天然气锅炉的燃烧监控方法、装置和设备与流程

1.本技术涉及数据处理的技术领域，尤其是涉及一种天然气锅炉的燃烧监控方法、装置和设备。


背景技术：

2.天然气锅炉至少包括燃气蒸汽锅炉，燃气蒸汽锅炉的运行过程如下：燃气蒸汽锅炉至少包括输入端、输出端和自循环部分，输入端用以接收待转换为水蒸气的软水、接收用以燃烧提供热量的天然气以及接收用以助燃的空气，输出端用以输出水蒸气以及输出天然气燃烧后产生的废气，自循环部分用以将燃气蒸汽锅炉内的水或水蒸气进行循环利用。
3.一般的，为考察锅炉中燃料的燃烧状态，或，基于燃烧状态进一步的采取有效措施提升锅炉有效工作效率，通常将锅炉热效率作为评价燃烧状态的参考数据。
4.通常先经由空燃比和燃烧负荷确定锅炉理论产热，空燃比为空气和天然气的比例；再计算锅炉作业过程中每一部分损失的热量；然后将理论产热减去全部损失的热量得到实际应用到的有效热量，最后利用有效热量除以理论产热得到热效率。
5.但是，作业过程中造成热量损失的原因较多，且，作业过程突变的可能性较大，按照上述方式计算得到的有效热量可能存在偏差，从而导致热效率精准度较低，进而影响燃烧状态的准确度。
6.由此可知，如何提高燃烧状态的准确度是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.为了提高燃烧状态的准确度，本技术提供一种天然气锅炉的燃烧监控方法、装置和设备。
8.第一方面，本技术提供一种天然气锅炉的燃烧监控方法，采用如下的技术方案：一种天然气锅炉的燃烧监控方法，包括：获取锅炉排出水蒸气温度、锅炉给水温度和锅炉给水流量；根据所述锅炉排出水蒸气温度、所述锅炉给水温度和所述锅炉给水流量，得到单位时间软水气化至排出水蒸气状态的实际吸收热量；获取单位时间天然气输入体积；并根据天然气热值、所述单位时间天然气输入体积、所述实际吸收热量，计算得到锅炉热效率；基于所述锅炉热效率确定锅炉内天然气燃烧状态。
9.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述基于所述锅炉热效率确定锅炉内天然气燃烧状态，包括：根据多个时刻各自对应的所述锅炉热效率进行分组，得到预设数量的锅炉热效率组，其中，每一锅炉热效率组中包括的锅炉热效率的数量相同；计算每一锅炉热效率组中锅炉热效率的第一方差；根据预设方差阈值和全部第一方差，确定所述锅炉内天然气燃烧状态。
10.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述基于所述锅炉热效率确定锅炉内天然气燃烧状态之后，还包括：根据多个时刻各自对应的所述锅炉热效率，得到锅炉热效率对应的第一拟合曲线，所述第一拟合曲线中时间为自变量、锅炉热效率为因变量；获取至少一种锅炉工作状态数据分别对应的工作状态数据组，其中，所述至少一种锅炉工作状态数据不包括所述锅炉热效率；并根据每一所述工作状态数据组，得到每一所述工作状态数据组对应的第二拟合曲线，所述第二拟合曲线中时间为自变量、与之对应的工作状态数据为因变量；根据所述第一拟合曲线和每一第二拟合曲线，得到每一拟合曲线相似度；根据全部拟合曲线相似度，判断锅炉是否正常运行；若否，则生成锅炉故障预警信息。
11.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据全部拟合曲线相似度，判断锅炉是否正常运行，包括：判断是否不存在任一拟合曲线相似度高于其对应的预设曲线相似度阈值，其中，若是，则确定锅炉正常运行，反之，则确定锅炉存在故障；相应的，所述生成锅炉故障预警信息，包括：根据高于预设曲线相似度阈值的拟合曲线相似度对应的锅炉工作状态数据，确定故障原因；根据所述故障原因，生成所述锅炉故障预警信息。
12.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述第一拟合曲线和每一第二拟合曲线，得到每一拟合曲线相似度，包括：将所述第一拟合曲线和全部所述第二状态曲线中的因变量进行归一化处理，得到归一化后的目标第一拟合曲线和全部目标第二拟合曲线；根据所述目标第一拟合曲线和每一目标第二拟合曲线，得到每一拟合曲线相似度。
13.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述根据所述锅炉排出水蒸气温度、所述锅炉给水温度和所述锅炉给水流量，得到单位质量软水气化的实际吸收热量，包括：将软水密度和所述锅炉给水流量相乘，得到单位时间的锅炉给水质量；基于软水比热容、所述锅炉给水质量、所述锅炉给水温度通过热量吸收计算，得到单位时间软水在液态状态吸收的第一热量；获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气质量；基于软水气化热、所述水蒸气质量通过热量吸收计算，得到单位时间软水单一气化过程吸收的第二热量；获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气比热容，并基于所述水蒸气质量、所述水蒸气比热容、所述锅炉排出水蒸气温度通过热量吸收计算，得到单位时间水蒸气升温至所述锅炉排出水蒸气温度吸收的第三热量；利用所述第一热量、所述第二热量和所述第三热量，得到所述实际吸收热量。
14.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气比热容，包括：获取锅炉内水蒸气的蒸汽压力；根据预设的压强与蒸气比热容的对应关系和所述蒸汽压力，确定所述蒸汽压力对应的目标蒸气比热容，并将所述目标蒸气比热容作为所述水蒸气比热容。
15.本技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气质量，包括：获取锅炉内水蒸气的蒸汽压力和锅炉单位时间排出水蒸气的水蒸气流量；根据预设的压强与水蒸气密度的对应关系和所述蒸汽压力，确定所述蒸汽压力对应的目标水蒸气密度；将所述目标水蒸气流量和所述水蒸气密度相乘，得到所述水蒸气质量。
16.第二方面，本技术提供一种天然气锅炉的燃烧监控装置，采用如下的技术方案：一种天然气锅炉的燃烧监控装置，包括：基础数据获取模块，用于获取锅炉排出水蒸气温度、锅炉给水温度和锅炉给水流量；实际吸收热量计算模块，用于根据所述锅炉排出水蒸气温度、所述锅炉给水温度和所述锅炉给水流量，得到单位时间软水气化至排出水蒸气状态的实际吸收热量；锅炉热效率计算模块，用于获取单位时间天然气输入体积；并根据天然气热值、所述单位时间天然气输入体积、所述实际吸收热量，计算得到锅炉热效率；燃烧状态确定模块，用于基于所述锅炉热效率确定锅炉内天然气燃烧状态。
17.第三方面，本技术提供一种电子设备，采用如下的技术方案：至少一个处理器；存储器；至少一个应用程序，其中至少一个应用程序被存储在存储器中并被配置为由至少一个处理器执行，所述至少一个应用程序配置用于：执行如第一方面任一项所述的天然气锅炉的燃烧监控方法。
18.第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令所述计算机执行如第一方面任一项所述的天然气锅炉的燃烧监控方法。
19.综上所述，本技术至少包括以下有益技术效果：在本技术实施例中，相较于相关技术中利用锅炉理论产热减去全部损失热量得到实际应用到的有效热量时，由于作业过程突变性较大，突然出现未考虑过的至少一种热量损失情况时，全部损失热量无法考量全部可能产生热损的原因，导致全部损失热量的精确度较低，从而导致热效率的精确度较低；本方案通过直接计算天然气燃烧实际产生单位热量，以确定实际应用到的有效热量，精确度较高；再通过精确度较高的有效热量和单位时间天然气输入体积、天然气热值单位时间天然气输入体积，以计算得到更加精确的锅炉热效率；利用更加精确的锅炉热效率，确定锅炉内天然气燃烧状态，以实现天然气燃烧状态的准确确定。
附图说明
20.图1为本技术实施例提供的一种天然气锅炉的燃烧监控方法的场景示意图。
21.图2为本技术实施例提供的一种天然气锅炉的燃烧监控方法的流程示意图。
22.图3为本技术实施例提供的一种天然气锅炉的燃烧监控装置的结构示意图。
23.图4为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
24.以下结合附图1至附图4对本技术作进一步详细说明。
25.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的范围内都受到专利法的保护。
26.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
28.天然气锅炉由水冷预混燃烧器、立式锅炉本体、承压烟气冷凝器、控制箱等组成。四大部件装在一个箱体内。天然气与空气在混合器中按比例混合后送入本体燃烧，燃烧后产生的高温烟气横向冲刷立式水管，出本体后进入烟气冷凝器，从上至下进一步降温后从底部出。锅炉给水从烟气冷凝器底部进入，从下至上升温后从锅炉上部直接进入锅炉。锅炉本体水管分上升管和下降管，并由上封头集箱和下封头集箱连接在一起，蒸发面位于上集箱，蒸汽产生后从顶部输出。
29.下面结合说明书附图对本技术实施例作进一步详细描述。
30.本技术实施例提供了一种天然气锅炉的燃烧监控方法，由电子设备执行，该电子设备可以为服务器也可以为终端设备，其中，该服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云计算服务的云服务器。终端设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机等，但并不局限于此，该终端设备以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本技术实施例在此不做限制。
31.如图1所示，电子设备通过物联网与传感器相连，传感器至少可以包括流速传感器和温度传感器。上述流速传感器用于采集锅炉给水口的软水输入流速；上述温度传感器的数量至少为两个，温度传感器分别用于采集锅炉给水口的软水温度、采集水蒸气排出口的水蒸气温度，锅炉给水口为软水被输入锅炉的入口。传感器采集数据后，将采集到的数据回传至电子设备，电子设备对采集到的数据进行处理得到锅炉内天然气燃烧状态并回传至用户终端和/技术人员终端，以实现基于物联网的天然气锅炉的燃烧状态监控。
32.如图2所示，该方法包括步骤s101至步骤s104，其中：步骤s101：获取锅炉排出水蒸气温度、锅炉给水温度和锅炉给水流量。
33.传感器采集锅炉给水温度、锅炉给水流量和锅炉排出水蒸气温度的时间分别为第一采集时间、第二采集时间和第三采集时间。
34.具体的，获取锅炉作业单次时长，其中，锅炉作业单次时长表征软水自输入锅炉至变为水蒸气输出锅炉的时间间隔；设定第三采集时间滞后于第一采集时间和第二采集时间上述锅炉作业单次时长，需要注意的是，第一采集时间和第二采集时间相同；电子设备控制锅炉给水温度对应的传感器，基于第一获取时间，采集锅炉给水温度；控制锅炉给水流量对应的传感器，基于第二获取时间，采集锅炉给水流量；控制锅炉排出水蒸气温度对应的传感器，基于第三获取时间，采集锅炉排出水蒸气温度。
35.需要注意的是，锅炉给水温度与锅炉给水流量测定的软水为温度与锅炉给水流量测定的软水为用于补充而输入的软水与锅炉内循环软水共同输入锅炉时的软水。
36.可以理解的是，软水自输入锅炉至作为水蒸气输出锅炉需要一定的作业时长，且，一般传感器采集时间相同；但是，同时采集的输入输出端数据对应的物质可能不同，输入数据至少包括锅炉给水温度、锅炉给水流量，输出数据至少包括锅炉排出水蒸气温度，例如，时刻t1输入锅炉的软水为a1部分，经过锅炉处理转换为水蒸气排出锅炉此时时刻为t2，时刻t2输入锅炉的软水为a2部分，若在时刻t2采集输入输出数据，则输入数据对应物质为a2部分，输出数据对应物质为a1部分，物质存在差异；求物质转换时的热量变化时，若物质不同，则得到的热量变化值精确度较低；故，本方案通过设定输出数据的采集时间滞后于输入数据的采集时间，可以通过统一物质提升热量变化值的精确度。
37.进一步的，天然气锅炉的运作功率与其接入电网的总负荷相关，当上述接入电网总负荷较高时，天然气锅炉的运作功率较小，此时，天然气锅炉对于输入软水的处理效率较低；且，上述接入电网的总负荷与用电高峰时刻相关。在本技术实施例的一种可实现方式中，在获取锅炉作业单次时长之前，具体还可以包括步骤s1001（图中未示出）以及步骤s1002（图中未示出），其中：步骤s1001：获取当前时刻；并在多个预设作业时间段中确定当前时刻所属的目标作业时间段，其中，锅炉在每一预设作业时间段的工作功率均不相同。
38.具体的，预设作业时间段可基于上述接入电网的历史用电高峰时刻预先设置，并由技术人员预先存储于电子设备中。
39.步骤s1002：根据预设的作业时间段和作业单次时长的对应关系和目标作业时间段，确定目标作业时间段对应的目标作业单次时长；并将目标作业单次时长作为锅炉作业单次时长。
40.具体的，预设的作业时间段和作业单次时长的对应关系可由技术人员经大量实验测量获得，并在获得后上传并存储于电子设备中。
41.在本技术实施例中，相较于使用历史平均数据作为锅炉作业单次时长，本方案基于当前时刻位于的作业时间段，可以选定更加精确的锅炉作业单次时长。
42.步骤s102：根据锅炉排出水蒸气温度、锅炉给水温度和锅炉给水流量，得到单位时间软水气化至排出水蒸气状态的实际吸收热量。
43.具体的，步骤s102，具体可以包括步骤s1021至步骤s1026（图中未示出），其中：步骤s1021：将软水密度和锅炉给水流量相乘，得到单位时间的锅炉给水质量。
44.软水密度可将实验测得密度值直接存储电子设备中以待调用。
45.步骤s1022：基于软水比热容、锅炉给水质量、锅炉给水温度通过热量吸收计算，得到单位时间软水在液态状态吸收的第一热量。
46.第一热量=软水比热容
×
锅炉给水质量
×
（100-锅炉给水温度）。
47.步骤s1023：获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气质量。
48.水蒸气质量可以为历史均值预先存储于电子设备中以待调用，或，经由实时分析确定。
49.在一种经由实时分析确定水蒸气质量的具体实现方式中，步骤s1023，具体可以包括步骤sa1至步骤sa3（图中未示出），其中：步骤sa1：获取锅炉内水蒸气的蒸汽压力和锅炉单位时间排出水蒸气的水蒸气流量。
50.蒸汽压力可由压力感应装置采集并通过物联网回传至电子设备，水蒸气流量可由流量从传感器采集并通过物联网回传至电子设备。
51.步骤sa2：根据预设的压强与水蒸气密度的对应关系和蒸汽压力，确定蒸汽压力对应的目标水蒸气密度。
52.预设的压强与水蒸气密度的对应关系可由技术人员预先设置并存储于电子设备中。
53.步骤sa3：将目标水蒸气流量和水蒸气密度相乘，得到水蒸气质量。
54.在本技术实施例中，通过实时分析得到水蒸气质量可以提升水蒸气质量的实时性，以提升第一热量的精确度。
55.步骤s1024：基于软水气化热、水蒸气质量通过热量吸收计算，得到单位时间软水单一气化过程吸收的第二热量。
56.第二热量=锅炉给水质量
×
软水气化热，其中，软水气化热可以为历史数据的平均值。
57.步骤s1025：获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气比热容，并基于水蒸气质量、水蒸气比热容、锅炉排出水蒸气温度通过热量吸收计算，得到单位时间水蒸气升温至锅炉排出水蒸气温度吸收的第三热量。
58.第二热量=水蒸气比热容
×
水蒸气质量
×
（锅炉排出水蒸气温度-100）。
59.水蒸气比热容的获取方式具体可以包括步骤sb1（图中未示出）以及sb2（图中未示出），其中：步骤sb1：获取锅炉内水蒸气的蒸汽压力。
60.蒸汽压力可由压力感应装置采集并通过物联网回传至电子设备。
61.步骤sb2：根据预设的压强与蒸气比热容的对应关系和蒸汽压力，确定蒸汽压力对应的目标蒸气比热容，并将目标蒸气比热容作为水蒸气比热容。
62.压强与蒸气比热容的对应关系可由互联网直接获取，或，可由技术人员进行大量实验测得，在得到压强与蒸气比热容的对应关系后由技术人员预先存储于电子设备中。
63.步骤s1026：利用第一热量、第二热量和第三热量，得到实际吸收热量。
64.实际吸收热量=第一热量+第二热量+第三热量。
65.步骤s103：获取单位时间天然气输入体积；并根据天然气热值、单位时间天然气输入体积、实际吸收热量，计算得到锅炉热效率。
66.获取单位时间天然气输入体积，具体可以包括：在天然气输入设备与锅炉中空气燃气混合用部分的接口处设置一流量传感器，利用流量传感器实时采集天然气输入流量；天然气输入体积=天然气输入流量
×
单位时间，单位时间可由用户自行设定。
67.锅炉热效率=实际吸收热量
÷
天然气热值
÷
单位时间天然气输入体积。
68.步骤s104：基于锅炉热效率确定锅炉内天然气燃烧状态。
69.具体的，步骤s104，可以包括步骤s1041至步骤s1043（图中未示出），其中：步骤s1041：根据多个时刻各自对应的锅炉热效率进行分组，得到预设数量的锅炉热效率组，其中，每一锅炉热效率组中包括的锅炉热效率的数量相同。
70.上述多个时刻的数量、每一锅炉热效率组中热效率的数量和预设数量均可由用户自行设定。多个时刻均为在当前时刻的预设时间范围内随机选定的时刻，预设时间范围可由技术人员预先设定。
71.具体的，分组可以为基于时间顺序平均分组，或，随机抽样分组，或，基于时间顺序平均分组后在组内随机抽样。
72.基于时间顺序平均分组后在组内随机抽样的过程，例如，多个时刻为时刻1-100，预设数量为4，基于时间顺序平均分组为：时刻1-25为组1，时刻26-50为组2，时刻51-75为组3，时刻76-100为组4，在组1-4中均进行随机抽样抽样数量由用户自行设定，当抽样数量为5时，在组1中随机抽取5个时刻作为锅炉热效率组1，在组2中随机抽取5个时刻作为锅炉热效率组2，在组3中随机抽取5个时刻作为锅炉热效率组3，在组4中随机抽取5个时刻作为锅炉热效率组4。
73.可以理解的是，本方案可以避免在随机抽样时抽取的样本过于集中，导致抽取得到的样本集无法真实反映上述多个时刻各自对应的锅炉效率的真实分布情况，通过上述基于时间顺序平均分组后在组内随机抽样的方法，可以提升锅炉热效率组的真实性。
74.步骤s1042：计算每一锅炉热效率组中锅炉热效率的第一方差。
75.步骤s1043：根据预设方差阈值和全部第一方差，确定锅炉内天然气燃烧状态。
76.具体的，确定超过预设方差值的第一方差数量，其中，预设方差值可由大量锅炉故障历史热效率确定，超过预设方差值表征锅炉故障概率较大，反之则表征锅炉故障概率较小；判断第一方差数量是否超过第一数量，若是，则确定天然气燃烧状态为故障状态；若否，则判断第一方差数量是否超过第二数量，若是，则确定天然气燃烧状态为预警，反之则确定天然气燃烧状态为正常；其中，第一数量＞第二数量，且，均可由用户自行设定。
77.在本技术实施例中，相较于相关技术中利用锅炉理论产热减去全部损失热量得到实际应用到的有效热量时，由于作业过程突变性较大，突然出现未考虑过的至少一种热量损失情况时，全部损失热量无法考量全部可能产生热损的原因，导致全部损失热量的精确度较低，从而导致热效率的精确度较低；本方案通过直接计算天然气燃烧实际产生单位热量，以确定实际应用到的有效热量，精确度较高；再通过精确度较高的有效热量和单位时间天然气输入体积、天然气热值单位时间天然气输入体积，以计算得到更加精确的锅炉热效率；利用更加精确的锅炉热效率，确定锅炉内天然气燃烧状态，以实现天然气燃烧状态的准确确定。
78.本技术实施例的一种可能的实现方式，在步骤s104，基于锅炉热效率确定锅炉内天然气燃烧状态之后，具体还可以包括步骤sc1至步骤sc5（图中未示出），其中：
步骤sc1：根据多个时刻各自对应的锅炉热效率，得到锅炉热效率对应的第一拟合曲线，第一拟合曲线中时间为自变量、锅炉热效率为因变量。
79.步骤sc2：获取至少一种锅炉工作状态数据分别对应的工作状态数据组，其中，至少一种锅炉工作状态数据不包括锅炉热效率；并根据每一工作状态数据组，得到每一工作状态数据组对应的第二拟合曲线，第二拟合曲线中时间为自变量、与之对应的工作状态数据为因变量。
80.除锅炉热效率之外，能够用于评判锅炉运行过程是否出现或可能出现故障的工作状态数据，可以为：排出废气中的一氧化碳含量、燃烧负荷等。
81.获取至少一种锅炉工作状态数据分别对应的工作状态数据组，具体可以包括：获取能够用于评判锅炉运行过程是否出现或可能出现故障的至少一种工作状态数据；针对每一种工作状态数据，将多个时刻各自对应的工作状态数据作为工作状态数据组。
82.步骤sc3：根据第一拟合曲线和每一第二拟合曲线，得到每一拟合曲线相似度。
83.具体的，步骤sc3，可以包括步骤sd1（图中未示出）以及步骤sd2（图中未示出），其中：步骤sd1：将第一拟合曲线和全部第二状态曲线中的因变量进行归一化处理，得到归一化后的目标第一拟合曲线和全部目标第二拟合曲线。
84.步骤sd2：根据目标第一拟合曲线和每一目标第二拟合曲线，得到每一拟合曲线相似度。
85.具体的，确定第一拟合曲线的第一变化趋势和每一第二拟合曲线的每一第二变化趋势，其中，变化趋势为第一变化趋势或第二变化趋势，变化趋势可以包括增长趋势、降低趋势和无明显变化；判断每一第二变化趋势与第一变化趋势中是否任意一个为增长趋势、另一个为降低趋势，若是，则确定该第二拟合曲线对应的拟合曲线相似度为0；若否，则基于目标第一拟合曲线本身，确定第一波动幅值，其中，波动幅值为拟合曲线等波峰峰值和波谷对应数值之间绝对值差值的最大值；基于每一目标第二拟合曲线本身，确定每一第二波动幅值；根据第一波动幅值和每一第二波动幅值，计算每一拟合曲线相似度，拟合曲线相似度=1-|第一波动幅值-第二波动幅值|
÷
第一波动幅值。
86.在本技术实施例中，通过归一化处理突出第一拟合曲线和全部第二拟合曲线的数值特点，可以增加拟合曲线相似度的精确度。
87.步骤sc4：根据全部拟合曲线相似度，判断锅炉是否正常运行。
88.步骤sc5：若否，则生成锅炉故障预警信息。
89.具体的，若否，则生成用于提示技术人员和用户的锅炉故障预警信息，电子设备将上述锅炉故障预警信息放入锅炉故障预警指令中后，将携带有锅炉故障预警信息的锅炉故障预警信指令发送至技术人员对应终端和用户对应终端。
90.在本技术实施例中，通过对锅炉故障进行预警，可以有效避免锅炉故障引起的锅炉热效率数值波动较大时，系统将数值波动较大的锅炉热效率作为失真数据，将失真数据过滤，最终导致数值波动较大的锅炉热效率丢失的情况发生。
91.本技术实施例的一种可能的实现方式，步骤sc4，具体可以包括：判断是否不存在任一拟合曲线相似度高于其对应的预设曲线相似度阈值，其中，若是，则确定锅炉正常运行，反之，则确定锅炉存在故障。
92.其中，每一预设曲线相似度阈值可由锅炉故障时该工作状态数据对应拟合曲线与第一拟合曲线之间的平均拟合曲线相似度确定。
93.相应的，步骤sc5中，生成锅炉故障预警信息，具体可以包括步骤sc5-1（图中未示出）以及步骤sc5-2（图中未示出），其中：步骤sc5-1：根据高于预设曲线相似度阈值的拟合曲线相似度对应的锅炉工作状态数据，确定故障原因。
94.其中，故障原因为高于预设曲线相似度阈值的拟合曲线相似度对应的锅炉工作状态数据的历史常见故障原因，历史常见故障原因至少为1种，且，至少一种历史常见故障原因在故障原因中以发生概率由高到低排列。
95.步骤sc5-2：根据故障原因，生成锅炉故障预警信息。
96.上述实施例从方法流程的角度介绍一种天然气锅炉的燃烧监控方法，下述实施例从虚拟模块或者虚拟单元的角度介绍了一种天然气锅炉的燃烧监控装置，具体详见下述实施例。
97.本技术实施例提供一种天然气锅炉的燃烧监控装置，如图3所示，该天然气锅炉的燃烧监控装置具体可以包括：基础数据获取模块201，用于获取锅炉排出水蒸气温度、锅炉给水温度和锅炉给水流量；实际吸收热量计算模块202，用于根据锅炉排出水蒸气温度、锅炉给水温度和锅炉给水流量，得到单位时间软水气化至排出水蒸气状态的实际吸收热量；锅炉热效率计算模块203，用于获取单位时间天然气输入体积；并根据天然气热值、单位时间天然气输入体积、实际吸收热量，计算得到锅炉热效率；燃烧状态确定模块204，用于基于锅炉热效率确定锅炉内天然气燃烧状态。
98.本技术实施例的一种可能的实现方式，燃烧状态确定模块204，在执行基于锅炉热效率确定锅炉内天然气燃烧状态时，具体用于：根据多个时刻各自对应的锅炉热效率进行分组，得到预设数量的锅炉热效率组，其中，每一锅炉热效率组中包括的锅炉热效率的数量相同；计算每一锅炉热效率组中锅炉热效率的第一方差；根据预设方差阈值和全部第一方差，确定锅炉内天然气燃烧状态。
99.本技术实施例的一种可能的实现方式，天然气锅炉的燃烧监控装置，还包括：故障预警模块，用于：根据多个时刻各自对应的锅炉热效率，得到锅炉热效率对应的第一拟合曲线，第一拟合曲线中时间为自变量、锅炉热效率为因变量；获取至少一种锅炉工作状态数据分别对应的工作状态数据组，其中，至少一种锅炉工作状态数据不包括锅炉热效率；并根据每一工作状态数据组，得到每一工作状态数据组对应的第二拟合曲线，第二拟合曲线中时间为自变量、与之对应的工作状态数据为因变量；根据第一拟合曲线和每一第二拟合曲线，得到每一拟合曲线相似度；根据全部拟合曲线相似度，判断锅炉是否正常运行；若否，则生成锅炉故障预警信息。
100.本技术实施例的一种可能的实现方式，故障预警模块，在执行根据全部拟合曲线相似度，判断锅炉是否正常运行时，具体用于：判断是否不存在任一拟合曲线相似度高于其对应的预设曲线相似度阈值，其中，若是，则确定锅炉正常运行，反之，则确定锅炉存在故障；相应的，故障预警模块，在执行生成锅炉故障预警信息时，具体用于：根据高于预设曲线相似度阈值的拟合曲线相似度对应的锅炉工作状态数据，确定故障原因；根据故障原因，生成锅炉故障预警信息。
101.本技术实施例的一种可能的实现方式，故障预警模块，在执行根据第一拟合曲线和每一第二拟合曲线，得到每一拟合曲线相似度时，具体用于：将第一拟合曲线和全部第二状态曲线中的因变量进行归一化处理，得到归一化后的目标第一拟合曲线和全部目标第二拟合曲线；根据目标第一拟合曲线和每一目标第二拟合曲线，得到每一拟合曲线相似度。
102.本技术实施例的一种可能的实现方式，实际吸收热量计算模块202，在执行根据锅炉排出水蒸气温度、锅炉给水温度和锅炉给水流量，得到单位时间软水气化至排出水蒸气状态的实际吸收热量时，具体用于：将软水密度和锅炉给水流量相乘，得到单位时间的锅炉给水质量；基于软水比热容、锅炉给水质量、锅炉给水温度通过热量吸收计算，得到单位时间软水在液态状态吸收的第一热量；获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气质量；基于软水气化热、水蒸气质量通过热量吸收计算，得到单位时间软水单一气化过程吸收的第二热量；获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气比热容，并基于水蒸气质量、水蒸气比热容、锅炉排出水蒸气温度通过热量吸收计算，得到单位时间水蒸气升温至锅炉排出水蒸气温度吸收的第三热量；利用第一热量、第二热量和第三热量，得到实际吸收热量。
103.本技术实施例的一种可能的实现方式，实际吸收热量计算模块202，在执行获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气比热容时，具体用于：获取锅炉内水蒸气的蒸汽压力；根据预设的压强与蒸气比热容的对应关系和蒸汽压力，确定蒸汽压力对应的目标蒸气比热容，并将目标蒸气比热容作为水蒸气比热容。
104.本技术实施例的一种可能的实现方式，实际吸收热量计算模块202，在执行获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气质量时，具体用于：获取锅炉内水蒸气的蒸汽压力和锅炉单位时间排出水蒸气的水蒸气流量；根据预设的压强与水蒸气密度的对应关系和蒸汽压力，确定蒸汽压力对应的目标水蒸气密度；将目标水蒸气流量和水蒸气密度相乘，得到水蒸气质量。
105.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的一种天然气锅炉的燃烧监控装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在
此不再赘述。
106.本技术实施例中提供了一种电子设备，如图4所示，图4所示的电子设备300包括：处理器301和存储器303。其中，处理器301和存储器303相连，如通过总线302相连。可选地，电子设备还可以包括收发器304。需要说明的是，实际应用中收发器304不限于一个，该电子设备的结构并不构成对本技术实施例的限定。
107.处理器301可以是cpu（central processing unit，中央处理器），通用处理器，dsp（digital signal processor，数据信号处理器），asic（application specific integrated circuit，专用集成电路），fpga（field programmable gate array，现场可编程门阵列）或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本技术公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器301也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，dsp和微处理器的组合等。
108.总线302可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线302可以是pci（peripheral component interconnect，外设部件互连标准）总线或eisa（extended industry standard architecture，扩展工业标准结构）总线等。总线302可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一型的总线。
109.存储器303可以是rom（read only memory，只读存储器）或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，ram（random access memory，随机存取存储器）或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是eeprom（electrically erasable programmable read only memory，电可擦可编程只读存储器）、cd-rom（compact disc read only memory，只读光盘）或其他光盘存储、光碟存储（包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等）、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
110.存储器303用于存储执行本技术方案的应用程序代码，并由处理器301来控制执行。处理器301用于执行存储器303中存储的应用程序代码，以实现前述方法实施例所示的内容。
111.其中，电子设备包括但不限于：移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、pda（个人数字助理）、pad（平板电脑）、pmp（便携式多媒体播放器）、车载终端（例如车载导航终端）等等的移动终端以及诸如数字tv、台式计算机等等的固定终端。还可以为服务器等。图4示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
112.本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行前述方法实施例中相应内容。与相关技术相比，本技术实施例在本技术实施例中，相较于相关技术中利用锅炉理论产热减去全部损失热量得到实际应用到的有效热量时，由于作业过程突变性较大，突然出现未考虑过的至少一种热量损失情况时，全部损失热量无法考量全部可能产生热损的原因，导致全部损失热量的精确度较低，从而导致热效率的精确度较低；本方案通过直接计算天然气燃烧实际产生单位热量，以确定实际应用到的有效热量，精确度较高；再通过精确度较高的
有效热量和单位时间天然气输入体积、天然气热值单位时间天然气输入体积，以计算得到更加精确的锅炉热效率；利用更加精确的锅炉热效率，确定锅炉内天然气燃烧状态，以实现天然气燃烧状态的准确确定。
113.应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
114.以上仅是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。

技术特征：
1.一种天然气锅炉的燃烧监控方法，其特征在于，包括：获取锅炉排出水蒸气温度、锅炉给水温度和锅炉给水流量；根据所述锅炉排出水蒸气温度、所述锅炉给水温度和所述锅炉给水流量，得到单位时间软水气化至排出水蒸气状态的实际吸收热量；获取单位时间天然气输入体积；并根据天然气热值、所述单位时间天然气输入体积、所述实际吸收热量，计算得到锅炉热效率；基于所述锅炉热效率确定锅炉内天然气燃烧状态。2.根据权利要求1所述的天然气锅炉的燃烧监控方法，其特征在于，所述基于所述锅炉热效率确定锅炉内天然气燃烧状态，包括：根据多个时刻各自对应的所述锅炉热效率进行分组，得到预设数量的锅炉热效率组，其中，每一锅炉热效率组中包括的锅炉热效率的数量相同；计算每一锅炉热效率组中锅炉热效率的第一方差；根据预设方差阈值和全部第一方差，确定所述锅炉内天然气燃烧状态。3.根据权利要求1所述的天然气锅炉的燃烧监控方法，其特征在于，在所述基于所述锅炉热效率确定锅炉内天然气燃烧状态之后，还包括：根据多个时刻各自对应的所述锅炉热效率，得到锅炉热效率对应的第一拟合曲线，所述第一拟合曲线中时间为自变量、锅炉热效率为因变量；获取至少一种锅炉工作状态数据分别对应的工作状态数据组，其中，所述至少一种锅炉工作状态数据不包括所述锅炉热效率；并根据每一所述工作状态数据组，得到每一所述工作状态数据组对应的第二拟合曲线，所述第二拟合曲线中时间为自变量、与之对应的工作状态数据为因变量；根据所述第一拟合曲线和每一第二拟合曲线，得到每一拟合曲线相似度；根据全部拟合曲线相似度，判断锅炉是否正常运行；若否，则生成锅炉故障预警信息。4.根据权利要求3所述的天然气锅炉的燃烧监控方法，其特征在于，所述根据全部拟合曲线相似度，判断锅炉是否正常运行，包括：判断是否不存在任一拟合曲线相似度高于其对应的预设曲线相似度阈值，其中，若是，则确定锅炉正常运行，反之，则确定锅炉存在故障；相应的，所述生成锅炉故障预警信息，包括：根据高于预设曲线相似度阈值的拟合曲线相似度对应的锅炉工作状态数据，确定故障原因；根据所述故障原因，生成所述锅炉故障预警信息。5.根据权利要求3所述的天然气锅炉的燃烧监控方法，其特征在于，所述根据所述第一拟合曲线和每一第二拟合曲线，得到每一拟合曲线相似度，包括：将所述第一拟合曲线和全部所述第二状态曲线中的因变量进行归一化处理，得到归一化后的目标第一拟合曲线和全部目标第二拟合曲线；根据所述目标第一拟合曲线和每一目标第二拟合曲线，得到每一拟合曲线相似度。6.根据权利要求1所述的天然气锅炉的燃烧监控方法，其特征在于，所述根据所述锅炉排出水蒸气温度、所述锅炉给水温度和所述锅炉给水流量，得到单位质量软水气化的实际
吸收热量，包括：将软水密度和所述锅炉给水流量相乘，得到单位时间的锅炉给水质量；基于软水比热容、所述锅炉给水质量、所述锅炉给水温度通过热量吸收计算，得到单位时间软水在液态状态吸收的第一热量；获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气质量；基于软水气化热、所述水蒸气质量通过热量吸收计算，得到单位时间软水单一气化过程吸收的第二热量；获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气比热容，并基于所述水蒸气质量、所述水蒸气比热容、所述锅炉排出水蒸气温度通过热量吸收计算，得到单位时间水蒸气升温至所述锅炉排出水蒸气温度吸收的第三热量；利用所述第一热量、所述第二热量和所述第三热量，得到所述实际吸收热量。7.根据权利要求6所述的天然气锅炉的燃烧监控方法，其特征在于，所述获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气比热容，包括：获取锅炉内水蒸气的蒸汽压力；根据预设的压强与蒸气比热容的对应关系和所述蒸汽压力，确定所述蒸汽压力对应的目标蒸气比热容，并将所述目标蒸气比热容作为所述水蒸气比热容。8.根据权利要求6所述的天然气锅炉的燃烧监控方法，其特征在于，所述获取单位时间锅炉排出水蒸气的水蒸气质量，包括：获取锅炉内水蒸气的蒸汽压力和锅炉单位时间排出水蒸气的水蒸气流量；根据预设的压强与水蒸气密度的对应关系和所述蒸汽压力，确定所述蒸汽压力对应的目标水蒸气密度；将所述目标水蒸气流量和所述水蒸气密度相乘，得到所述水蒸气质量。9.一种天然气锅炉的燃烧监控装置，其特征在于，包括：基础数据获取模块，用于获取锅炉排出水蒸气温度、锅炉给水温度和锅炉给水流量；实际吸收热量计算模块，用于根据所述锅炉排出水蒸气温度、所述锅炉给水温度和所述锅炉给水流量，得到单位时间软水气化至排出水蒸气状态的实际吸收热量；锅炉热效率计算模块，用于获取单位时间天然气输入体积；并根据天然气热值、所述单位时间天然气输入体积、所述实际吸收热量，计算得到锅炉热效率；燃烧状态确定模块，用于基于所述锅炉热效率确定锅炉内天然气燃烧状态。10.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；存储器；至少一个应用程序，其中至少一个应用程序被存储在存储器中并被配置为由至少一个处理器执行，所述至少一个应用程序配置用于：执行权利要求1～8任一项所述的天然气锅炉的燃烧监控方法。

技术总结
本申请涉及数据处理领域，尤其涉及一种天然气锅炉的燃烧监控方法、装置和设备，方法包括：获取锅炉排出水蒸气温度、锅炉给水温度和锅炉给水流量；根据锅炉排出水蒸气温度、锅炉给水温度和锅炉给水流量，得到单位时间软水气化至排出水蒸气状态的实际吸收热量；获取单位时间天然气输入体积；并根据天然气热值、单位时间天然气输入体积、实际吸收热量，计算得到锅炉热效率；基于锅炉热效率确定锅炉内天然气燃烧状态。本申请可以提高燃烧状态准确度。本申请可以提高燃烧状态准确度。本申请可以提高燃烧状态准确度。


技术研发人员：朱旭东 李晓娅
受保护的技术使用者：杭州久控科技有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/7/22