锅炉一次风速在线显示系统的研究

锅炉一次风速在线显示系统的研究

在电厂锅炉运行中，对于四角布置的直流燃烧器，其风压测量多采用传统的静压表，U形管，即监测一、二次风道的静压值这种监测方式对锅炉运行和燃烧都是不科学的，因为静压无法反应一、二次风喷口的流动速度和状况，对一、二次风的调整和控制由于没有正确的、准确的监测装置，运行人员无法对锅炉进行有效的燃烧调整。严重时引起火焰中心偏移，燃烧不稳，从而导致熄火放炮，局部结焦及炉管爆漏，锅炉热效率降低在我国电站锅炉煤质多变的情况下，这些问题已严重地危及机组的安全、经济运行。

　　随着电站锅炉向大容量和高参数发展，仅用静压表计作为运行人员监控提供数据已不能适应机组安全、经济运行的要求因此为运行人员提供可靠的实时监测燃烧器风速参数已显得十分迫切和重要。

　　武汉大学与湖南金竹山电厂开发的这套风速监测系统，主要用于监测锅炉一次风速，帮助运行人员准确调整锅炉燃烧配风，使锅炉运行达到配风均匀，燃烧稳定，防止堵管的目的最终提高锅炉运行稳定性及燃烧效率。其具体的组成框图如所示1硬件系统构成该系统由信号转换、数据采集和数据管理3部分构成采用的硬件设备均适合于在工业基金项目：湖南省电力科技项目1952-），男，教授，硕士生导师，从事智能仪表。智能控制及电厂热工自动化方面的研究以及压力传感器等组成在一个周期内，PC机通过向下发送指令，通过ADAM4520和ADAM 4018采得各个通道压力传感器来自现场的数据，将其通过运算保存并送显示，以达到风速监测的目的。为了得到更为准确的风速值，还可用热电偶测得风温，对风速信号进行温度补偿1.1压力传感器压力传感器采用的是武汉超宇公司生产的CY2000系列的微压微差压变送器它选用进口的高精度、高稳定性传感器芯片，采用铝合金外壳和应力隔离技术组装，该传感器的主要特点是精度高、稳定性好，微压补偿线性放大，因此特别适合风道的压力（差压）监测本系统中采用的CY2000微压变送器的量程为0~ 1KP，测量精度是0. 2级，过载极限是量程的1.5倍，使用前应确认被测量不超过量程范围安装时采用水平安装，因为其他安装形式会对零点输出有影晌标牌下有两个孔，正对着调零电位器和量程电位器在进行标定的时候，只需拧松标牌，调整相应的电位器即可测量时通过动压测量元件仿机翼测速管得到各个一次风管内的动压，并引入差压变送器，经温度补偿，线性放大，V"变换，将压力信号转换为今20mA或1~ 5V标准信号输出。

　　风速的具体计算公式如下：采用热电偶测量风温换算得到的。

　　传感器是直接安装在就地控制箱上固定的，在用软管把高低压介质从各风道上引到变送器对应的压力入口因为本系统采用的是4~20mA的信号，必须按电流输出型接线。每个变送器的输出电流都送入eAMM，模块的S驵应数据通道。具本的安装和接线如图I 1.2数据采集器ADAM4018数据采集模块选用Advantech的8通道模拟量输入模块ADAM4018其特点主要有：输入灵活，七20mA，0~2.5V的各种分度号的热电偶，mV等信号输入；采集速率为10点/s，精度为±38.4kbps；网络能力：最多256台；体积小，安装简便1.3通讯转换器ADAM4520多台数据采集模块ADAM4518组成网络采用的是RS-485通讯方式，PC机通用的串行通讯接口是RS-232通讯方式，为实现这2种通讯方式之间的连接，米用Advantech的八0人皿4520模块，实现只3-485川3-232的转换最高转换速率可达34吐卩8；通讯距离可达1km；电源范围可宽至：+ 10~+30V；耐压可达500V1.4嵌入式平板计算机PCC120系统上位机采用Advantech的嵌入式平板计算机PPC120，直接安装在控制屏上作为数据采集、管理、记录、分析、计算控制及显示的核心，其主要参数如下：采用12英寸的TFT真彩平板液晶显示器，视角为135°，有效距离4m显示器分辨率串行通讯口（1），10M以太网接口（1），并行打印口（1）；PS/2鼠标接口（1），标准键盘接口（1），软盘驱动器接口（1）；一体化设计主板、显示器、硬盘及其它外围设备集成在（300mmK外壳内，适合嵌入式安装在控制盘上；2上位机软件构成上位计算机软件构成如所示。

　　近年来VB已广泛地应用于工业控制，由于VB的通用性，我们采用VB来实现系统的上风速显示：包括实时棒图显示和平均棒图显示，以及实时趋势和历史趋势显示，和现场环境相对应，以图形的方式形象地实时地表示风速的变化数据库的管理和查询：实时数据、平均数据和历史数据的记录，定时删除实时数据和平均数据，历史数据和故障数据的查询串口通信：通过ADAM4520模块和数据采集模块ADAM4018通信，取得各数据通道的测量值并换算成实际的风速值，然后存入数据库面画面画- -"风速实时棒图x风速实时数值风湮下限报聱x风速下下限报警q风速平均棒图风速实时趋势苗乎均风速显示1-风温日平均风速日平均曲线1越限时间及次数风速下限风速下下限1-停炉判断工零点校验倨程校验1-手动设置校验、报警设置：对各通道进行校验，得到零点校验、量程校验以及零点手调的值，以尽量消除各种可能产生的偏差；设置风速下限和下下限，发出相应的报警，并记录到当日故障文件中。

　　系统软件构成软件实现的关键技术3.1风速显示程序启动时加入实时棒图画面，各棒条的长度随着各通道的具体值而加长或减短，这是用MSChart控件来实现的，把一时刻各通道的具体值赋给一数组，然后将ChartData属性设为该数组实时趋势的显示也是由MSChart控件实现的。

　　报警的闪烁是由改变Shape控件的Fillcolor属性而实现的，分别对于越风速下限和下下限的情况表现出不同的颜色，从而报警3. 2数据库的管理和查询程序需要记录各通道的实时数据，对其进行运算，得到平均数据和历史数据，生成每日的历史文件，并保存到数据库中。此外还有零点校验量程校验和零点手调的值，每设置一次就记录一次，并在程序执行的时候进行调用。因此，在这个数据库中要涉及到6个基本的表格，实时数据、平均数据、历史数据和零点校验、量程校验和零点手调在每天晚上12点，要将历史数据生成以日期命名的当日的历史数据表，并将原历史数据表格中的数据删除，以便保存第二天的历史数据值。

　　考虑到实现的方便及性能的要求，采用了Access数据库该监测系统是采用ADO与数据库连接的：15之所以具有强大。能和灵活性于它可以连接到不同的数据提供者/ww并仍能使用相同的编程模式，而不管给定提供者的特定特性是什么这里选用的提供者是MicrosoftJet，不同于ODBC数据库需要在控制面板的ODBC数据源中创建新的数据源，它在程序中用较简单的语言即可实现与数据库的连接，因此较为简单和方便设计时，先定义一个Connection对象，并在其属性中设定数据库的弓|擎为MicrosoftJet，和该数据库相连，然后再定Recordset和Command对象，即可对数据库进行读与操作。因为各个窗体都有可能对数据库进行操作，所以就在模块Modulel里把各对象定义成公共的对象对数据库的查询用到的是SQL语句。在本监控系统中，用到SQL语句最多的就是历史数据查询。当从数据库中查到了历史数据，也是通过MSChart控件显示出来的；若是找不到历史数据，就弹出对话框：“当日无历史纪录！”故障数据的查询也与此类j似3.3串口通信VB串口通信有许多文章进行论述，本文采用VB的MSComm控件来实现串口通讯根据ADAM模块的通信规约，首先须向ADAM模块送命令：AAN，其中是一个界定符，AA时代表模块地址的两字节十六进制数，N表示所要选的通道在命令的结尾须加上表示属性可米用默认值，其CommPort属性须根据实际情况而定，Rthreshold属性设为1，表示接受到一个字符，就触发通讯事件。用Timer控件来控制指令的发出和数据的采集3.4校验、报警设置程序专门设计了一个画面供报警设置，其中包括风速下限报警值，风速下下限报警值，堵管风速值，无信号时间值，以及认为无信号的文件长度。运行人员和操作人员可以对其进行设置还有一个画面是校验设置的信号，主要是为了消除测量中产生的偏差所有差压变送器的送气口断开，即送零信号，调节调零电位器，使实时差压信号在零点处变动，然后按零点校验按钮，得到各通道的零点校验值；所有差压变送器送满量程信号，调节量程电位器，使实时差压信号在满量程处（1KP）变动，然后按量程校验按钮，就得到了量程校验值最后等校验完成后按校验确认按钮，如果校验的误差在允许范围内，会弹出校验完成的信息框，否则会弹出误差超过规定的信息丨框如果认为校验不合格，可以按重新校验按钮进行重新校验每次校验和报警设置的值都会存入相应的数据表中，方便使用时进行调甩4结束语本文介绍了一种风速监测系统的设计方案，对其硬件配置和软件组成进行了详细描述，并的特点。同传统的风速监测系统相比较，该系统能够直观实时准确地反映锅炉的风速，为锅炉的安全运行提供了保障我们已成功地将这一方案应用在湖南金竹山电厂中，实践证明这一方案是可行的，取得了良好的效果