專利名稱：：一次風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，特別是一種用在電廠等大型錫爐上的一次風、粉監(jiān)測系統(tǒng)。技術背景火力發(fā)電廠中，采用四角切圓燃燒方式麴鐮爐最為普遍，對于四角布置的直流燃燒器，其風量和煤粉量分配的均勻性自爐安全和經(jīng)濟運行起著重要作用。同時保持合理的一、二次風速是建立良好的爐內(nèi)空氣動力工況和達到高效穩(wěn)燃的重要條件。燃煤鍋爐的一次風速和管內(nèi)煤粉濃度以及二次風速的大小，對燃燒效果有很大影響。目前許多電廠鍋爐在實際運行時，對一、二次風速的監(jiān)測廣泛采用靜壓表(即監(jiān)測一、二次風道的靜壓值)間^地反映風、粉運行的方法。這種傳統(tǒng)的監(jiān)測方式對鍋爐優(yōu)化運行和燃燒配鳳調(diào)整存在直觀性差、準確性低等缺點。由于缺乏有效的一、二次風速在線監(jiān)測手段，運行人員在裉大程度上盲目進行調(diào)整，往往導致一、二次風比例嚴重失調(diào)、二次風門狀態(tài)混亂，堵管事件頻繁發(fā)生，個別一次風管磨損嚴重，角缺鳳或噴口缺風甚至無風，引發(fā)爐內(nèi)火焰中心偏斜、燃燒不穩(wěn)，從而發(fā)生熄火放炮，水冷壁局部結(jié)焦及爐內(nèi)爆管，灰渣可燃物增大、排煙溫度升高和鍋爐效率偏低等問題。通常情況下，火力發(fā)電廠燃煤鍋爐制粉系統(tǒng)分成三種形式燃用無煙煤或貧煤的熱風送粉中儲式制粉系統(tǒng)、燃用煙煤的乏氣送粉中儲式制粉系統(tǒng)以及燃用煙煤或褐煤的直吹式制粉系統(tǒng)(其中也包括雙進雙出銅球磨煤機直吹式制粉系統(tǒng))。制粉系統(tǒng)的形式對一次風、粉在線監(jiān)測系統(tǒng)一次元件(動壓管或靜壓管)工作的可靠性和測量數(shù)據(jù)的精度有很大影響。制粉系統(tǒng)形式不同，對一次元件的技術要求也不同。①熱風送粉制l粉系統(tǒng)在熱風送粉制粉系統(tǒng)中，一次元件安裝在混合器前的熱風管段，因此，一次元件沒有磨損和堵塞問題。熱風送粉中儲式制粉系統(tǒng)一次風、粉在線監(jiān)測技術目前較為成熟且已廣泛應用，主要技術原理是測定煤粉、空氣和煤粉空氣混合物的溫度以及空氣流量，利用煤粉與熱空氣混合過程的熱平衡來確定煤粉濃度、流量。但由于這種技術是以風粉溫度的變化作為測量的基礎，因而它對乏氣送粉中儲式制粉系繚及直吹式黼粉系統(tǒng)并不能適用。②乏氣送粉的制粉系統(tǒng)在中儲式乏氣送粉的制粉系統(tǒng)中，乏氣中帶有少量的煤粉，即使一次元件安裝在風粉混合器前，也有磨損和堵塞的問題。國內(nèi)幾家單位在一次風粉在線監(jiān)測技術的應用中由于沒有解決其中的關鍵性問題，普遍存在著堵塞、速度波動、測量偏差大等問題，實際上也并沒有取得成功，因此一次風粉在線監(jiān)測技術在乏氣制粉系統(tǒng)中并沒有得到推廣應用。③直吹式制粉系統(tǒng)直吹式制粉系統(tǒng)安裝一次風粉在線監(jiān)測裝置，因煤粉濃度很大，其一次元件磨損和堵塞問題較乏氣送粉系統(tǒng)更嚴重，準確測量數(shù)據(jù)更具有難度?，F(xiàn)有用于直吹式制粉系統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)是乖i用防堵、防磨動壓探頭，測量含塵氣流中代表點的動壓；同時利用防堵靜壓灘暈裝置準確測量某一代表管段的阻力。該動壓、阻力與氣流速度、煤粉濃度有關，根據(jù)氣流速度、煤粉濃度與測得的動壓和阻力之間的關系以及通過現(xiàn)場試驗標定得出的系數(shù)，得出被測含塵氣流流速和煤粉濃度。其關鍵技術采用了小流速潔凈壓縮空氣連續(xù)吹掃探頭，解決探頭堵塞問題，采用特殊材料解決探頭磨損的問題。但該項技術過于復雜，其中的關鍵技術是否已解決，還有待于在實際應用中檢驗。目前國際、國內(nèi)尚無廣泛應用的適合于中儲式乏氣送粉制粉系統(tǒng)的一次風粉監(jiān)測技術(同時適合于直吹式制粉系統(tǒng))。為滿足運行優(yōu)化包括低NOx燃燒控制的要求，非常有必要研究開發(fā)一種可靠、準確的并在工業(yè)上廣泛應用的一次風粉在線監(jiān)測技術。通過以上比較，可知在乏氣送粉制粉系統(tǒng)^在直吹式制粉系統(tǒng)上使用一次風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)，其關鍵技術是如何解決一次;^《牛的磨損和堵塞的問題以及測量數(shù)據(jù)的精度。要解決以上問題必須依靠科學的監(jiān)測手段，才能直觀地反映出一次風、粉的運行情況，才能使司爐有的放矢地進行調(diào)節(jié)，以保持鍋爐^^燒系統(tǒng)最佳的風、煤比，保證鍋爐安全、經(jīng)濟運行。因此，開發(fā)有效的鍋爐一次風、粉在線監(jiān)鰂技術對于提高鍋爐的運行水平以及安全和經(jīng)濟性有著重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本實用新型提供一種一次風粉在線監(jiān)測裝置，其目的在于解決目前許多電廠鍋爐在實際運行時，對一、二次風速的監(jiān)測廣泛采用靜壓表直接測得的結(jié)果，只能間接地反映風、粉的運行情況，這種監(jiān)測方式對鍋爐優(yōu)化運行和燃燒配風調(diào)整存在直觀性差、準確性低，且存在探頭易磨損等缺點。不利于運行人員針對鍋爐的情況進行有效調(diào)節(jié)一、二次風，導致鍋爐效率偏低等方面存在的問題。技術方案本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)的一種一次風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系癱包括處理數(shù)據(jù)'的計算機、數(shù)據(jù)釆集模塊；其特征在于它還包括風粉在線龜钃凝和瀾量裝置；漏釁裝置釆用防磨、防堵的一次元件，它設置在被監(jiān)測的錫爐內(nèi)，它的輸出通過數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)采集模塊連接，數(shù)據(jù)釆集模塊的輸出與風粉在線監(jiān)測器連接，風粉在線監(jiān)測器的輸出與處理數(shù)據(jù)的計算機連接。測量裝置采用防磨、防堵結(jié)構，測量裝置的取壓管設置在一次風管道的側(cè)壁上，取壓管后端設有絲堵和連接管，取壓管上設有穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓器后端設有第二連接管，測量裝置的后端與壓力傳感器、壓力變送器和溫度變送器連接。風粉在線監(jiān)測器采用嵌入式計算機，其上設有用于與處理數(shù)據(jù)的計算機連接的10/100M以太網(wǎng)接口、與數(shù)據(jù)采集模塊連接的RS-485接口、與數(shù)據(jù)總線連接的RS-232接口。優(yōu)點及效果通過本實用新型技術方案的實施，能夠很好地解決目前許多電廠鍋爐在實際運行時，對一、二次風速的監(jiān)測廣泛采用靜壓表直接得出的結(jié)果進行監(jiān)測，它只能間接地反映風、粉的運行情況，對鍋爐優(yōu)化運行和燃燒配風調(diào)整存在直觀性差、準確性低及測頭易磨損、堵塞等缺點。不利于運行人員針對鍋爐的情況進行有效調(diào)節(jié)一、二次風，導致鍋爐效率偏低等方面存在的問題。本實用新型優(yōu)點如下①由于采用壓縮空氣吹掃裝置，實現(xiàn)了灘量裝置的防磨、防堵；②整個系統(tǒng)采用現(xiàn)有的計算機系統(tǒng)，安夔調(diào)試方便；③采用數(shù)據(jù)總線將各部件進行連接，其抗干擾能力強；④風速測量準確，在處理數(shù)據(jù)的計算機中可直接得到結(jié)果，非常直觀，便于工作人員操作；⑤使用方便；本系統(tǒng)的軟件操作畫面功能強大，操偉筒單明了，易于掌握，運行人員只需用10分鐘就可學會操作方法。⑥安全性高、易于維護；由于系統(tǒng)采用集散式系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，且系統(tǒng)具有3000V電壓隔離能力。系統(tǒng)中的模塊具有熱插拔能力，系統(tǒng)維護可帶電運行。由于模塊間獨立性強，所以更換元件時也非?？焖佟⒎奖?。⑦取壓裝置簡單、可靠；⑧系統(tǒng)具有可擴充能力。附國說明圖1為本實用新型各部分連接示意國；圖2為本實用新型中的糊量裝置的鰭麴示意圖；圖3為吹掃裝置連接示意圖；圖4為本實用新型用在乏氣送粉制粉系,量裝置設置的li點的示意圖；圖5為本實用新型中靜壓測點在鍋爐中設置的示意圖。具體實施方式本實用新型很好的解決了目前國際、國內(nèi)尚無廣泛應用的適合于中儲式乏氣送粉制粉系統(tǒng)的一次風粉監(jiān)測技術(同時遨合于直吹式制粉系統(tǒng))。為滿足運行優(yōu)化包括低NOx燃燒控制的要求，提供一種可靠、準確的并在工業(yè)上可廣泛應用的一次風粉在線監(jiān)測技術。也解決了在乏氣送粉制粉系統(tǒng)或在直歡式制粉系統(tǒng)上使用一次風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)時一次元件的磨損和堵塞的問題以及保證了測量數(shù)據(jù)的精度。以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式詳細說明如下，但不因具體的實施例限制本實用新型。如附圖1所示，本實用新型是一種一次風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)包括處理數(shù)據(jù)的計算機3、數(shù)據(jù)采集模塊6、7和測量裝置，它還包括風粉在線監(jiān)測器4和壓縮空氣吹掃裝置；測量裝置設置在被監(jiān)測的鍋爐內(nèi)，它與壓縮空氣吹掃裝置連接，它的輸出通過數(shù)據(jù)總線與數(shù)裾采集模塊6、7連接，數(shù)據(jù)釆集模塊6、7的輸出與風粉在線監(jiān)測器4連接，風粉在線監(jiān)測器4的輸出與處理數(shù)據(jù)的計算機3連接，處理數(shù)據(jù)的計算機通過網(wǎng)關機5、連接到廠內(nèi)的DCS系統(tǒng)8和MIS數(shù)據(jù)庫l上。如圖2所示，測量裝置采用防磨、防堵緒構，測量裝置的取壓管21設置在一次風管道26的側(cè)壁上，取壓管21后墻設有絲堵23和連接管24，取壓管21上設有穩(wěn)壓器22，穩(wěn)壓器22后端設有第二連接管25，測量裝置的后端與壓力傳感器、壓力變送器和溫度變送器連接。它后端連接壓力傳感器9、壓力變送器lO和溫度變送器ll。一次風速在線監(jiān)測系統(tǒng)的好壞取絕于壓力變送器的灘量精度，本系統(tǒng)采用壓力變送器為美國西特公司的產(chǎn)品，測量精度高，并且運行穩(wěn)定，故障率低。經(jīng)過現(xiàn)場逐一標定，風速測量準確。風粉在線監(jiān)測器4采用嵌入式計算機，其上設有用于與處理數(shù)據(jù)的計算機連接的10/100M以太網(wǎng)接口、與數(shù)據(jù)采集模塊連接的RS-485接口、與數(shù)據(jù)總線連接的RS-232接口。如圖所示，壓縮空氣吹掃裝置由為吹掃灰塵提供風源的風源管路、電磁總閥和電磁,構成，吹掃用的風澱管路通過電磯總闔和電磁閥與測量裝置連接。U)本實用新型在乏氣送粉制粉系統(tǒng)中應蹓具體設置如下-①設計原則提高鍋爐運行的安全性、經(jīng)濟性，監(jiān)測系統(tǒng)工作可靠，數(shù)據(jù)準確，為運行人員在線監(jiān)測一次風、粉的運行狀況，以便對制粉系統(tǒng)以及燃燒工況及時進行調(diào)整，提高鍋爐運行的安，、經(jīng)濟性；②一次元件必須防磨、防堵由于監(jiān)灑系統(tǒng)的一次元件安裝在乏氣送粉的管道上，乏氣攜帶制粉量10%左右的煤粉，并且風速較高，在30m/s左右，因此，一次元件必須考慮磨損、堵塞的問題，否則影響監(jiān)測的準確性和可靠性，失去研制、開發(fā)的意義；③降低成本，易于維護盡量簡化系統(tǒng)，電廠可以自己維護，更換備件。而且操作簡易，不需要培訓；④界面直觀，操作方便系統(tǒng)界面完全按WINDOWS界面風格設計，切換方便，準確直觀；基于上述要求，發(fā)明人設計了一套軟、硬件方案，并采用在電廠應用的成熟穩(wěn)定的變送器，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控軟件，實現(xiàn)一次風、粉實時在線監(jiān)測。本實用新型一次風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)工作原理如圖5所示:圖中81、煤粉倉；83、給粉機；84、混合管；86、鍋爐爐膛；67、測量裝置。根據(jù)乏氣送粉制粉系統(tǒng)的特點，通過與熱風送粉制粉系統(tǒng)上應用的一次風粉在線技術對比分析，決定在乏氣送粉制粉系統(tǒng)上采用測量靜壓，然后將靜壓再轉(zhuǎn)換成速度的監(jiān)測方法。如圖5，該方法的原理靜壓測點經(jīng)煤^濕合器至燃燒器噴口之間的阻力與一次風速度和煤粉濃度等有關，通過數(shù)學模型建立一次風速度、煤粉濃度與靜壓測點至燃燒器噴口之間的壓差所形成的數(shù)學關系，并通過鍋爐冷態(tài)試驗，確定出系統(tǒng)阻力系數(shù)，然后，通過對一次風管系統(tǒng)中的風壓、排粉風機出口溫度以及給粉機轉(zhuǎn)速等信號的采集、轉(zhuǎn)化后，輸送至監(jiān)控核心進行數(shù)據(jù)處理，計算結(jié)果數(shù)據(jù)通過兩個途徑發(fā)布出去一是通過以太網(wǎng)獨立發(fā)布，用戶可以在任何以太聯(lián)網(wǎng)的計算機上通過瀏覽器觀看；二是通過網(wǎng)關計算機，以專用通信協(xié)議方式發(fā)布數(shù)據(jù)，用來連接到廠內(nèi)DCS系統(tǒng)中。(2)管道一次風速采用靜壓法測量一次風管靜壓，利用壓力變送器將壓力信號轉(zhuǎn)換威標準電信號送入監(jiān)控核心，其基本原理為根據(jù)測壓管測得的氣流靜壓計算氣流速度。計算關系為其中，AP-尸、力式中尸、——測點處靜壓值，Pa;ppk-噴口處靜壓值，通過實漏獲得，Pa;-乏氣密度，kg/m3;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>式中A——濕空氣密度，kg/m3;t^"乏氣溫度，取排粉風機出口溫度，°c《——系統(tǒng)阻力系數(shù)，通過冷態(tài)i^驗確定；//-——煤粉濃度，通過迭代計算得出，kg/kg;*——煤粉濃度修正系數(shù)，取0.75;尸——標準大氣壓，101325Pa。(3)噴口一次風速一次風燃燒器噴口速度，由流體質(zhì)量守恒方程求得:(3)(4)式中v-Apk-A一-噴口一次風速，m/s;一噴口截面積，m2;-測點處截面積，m2;試驗測點的設置見圖4，圖中81、煤粉倉；83、給粉機；67、灘量裝置。(4)-一次風量一次風流量計算Q=Av(5).Qm=Avxp(6)式中q--次風體積流量，m3/s;Qm----次風質(zhì)量流量，kg/s。(5)溫度的測量為了降低成本，簡化系統(tǒng)，考慮到乏氣送粉制粉系銃運行時排贛風機出入口溫度變化很小，因此，利用排粉風機的入口溫度作為一次風管il的溫度。這樣可減少溫度的測量點數(shù)，將16個管遨^變測點減少到2個，降鏃使用熱偶的成本。通過數(shù)據(jù)采集模塊將溫度信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號送入監(jiān)控核心。(6)煤粉濃度的測量煤粉濃度通常采用下列計算公式進行計算。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>式中5——鍋爐燃煤量，kg/s;6--次風量，kg/s;AM——每公斤原煤被干燥所蒸發(fā)翁水分，kg/kg;AM=(AO(100-(7)式中Mm—原煤收到基水分，％;Mpc——煤粉水分，％;考慮到實際過程煤質(zhì)及其水分經(jīng)常變化，很難及時進行取樣分析，因此，通過給粉機轉(zhuǎn)速表示煤粉濃度，給粉機轉(zhuǎn)遽齙范圍櫬?lián)拣捗悍N等現(xiàn)場條件確定。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(8)其中G=("/"。).GQ(9)式中"——給粉機實際轉(zhuǎn)速，r/min;"o——給粉機額定轉(zhuǎn)速，r/min;Go——額定轉(zhuǎn)速煤粉量，kg/s。(7)—次元件防磨、防堵在乏氣送粉的制粉系統(tǒng)中安裝一次風^t在線監(jiān)瀾系統(tǒng)，實際應用中齣關鍵問題在于一次元件工作的可靠性，即一次元件的磨損和堵塞樹題。因此，在阜新發(fā)電廠200MW機組鍋爐開發(fā)應用能夠直ftl^靜壓，然后轉(zhuǎn)iW瑰度的一次風、粉在線監(jiān)測裝置。靜壓取壓方式具有防磨、防堵的功能，但個勢it青況下，系統(tǒng)仍會發(fā)生測量裝置的堵塞問題，因此在系統(tǒng)中設計了壓縮空氣吹掃系統(tǒng)，使一次風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)更加可靠，能夠解決一次元件在運行中的堵塞問題。一次風、粉在線監(jiān)測裝置，具有防磨、防堵，一次風速直觀的技術特點，因而簡單實用，對鍋爐運行的安全性、經(jīng)濟性有著深遠的意義。(8)壓縮空氣吹掃系統(tǒng)工作原理吹掃原理如下首先關閉測量管路上的電磁閥，然后打開吹掃管路上的電磁閥，用壓縮空氣進行吹掃。吹掃完畢后將吹掃管路上的電磁麴關閉，再打開測量管路上的電磁閥，恢復工作狀態(tài)。吹掃裝置具體見圖3，圖中61、提供風源的風源管路；62、電磁總閥；63、64、電ft閥；65、壓力變送器；66、管道;67、測量裝置。(9)主要參數(shù)的選取采用數(shù)學模型(1)實現(xiàn)由靜壓向速度齣轉(zhuǎn)換，需考慮模型計算的準確性，使之必須具有一定的精度，以符合工程的藥求，有些參數(shù)翳綴過軾驗鑭量外，其它參數(shù)則直接給定。如濃度修正系數(shù)、乏氣密度、煤粉濃度等。下面以2003年撫順發(fā)電廠2號爐冷態(tài)空氣動力場試驗數(shù)鑼以及熱態(tài)下的運行參數(shù)為依據(jù)，利用公式(1)進行計算、比較，以驗證這些豢數(shù)以及建立的數(shù)學模型是否合理。需要說明的是，熱態(tài)下釣一次風速并沒有實際潮量，而是采用公式(1)計算得出的，通過與表盤顯示的冷、熱態(tài)一次風壓比較來看，數(shù)學模型是合理的。表3為2003年撫順發(fā)電有限公司2號爐冷態(tài)空氣動力場軾驗數(shù)據(jù)。由表3中的2號管可看出，在管道風速24.5m/s時，對應的管道一次風壓為2.2kPa，可以預測在冷態(tài)下管道風速28m/s時，對應的一次風壓為3kPa左右。表3冷態(tài)下一次風管纖TO灘纛結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>卿煤粉體積煤是一種脆性的物質(zhì)，在機械力的作用下維驗,戚爆粉。在一般tt磨煤設備中，褐煤的最大粒徑可達10001500Htt，無煙纖的最大粒徑為200250um，大部分煤粉的尺寸為2090Pm。燦驗的形狀既不是球形，也不是方形，是一種無規(guī)則的多面體。它的表面積很大，比同體積的正方體的表面積要大IOO倍以上，這對燃燒的組織是很有利的。煤粉和空氣的比重相差很大，lkg煤粉的體積大約只有l(wèi)kg空氣體積的1/2000，即lkg空氣的體積比同等重量的煤粉體積大2000倍左右。運行中的煤粉鍋爐一次風中的煤粉濃度為0.30.5kg/kg，因此一次風中的煤粉體積徼乎其徽，沒有必要考慮煤粉的體積。因此，在計算風管風速及噴口流速時，不計爆粉的體積。(11)煤粉濃度及其修正系數(shù)表4為煤粉濃度及其修正系數(shù)對計算鑰幾影響的匯總結(jié)果。據(jù)有關資料介紹，煤粉濃度修正系數(shù)在0.730.77之間。由表4中看出煤粉濃度修正系數(shù)采用0.730.77時，速度鑣差不大，約0.2m/s，可見，煤粉濃度修正系數(shù)的變化對計算風速的影響很小。試驗中選取煤粉濃度修正系數(shù)為0.75，介于0.730.77之間。煤粉濃度在0.30.5kg/kg時，一次風計算速度與設計值偏差在0.6lm/s之間，設計條件下的煤粉濃度為0.33kg/kg,而在乏氣送粉制粉系統(tǒng)中實際煤粉濃度基本在0.30.4kg/kg之間，一次風f計算速度與設計值偏差在0.20.6m/s之間，因此，煤粉濃度對計算結(jié)果的髒響也很小。試驗中煤粉濃度通過迭代計算確定。表4煤粉濃度及其修正系數(shù)瓛計算結(jié)果齙影響比較<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>(12)全程煤粉濃度修正，靜a灘慮鹼讖置如纖5所示，采用公式(i)進行計算時還霱說嘴tt聶，由于靜壓測點位置如距離煤粉混合器有一定的距離，去掉90。彎頭的尺寸，一般為5m左右，見圖5。一般情況下200MW機組鍋爐管道靜壓測點蹈竊媒粉潘合器的長度再外加一個彎頭，在設計風速下，其計算阻力為120Pa左右，若考慮煤粉濃度的影響，這部分阻力最多為154Pa,與純空氣狀態(tài)下的阻力相比，高出32Pa，而熱態(tài)下每根管道的平均靜壓測點與燃燒器噴口之間的阻力大約為3000Pa，因此這段阻力只有全程阻力的1%左右。因此在阻力計算時可考慮管道全程的煤粉濃度修正，而不必分段計算，這樣經(jīng)過簡化后并不^影響風速計算，從而在工程上使靜壓轉(zhuǎn)化為速度成為可能。(13)管道堵塞、噴口結(jié)渣時采取的措施當遇到個別管道堵塞或噴口處結(jié)焦時，采用公式(1)計算出的速度會較正常時大很多，這一點與采用動壓監(jiān)測的方式不同。因此，設定了報警功能，根據(jù)冷態(tài)試驗和計算，規(guī)定出速度的上下界跟，運行時若超出界限，進行報警，及時提醒運行人員采取相應的措施。同時，仍保留顯示靜壓的功能，若速度顯示異常，可結(jié)合靜壓的變化趨勢進行監(jiān)測、判斷。(M)乏氣送粉制粉系統(tǒng)一次風粉在線監(jiān)澳i系統(tǒng)構成以風粉在線監(jiān)測器為核心設備，構成螯個監(jiān)測系統(tǒng)。風粉在線監(jiān)測器有一個以太網(wǎng)接口、一個RS485串口和一個RS-232串口。數(shù)據(jù)采集模塊通過RS-485連接到風粉在線監(jiān)溯器上。風粉在線監(jiān)測器通過采集模塊獲得原始數(shù)據(jù)，進行相應計算。計算結(jié)果數(shù)據(jù)通過兩個途徑發(fā)布出去一是通過以太網(wǎng)獨立發(fā)布，用戶可以在任何以太聯(lián)網(wǎng)的計算機上通過瀏覽器觀看；二是通過Modbus協(xié)議方式發(fā)布數(shù)據(jù)，用來連接到廠內(nèi)DCS系統(tǒng)中。每臺200MW機組有兩個排粉風機，16條輸粉管。需要測量的物理量是*排粉風機入口溫度，2個*給粉機轉(zhuǎn)速，16個*乏氣風管壓力，16個這些物理量的淵量方法如下每條輸煤管，在混合器之前，安裝l個壓力變送器，選用4示準420mA輸出的模擬變送器。溫度采用熱電偶測量，通it溫度變送器轉(zhuǎn)為420mA信號。給粉機轉(zhuǎn)速的測量，需要從現(xiàn)有DCS系統(tǒng)中提取現(xiàn)有DCS系統(tǒng)中，己有給粉機轉(zhuǎn)速420rnA信號，通過一個1轉(zhuǎn)2的信號調(diào)理模塊取出轉(zhuǎn)速信息。監(jiān)控硬件選用臺灣研華4017模塊，該模塊價格低，有8路模il量輸入，簡單易用。圖1為本實用新型系統(tǒng)總體的連摻圈，圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖如圖IO所示。(15)風粉在線監(jiān)測器風粉在線監(jiān)溯器是一臺專用的嵌入式計箅機。采用網(wǎng)絡方式與電廠的生產(chǎn)系統(tǒng)連接，電廠用杏f準的IE就可以實現(xiàn)監(jiān)^功能。同時以Modbus方式將數(shù)200720010344.6說明書第11/14頁據(jù)發(fā)送給廠內(nèi)計算機監(jiān)控系統(tǒng)。風粉在線臃,具備計算功能，全部計算都在這里完成，向上級輸送的是結(jié)果數(shù)據(jù)，保證夷鍵技術不會泄漏。10/100M以太網(wǎng)接口把風粉在線監(jiān)瀾纖遂入計算機網(wǎng)絡，這是唯一必需的標準接口，用于系統(tǒng)配置、管理，數(shù)據(jù)監(jiān)控、査詢。(16)系統(tǒng)配置攀GX1-300MHzCPU攀12訓SDRAM*PCI、PC/104+擴展總線30G2.5"HDD(16)接口參10/100M以太網(wǎng)*RS-485，用于連接采集模塊RS-232,用于Modbus接口(17)采集系統(tǒng)輸入通道連線接法每個4017有8個邋lt,其中通道05為差分通道，例如通道0的兩根接線分別為VinO+和Vin0-，通道67為單端通道，共用一根AGND線。通道分配見表6。表6通道分配表煤倉輸煤管物理量地址通道煤倉輸煤管物理量地址通道溫度14溫度41靜壓P1()1靜壓P02靜壓P112靜壓P51靜壓P123靜壓P214靜壓P1324靜壓P53靜壓P205靜壓P606靜壓P216靜壓P61靜壓P22"7靜壓P628靜壓P238靜壓P6311靜壓P3021靜壓P■702靜壓P312靜壓P71靜壓P323靜壓P724靜壓P334靜壓P735靜壓P405靜壓P8013<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>壓力變送器連接方式壓力變送器輸出為42teiA信號，需要一個250Q精密電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號。壓力變送器連接在4017的兩管線間接一個250歐姆的電阻R。溫度變送器輸出為420mA信號，需要一個250Q精密電阻Rl轉(zhuǎn)換成l5V電壓信號。溫度變送器為兩線工作方式，供電與輸出在同一對導線上。變送器與250Q精密電阻串聯(lián)，連接到電源上。精密電阻兩端連接到4017的輸入端。(18)系統(tǒng)軟件功能本系統(tǒng)軟件分為以下幾個部分爭數(shù)據(jù)采集軟件包負責接收1-7000模塊所采集的現(xiàn)場信號；魯數(shù)據(jù)計算軟件包負責將采集來的原始數(shù)據(jù)進行處理、運算，生成所需的各種數(shù)據(jù)；令數(shù)據(jù)輸出接口負責將各種數(shù)據(jù)以Modbus方式上報給其他應用系統(tǒng)；爭圖形組態(tài)軟件包將用戶所需數(shù)據(jù)以各種形式顯示在屏幕上，如各風管一次風速棒圖、一次風煤粉濃度棒圖等；令歷史數(shù)據(jù)處理軟件包將實時數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮后存入歷史數(shù)據(jù)庫中，使用戶可以在任意時刻以歷史數(shù)據(jù)趨勢曲線的形式査詢以前的數(shù)據(jù)信息。(19)系統(tǒng)技術參數(shù)①工作電源AC220V±10%:②工作溫度-10°C60°C:③箱體、柜體防護等級壓力數(shù)采箱IP55，溫度數(shù)采箱IP66;④歷史數(shù)據(jù)存儲時間》l年；⑤一次元件壽命》8年。本實用新型一次風粉在線監(jiān)淵系統(tǒng)特點①防磨、防堵②系統(tǒng)安裝調(diào)試方便由于系統(tǒng)釆用RS-485總線，系統(tǒng)安裝過程中，數(shù)據(jù)釆集元件及模塊均放置于現(xiàn)場，工作站放置在主控室里的控制盤上，現(xiàn)場與主控之間只需一根4芯屏蔽電纜連接(兩芯作RS-485總線用，另兩芯作DC24V電源線用)，安裝調(diào)試非常方便。③抗干擾能力強由于數(shù)據(jù)采集元件均放于現(xiàn)場，采用R5485總線，抗現(xiàn)場電磁信號干擾的能力都很強。④風速測量準確一次風速在線監(jiān)測系統(tǒng)的好壞取絕于壓力變送器的溯量糖度，本系統(tǒng)采用壓力變送器為美國西特公司的產(chǎn)品，測釐糠度高，并且運行穩(wěn)定，故障率低。經(jīng)過現(xiàn)場逐一標定，風速測量準確。⑤使用方便本系統(tǒng)畫面功能強大，操作簡單明了，易于掌握，運行人員只需用10分鐘就可學會操作方法。⑥安全性高、易于維護由于系統(tǒng)采用集散式系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，且系統(tǒng)具有3000V電壓隔離能力。系統(tǒng)中的模塊具有熱插拔能力，系統(tǒng)維護可帶電運行。由于模塊闌獨立性強，所以更換元件時也非?？焖?、方便。⑦取壓裝置簡單、可靠⑧系統(tǒng)具有可擴充能力本實用新型的一次風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)主要功能如下①準確實現(xiàn)一次風速、風量的在線監(jiān)測。運行人員通過監(jiān)測各噴口風速，并通過調(diào)整一次風擋板開度，確保四角配風均勻，防止爐內(nèi)氣流偏斜和火焰貼邊等問題。②準確實現(xiàn)一次風速煤粉濃度在線監(jiān)測。運行人員在風速調(diào)平的基礎上，通過調(diào)節(jié)給粉機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)一次風管的煤粉濃度，避免出現(xiàn)個別燃燒器煤粉濃度偏高或偏低，保持鍋爐燃燒穩(wěn)定，提高鍋爐的燃燒效率。.③靜壓顯示。同時保留靜壓顯示功能，可利用這項功能，幫助運行人員在一次風速顯示異常時，利用靜壓的變化進行判斷。④準確實現(xiàn)一次風溫在線監(jiān)測。利用摔粉風機的入口溫度作為一次風的溫度。因為粉倉溫度與排粉風機入口溫度非常接近，乏氣與煤粉混合后溫度變化很小。因此，這種方式不僅減少了溫度測點，簡化了系統(tǒng)，而且降低了系統(tǒng)成本。⑤歷史數(shù)據(jù)査詢。通過所需査詢參數(shù)的選擇和査詢時間段的輸入，可査詢歷史數(shù)據(jù)，時間設定為1年。⑥歷史曲線回顧。通過對參數(shù)的選擇，可以改變所顯示曲線時間范圍和量程。⑦報表打印。設置日報表、月報表，并分別打印。⑧一次風管堵粉、噴口結(jié)焦報警。當一次風管內(nèi)發(fā)生堵管或噴口結(jié)焦時，通過設置速度上、下界限，監(jiān)測系統(tǒng)會自動發(fā)出報警信號，使運行人員及時采取措施。結(jié)論將本實用新型在阜新發(fā)電廠200MW機組鍋爐中應用本實用新型的一次風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)裝置，由于采用直接測取靜壓，然后轉(zhuǎn)化成速度的方法，并設計有壓縮空氣吹掃裝置，因而能夠徹底解決磨損和堵塞的何題。乏氣送粉制粉系統(tǒng)一次風粉在線裝置，具有防磨、防堵，測量數(shù)攝準確且直觀的技術特點。-次風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)對于提高鍋爐的安全和經(jīng)濟性，優(yōu)化鍋爐運行有著深遠的意義。一次風粉在線系統(tǒng)裝置采用智能模塊技3^構建的自動化系統(tǒng)，能極大地提高設備的技術含量，方便了系統(tǒng)集成工作。采用網(wǎng)絡方式與電廠的生產(chǎn)系統(tǒng)連接，任何一臺安裝有瀏覽器的計算機，可以對一次風粉在線系統(tǒng)的狀態(tài)進行動態(tài)監(jiān)控，隨時獲得最新數(shù)據(jù)。權利要求1、一種一次風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)包括處理數(shù)據(jù)的計算機、數(shù)據(jù)采集模塊；其特征在于它還包括風粉在線監(jiān)測器和測量裝置；測量裝置采用防磨、防堵的一次元件，它設置在被監(jiān)測的鍋爐內(nèi)，它的輸出通過數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)采集模塊連接，數(shù)據(jù)采集模塊的輸出與風粉在線監(jiān)測器連接，風粉在線監(jiān)測器的輸出與處理數(shù)據(jù)的計算機連接。2、根據(jù)權利要求1所述的一次風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于測量裝置采用防磨、防堵結(jié)構，測量裝置的取壓管(21)設置在一次風管道(26)的側(cè)壁上，取壓管(21)后端設有絲堵(23)和連接管(24)，取壓管(21)上設有穩(wěn)壓器(22)，穩(wěn)壓器(22)后端設有第二連接管(25),測量裝置的后端與壓力傳感器、壓力變送器和溫度變送器it接。3、根據(jù)權利要求1所述的一次風粉在線齄測系統(tǒng)，其特征在于風粉在線監(jiān)測器采用嵌入式計算機，其上設有用于與處理數(shù)據(jù)的計算機連接的10/100M以太網(wǎng)接口、與數(shù)據(jù)采集模塊連接的RS-485接口、與數(shù)據(jù)總線連接的RS-232接口。專利摘要本實用新型涉及一種一次風粉在線監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集前端；它還包括風粉在線測量裝置；測量裝置它安裝在鍋爐一次風管道上，通過靜壓測量裝置讀取靜壓，測量靜壓的一次元件裝置具有防磨、防堵功能，然后通過計算將靜壓轉(zhuǎn)換成速度，采集的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)采集前端連接，計算結(jié)果通過采集前端輸出與計算機或DCS連接。本實用新型優(yōu)點①由于采用防磨、防堵的測量裝置，減少了經(jīng)常更換一次元件的麻煩；②整個系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)前端進行采集和運算，安裝調(diào)試方便；③采用數(shù)據(jù)總線將各部件進行連接，其抗干擾能力強；④風速測量準確，非常直觀，便于運行人員監(jiān)視；⑤使用方便；⑥安全性高、易于維護。文檔編號F23N5/00GK201028572SQ20072001034公開日2008年2月27日申請日期2007年1月29日優(yōu)先權日2007年1月29日發(fā)明者杰冷,吳惠文,吳景興,宋大勇,張家維,張幼明,徐憲斌,李彥龍,力王,王文生,袁德權,鄒天舒申請人:東北電力科學研究院有限公司