[发明专利]蒸汽疏水阀监视设备、系统和相关技术

说明书

描述了与蒸汽疏水阀监视相关的设备、系统和技术。这些包括使用从其环境中采集的电力运行的无电池蒸汽疏水阀监视器、用于获取设施中或跨多个设施的疏水阀的蒸汽疏水阀监视器数据的系统、以及用于处理蒸汽疏水阀监视器数据以可靠地确定各个蒸汽疏水阀的状态和潜在地其它系统参数的技术。

相关申请资料

本申请要求于2019年8月7日提交的标题为“Steam Trap Monitoring Devices,Systems,and Related Techniques”的美国申请No.16/534,945(代理人案号PSIKP004)的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。

背景技术

蒸汽系统在各种各样的工业应用中经由热传递提供能量。由锅炉生成的蒸汽通过分配系统流向热交换器，由此将蒸汽的热量传递给负载。当热量传递到能量所导向的负载或者传递为来自分配系统的损失时，至少有一些蒸汽冷凝成液体形式(冷凝物)。这种冷凝物降低了系统的热传递的效率。冷凝物如果被剩余的流通(live)蒸汽加速到高速，那么会对系统造成灾难性的损害。进入或在系统中形成的不可凝气体(例如，氧气和二氧化碳)也会降低系统效率，并会导致系统组件的腐蚀。

蒸汽疏水阀(trap)是被设计为从蒸汽系统排放冷凝物和不可凝气体的设备，优选地具有最小的蒸汽损失。目前有几种基本类型的蒸汽疏水阀，包括例如机械疏水阀、温度疏水阀、热力(thermodynamic)疏水阀、Venturi喷嘴疏水阀等。每种类型都具有影响其对给定应用的期望性的优点和缺点。并且虽然蒸汽疏水阀有效地维持蒸汽系统的效率，但它们的特点是故障模式会导致系统效率低下和停机，因此必须定期检查和维护。但是手动检查蒸汽疏水阀会是昂贵的，或者甚至不切实际，特别是对于可能有数百甚至数千个蒸汽疏水阀的设施。

为了解决这个问题，已经开发了电子蒸汽疏水阀监视器，其自动监视与它们相关联的蒸汽疏水阀的参数并且当这些参数超过可接受的操作阈值时传输故障信号。但是，当今市场上的大多数蒸汽疏水阀监视器都存在检测故障状况的可靠性的问题，以及大多数由电池供电并且因此要求周期性电池检查和/或更换的事实，因此至少部分地无法实现安装它们的目的。

发明内容

根据各种实施方式，提供了方法、装置、设备、系统和计算机程序产品，其中至少一些与蒸汽疏水阀监视相关。

根据特定类别的实施方式，提供了方法、装置、设备、系统和计算机程序产品，其中接收蒸汽疏水阀的蒸汽疏水阀数据。蒸汽疏水阀数据包括表示蒸汽温度和冷凝物温度中的一者或两者的时间序列数据。基于时间序列数据的第一范围确定蒸汽疏水阀的正常基线操作。基于时间序列数据的一个或多个数据点确定蒸汽疏水阀的操作的改变。

根据这一类的具体实施方式，时间序列数据包括表示蒸汽温度的第一时间序列数据和表示冷凝物温度的第二时间序列数据。确定蒸汽疏水阀的正常基线操作包括：使用蒸汽疏水阀数据生成多个向量，该多个向量包括基于第一时间序列数据的一个或多个蒸汽温度包络向量以及基于第二时间序列数据的一个或多个冷凝物温度包络向量；基于第一时间序列数据确定一个或多个时段，在该一个或多个时段期间流通蒸汽正在蒸汽疏水阀处流动；以及基于确定一个或多个时段和蒸汽疏水阀的正常基线操作，处理向量的第一子集以确定在时段中的至少一个时段期间蒸汽疏水阀的状态。

根据更具体的实施方式，蒸汽疏水阀的状态包括正常、打开失败、调制或关闭失败之一。

根据另一种更具体的实施方式，确定一个或多个时段包括：使用多种方法，以使用方法中的每一种方法基于第一时间序列数据确定多个开启状态和多个关闭状态，每个开启状态和每个关闭状态具有与其相关联的置信度值；以及使用置信度值，组合多种方法的开启状态和关闭状态或从多种方法的开启状态和关闭状态中选择，以限定一个或多个时段。

根据另一种更具体的实施方式，确定一个或多个时段包括基于一个或多个蒸汽温度包络向量来确定浮动阈值的集合以及确定第一时间序列数据高于或低于对应浮动阈值的点。