鍋爐一次風速在線顯示系統的研究

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的靜壓表，U形管，即監測一、二次風道的靜壓值這種監測方式對鍋爐運行和燃燒都是不科學的，因為靜壓無法反應一、二次風噴口的流動速度和狀況，對一、二次風的調整和控制由于沒有正確的、準確的監測裝置，運行人員無法對鍋爐進行有效的燃燒調整。嚴重時引起火焰中心偏移，燃燒不穩，從而導致熄火放炮，局部結焦及爐管爆漏，鍋爐熱效率降低在我國電站鍋爐煤質多變的情況下，這些問題已嚴重地危及機組的安全、經濟運行。

　　隨著電站鍋爐向大容量和高參數發展，僅用靜壓表計作為運行人員監控提供數據已不能適應機組安全、經濟運行的要求因此為運行人員提供可靠的實時監測燃燒器風速參數已顯得十分迫切和重要。

　　武漢大學與湖南金竹山電廠開發的這套風速監測系統，主要用于監測鍋爐一次風速，幫助運行人員準確調整鍋爐燃燒配風，使鍋爐運行達到配風均勻，燃燒穩定，防止堵管的目的最終提高鍋爐運行穩定性及燃燒效率。其具體的組成框圖如所示1硬件系統構成該系統由信號轉換、數據采集和數據管理3部分構成采用的硬件設備均適合于在工業基金項目：湖南省電力科技項目1952-），男，教授，碩士生導師，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，PC機通過向下發送指令，通過ADAM4520和ADAM 4018采得各個通道壓力傳感器來自現場的數據，將其通過運算保存并送顯示，以達到風速監測的目的。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的CY2000系列的微壓微差壓變送器它選用進口的高精度、高穩定性傳感器芯片，采用鋁合金外殼和應力隔離技術組裝，該傳感器的主要特點是精度高、穩定性好，微壓補償線性放大，因此特別適合風道的壓力（差壓）監測本系統中采用的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，調整相應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的動壓，并引入差壓變送器，經溫度補償，線性放大，V"變換，將壓力信號轉換為今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從各風道上引到變送器對應的壓力入口因為本系統采用的是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駔應數據通道。具本的安裝和接線如圖I 1.2數據采集器ADAM4018數據采集模塊選用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；網絡能力：最多256臺；體積小，安裝簡便1.3通訊轉換器ADAM4520多臺數據采集模塊ADAM4518組成網絡采用的是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，實現只3-485川3-232的轉換最高轉換速率可達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據采集、管理、記錄、分析、計算控制及顯示的核心，其主要參數如下：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），軟盤驅動器接口（1）；一體化設計主板、顯示器、硬盤及其它外圍設備集成在（300mmK外殼內，適合嵌入式安裝在控制盤上；2上位機軟件構成上位計算機軟件構成如所示。

　　近年來VB已廣泛地應用于工業控制，由于VB的通用性，我們采用VB來實現系統的上風速顯示：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，和現場環境相對應，以圖形的方式形象地實時地表示風速的變化數據庫的管理和查詢：實時數據、平均數據和歷史數據的記錄，定時刪除實時數據和平均數據，歷史數據和故障數據的查詢串口通信：通過ADAM4520模塊和數據采集模塊ADAM4018通信，取得各數據通道的測量值并換算成實際的風速值，然后存入數據庫面畫面畫- -"風速實時棒圖x風速實時數值風湮下限報聱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-手動設置校驗、報警設置：對各通道進行校驗，得到零點校驗、量程校驗以及零點手調的值，以盡量消除各種可能產生的偏差；設置風速下限和下下限，發出相應的報警，并記錄到當日故障文件中。

　　系統軟件構成軟件實現的關鍵技術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控件來實現的，把一時刻各通道的具體值賦給一數組，然后將ChartData屬性設為該數組實時趨勢的顯示也是由MSChart控件實現的。

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

　　考慮到實現的方便及性能的要求，采用了Access數據庫該監測系統是采用ADO與數據庫連接的：15之所以具有強大。能和靈活性于它可以連接到不同的數據提供者/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數據庫需要在控制面板的ODBC數據源中創建新的數據源，它在程序中用較簡單的語言即可實現與數據庫的連接，因此較為簡單和方便設計時，先定義一個Connection對象，并在其屬性中設定數據庫的弓|擎為MicrosoftJet，和該數據庫相連，然后再定Recordset和Command對象，即可對數據庫進行讀與操作。因為各個窗體都有可能對數據庫進行操作，所以就在模塊Modulel里把各對象定義成公共的對象對數據庫的查詢用到的是SQL語句。在本監控系統中，用到SQL語句最多的就是歷史數據查詢。當從數據庫中查到了歷史數據，也是通過MSChart控件顯示出來的；若是找不到歷史數據，就彈出對話框：“當日無歷史紀錄！”故障數據的查詢也與此類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控件來實現串口通訊根據ADAM模塊的通信規約，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十六進制數，N表示所要選的通道在命令的結尾須加上表示屬性可米用默認值，其CommPort屬性須根據實際情況而定，Rthreshold屬性設為1，表示接受到一個字符，就觸發通訊事件。用Timer控件來控制指令的發出和數據的采集3.4校驗、報警設置程序專門設計了一個畫面供報警設置，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置還有一個畫面是校驗設置的信號，主要是為了消除測量中產生的偏差所有差壓變送器的送氣口斷開，即送零信號，調節調零電位器，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，調節量程電位器，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，會彈出校驗完成的信息框，否則會彈出誤差超過規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置的值都會存入相應的數據表中，方便使用時進行調甩4結束語本文介紹了一種風速監測系統的設計方案，對其硬件配置和軟件組成進行了詳細描述，并的特點。同傳統的風速監測系統相比較，該系統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