鍋爐一次風速在線顯示系統(tǒng)的研究

在電廠鍋爐運行中，對于四角布置的直流燃燒器，其風壓測量多采用傳統(tǒng)的靜壓表，U形管，即監(jiān)測一、二次風道的靜壓值這種監(jiān)測方式對鍋爐運行和燃燒都是不科學(xué)的，因為靜壓無法反應(yīng)一、二次風噴口的流動速度和狀況，對一、二次風的調(diào)整和控制由于沒有正確的、準確的監(jiān)測裝置，運行人員無法對鍋爐進行有效的燃燒調(diào)整。嚴重時引起火焰中心偏移，燃燒不穩(wěn)，從而導(dǎo)致熄火放炮，局部結(jié)焦及爐管爆漏，鍋爐熱效率降低在我國電站鍋爐煤質(zhì)多變的情況下，這些問題已嚴重地危及機組的安全、經(jīng)濟運行。

　　隨著電站鍋爐向大容量和高參數(shù)發(fā)展，僅用靜壓表計作為運行人員監(jiān)控提供數(shù)據(jù)已不能適應(yīng)機組安全、經(jīng)濟運行的要求因此為運行人員提供可靠的實時監(jiān)測燃燒器風速參數(shù)已顯得十分迫切和重要。

　　武漢大學(xué)與湖南金竹山電廠開發(fā)的這套風速監(jiān)測系統(tǒng)，主要用于監(jiān)測鍋爐一次風速，幫助運行人員準確調(diào)整鍋爐燃燒配風，使鍋爐運行達到配風均勻，燃燒穩(wěn)定，防止堵管的目的最終提高鍋爐運行穩(wěn)定性及燃燒效率。其具體的組成框圖如所示1硬件系統(tǒng)構(gòu)成該系統(tǒng)由信號轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理3部分構(gòu)成采用的硬件設(shè)備均適合于在工業(yè)基金項目：湖南省電力科技項目1952-），男，教授，碩士生導(dǎo)師，從事智能儀表。智能控制及電廠熱工自動化方面的研究以及壓力傳感器等組成在一個周期內(nèi)，PC機通過向下發(fā)送指令，通過ADAM4520和ADAM 4018采得各個通道壓力傳感器來自現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，將其通過運算保存并送顯示，以達到風速監(jiān)測的目的。為了得到更為準確的風速值，還可用熱電偶測得風溫，對風速信號進行溫度補償1.1壓力傳感器壓力傳感器采用的是武漢超宇公司生產(chǎn)的CY2000系列的微壓微差壓變送器它選用進口的高精度、高穩(wěn)定性傳感器芯片，采用鋁合金外殼和應(yīng)力隔離技術(shù)組裝，該傳感器的主要特點是精度高、穩(wěn)定性好，微壓補償線性放大，因此特別適合風道的壓力（差壓）監(jiān)測本系統(tǒng)中采用的CY2000微壓變送器的量程為0~ 1KP，測量精度是0. 2級，過載極限是量程的1.5倍，使用前應(yīng)確認被測量不超過量程范圍安裝時采用水平安裝，因為其他安裝形式會對零點輸出有影晌標牌下有兩個孔，正對著調(diào)零電位器和量程電位器在進行標定的時候，只需擰松標牌，調(diào)整相應(yīng)的電位器即可測量時通過動壓測量元件仿機翼測速管得到各個一次風管內(nèi)的動壓，并引入差壓變送器，經(jīng)溫度補償，線性放大，V"變換，將壓力信號轉(zhuǎn)換為今20mA或1~ 5V標準信號輸出。

　　風速的具體計算公式如下：采用熱電偶測量風溫換算得到的。

　　傳感器是直接安裝在就地控制箱上固定的，在用軟管把高低壓介質(zhì)從各風道上引到變送器對應(yīng)的壓力入口因為本系統(tǒng)采用的是4~20mA的信號，必須按電流輸出型接線。每個變送器的輸出電流都送入eAMM，模塊的S駔應(yīng)數(shù)據(jù)通道。具本的安裝和接線如圖I 1.2數(shù)據(jù)采集器ADAM4018數(shù)據(jù)采集模塊選用Advantech的8通道模擬量輸入模塊ADAM4018其特點主要有：輸入靈活，七20mA，0~2.5V的各種分度號的熱電偶，mV等信號輸入；采集速率為10點/s，精度為±38.4kbps；網(wǎng)絡(luò)能力：最多256臺；體積小，安裝簡便1.3通訊轉(zhuǎn)換器ADAM4520多臺數(shù)據(jù)采集模塊ADAM4518組成網(wǎng)絡(luò)采用的是RS-485通訊方式，PC機通用的串行通訊接口是RS-232通訊方式，為實現(xiàn)這2種通訊方式之間的連接，米用Advantech的八0人皿4520模塊，實現(xiàn)只3-485川3-232的轉(zhuǎn)換最高轉(zhuǎn)換速率可達34吐卩8；通訊距離可達1km；電源范圍可寬至：+ 10~+30V；耐壓可達500V1.4嵌入式平板計算機PCC120系統(tǒng)上位機采用Advantech的嵌入式平板計算機PPC120，直接安裝在控制屏上作為數(shù)據(jù)采集、管理、記錄、分析、計算控制及顯示的核心，其主要參數(shù)如下：采用12英寸的TFT真彩平板液晶顯示器，視角為135°，有效距離4m顯示器分辨率串行通訊口（1），10M以太網(wǎng)接口（1），并行打印口（1）；PS/2鼠標接口（1），標準鍵盤接口（1），軟盤驅(qū)動器接口（1）；一體化設(shè)計主板、顯示器、硬盤及其它外圍設(shè)備集成在（300mmK外殼內(nèi)，適合嵌入式安裝在控制盤上；2上位機軟件構(gòu)成上位計算機軟件構(gòu)成如所示。

　　近年來VB已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制，由于VB的通用性，我們采用VB來實現(xiàn)系統(tǒng)的上風速顯示：包括實時棒圖顯示和平均棒圖顯示，以及實時趨勢和歷史趨勢顯示，和現(xiàn)場環(huán)境相對應(yīng)，以圖形的方式形象地實時地表示風速的變化數(shù)據(jù)庫的管理和查詢：實時數(shù)據(jù)、平均數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的記錄，定時刪除實時數(shù)據(jù)和平均數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)的查詢串口通信：通過ADAM4520模塊和數(shù)據(jù)采集模塊ADAM4018通信，取得各數(shù)據(jù)通道的測量值并換算成實際的風速值，然后存入數(shù)據(jù)庫面畫面畫- -"風速實時棒圖x風速實時數(shù)值風湮下限報聱x風速下下限報警q風速平均棒圖風速實時趨勢苗乎均風速顯示1-風溫日平均風速日平均曲線1越限時間及次數(shù)風速下限風速下下限1-停爐判斷工零點校驗倨程校驗1-手動設(shè)置校驗、報警設(shè)置：對各通道進行校驗，得到零點校驗、量程校驗以及零點手調(diào)的值，以盡量消除各種可能產(chǎn)生的偏差；設(shè)置風速下限和下下限，發(fā)出相應(yīng)的報警，并記錄到當日故障文件中。

　　系統(tǒng)軟件構(gòu)成軟件實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)3.1風速顯示程序啟動時加入實時棒圖畫面，各棒條的長度隨著各通道的具體值而加長或減短，這是用MSChart控件來實現(xiàn)的，把一時刻各通道的具體值賦給一數(shù)組，然后將ChartData屬性設(shè)為該數(shù)組實時趨勢的顯示也是由MSChart控件實現(xiàn)的。

　　報警的閃爍是由改變Shape控件的Fillcolor屬性而實現(xiàn)的，分別對于越風速下限和下下限的情況表現(xiàn)出不同的顏色，從而報警3. 2數(shù)據(jù)庫的管理和查詢程序需要記錄各通道的實時數(shù)據(jù)，對其進行運算，得到平均數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，生成每日的歷史文件，并保存到數(shù)據(jù)庫中。此外還有零點校驗量程校驗和零點手調(diào)的值，每設(shè)置一次就記錄一次，并在程序執(zhí)行的時候進行調(diào)用。因此，在這個數(shù)據(jù)庫中要涉及到6個基本的表格，實時數(shù)據(jù)、平均數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和零點校驗、量程校驗和零點手調(diào)在每天晚上12點，要將歷史數(shù)據(jù)生成以日期命名的當日的歷史數(shù)據(jù)表，并將原歷史數(shù)據(jù)表格中的數(shù)據(jù)刪除，以便保存第二天的歷史數(shù)據(jù)值。

　　考慮到實現(xiàn)的方便及性能的要求，采用了Access數(shù)據(jù)庫該監(jiān)測系統(tǒng)是采用ADO與數(shù)據(jù)庫連接的：15之所以具有強大。能和靈活性于它可以連接到不同的數(shù)據(jù)提供者/ww并仍能使用相同的編程模式，而不管給定提供者的特定特性是什么這里選用的提供者是MicrosoftJet，不同于ODBC數(shù)據(jù)庫需要在控制面板的ODBC數(shù)據(jù)源中創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)源，它在程序中用較簡單的語言即可實現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的連接，因此較為簡單和方便設(shè)計時，先定義一個Connection對象，并在其屬性中設(shè)定數(shù)據(jù)庫的弓|擎為MicrosoftJet，和該數(shù)據(jù)庫相連，然后再定Recordset和Command對象，即可對數(shù)據(jù)庫進行讀與操作。因為各個窗體都有可能對數(shù)據(jù)庫進行操作，所以就在模塊Modulel里把各對象定義成公共的對象對數(shù)據(jù)庫的查詢用到的是SQL語句。在本監(jiān)控系統(tǒng)中，用到SQL語句最多的就是歷史數(shù)據(jù)查詢。當從數(shù)據(jù)庫中查到了歷史數(shù)據(jù)，也是通過MSChart控件顯示出來的；若是找不到歷史數(shù)據(jù)，就彈出對話框：“當日無歷史紀錄！”故障數(shù)據(jù)的查詢也與此類j似3.3串口通信VB串口通信有許多文章進行論述，本文采用VB的MSComm控件來實現(xiàn)串口通訊根據(jù)ADAM模塊的通信規(guī)約，首先須向ADAM模塊送命令：AAN，其中是一個界定符，AA時代表模塊地址的兩字節(jié)十六進制數(shù)，N表示所要選的通道在命令的結(jié)尾須加上表示屬性可米用默認值，其CommPort屬性須根據(jù)實際情況而定，Rthreshold屬性設(shè)為1，表示接受到一個字符，就觸發(fā)通訊事件。用Timer控件來控制指令的發(fā)出和數(shù)據(jù)的采集3.4校驗、報警設(shè)置程序?qū)ｉT設(shè)計了一個畫面供報警設(shè)置，其中包括風速下限報警值，風速下下限報警值，堵管風速值，無信號時間值，以及認為無信號的文件長度。運行人員和操作人員可以對其進行設(shè)置還有一個畫面是校驗設(shè)置的信號，主要是為了消除測量中產(chǎn)生的偏差所有差壓變送器的送氣口斷開，即送零信號，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使實時差壓信號在零點處變動，然后按零點校驗按鈕，得到各通道的零點校驗值；所有差壓變送器送滿量程信號，調(diào)節(jié)量程電位器，使實時差壓信號在滿量程處（1KP）變動，然后按量程校驗按鈕，就得到了量程校驗值最后等校驗完成后按校驗確認按鈕，如果校驗的誤差在允許范圍內(nèi)，會彈出校驗完成的信息框，否則會彈出誤差超過規(guī)定的信息丨框如果認為校驗不合格，可以按重新校驗按鈕進行重新校驗每次校驗和報警設(shè)置的值都會存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)表中，方便使用時進行調(diào)甩4結(jié)束語本文介紹了一種風速監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案，對其硬件配置和軟件組成進行了詳細描述，并的特點。同傳統(tǒng)的風速監(jiān)測系統(tǒng)相比較，該系統(tǒng)能夠直觀實時準確地反映鍋爐的風速，為鍋爐的安全運行提供了保障我們已成功地將這一方案應(yīng)用在湖南金竹山電廠中，實踐證明這一方案是可行的，取得了良好的效果