管、集箱、四大管道、焊缝、炉墙支撑和捞渣机中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的液态排渣锅炉三维可视化仿真***，其特征在于：所述状态监测可视化模块通过检测相对应的设备三维模型相应点颜色变化，以判定设备状态。
8.根据权利要求7所述的液态排渣锅炉三维可视化仿真***，其特征在于：所述设备状态包括正常状态和超限状态。
9.根据权利要求8所述的液态排渣锅炉三维可视化仿真***，其特征在于：
当所述设备状态处于正常状态时，所述设备三维模型相应点颜色不变；
当所述设备状态处于超限状态时，所述设备三维模型相应点的颜色会根据超限级别进行变色闪烁提醒。
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