【文章內(nèi)容簡介】 收到的微波信號通過波導管傳送到微波檢波器，檢波 器把微波能量轉(zhuǎn)換為電信號后進行 濾波去除干擾信號 ，再經(jīng)過 信號放大 器 放大后 就成為可以 代表飛灰含碳量的 初步 信號。 數(shù)據(jù) 處理 模塊還接受 含碳量信號和微波監(jiān)視信號，該信號同樣經(jīng)過微波檢波器、 濾波 放大電路 。 當微波發(fā)生 器在環(huán)境溫度變化較大時 ， 將引起微波能量的改變，監(jiān)視 信號 作為信號溫度 變化時的 溫度 校正參數(shù) ，并作為 故障報警確認的判據(jù)之一 。 數(shù)據(jù)處理 模塊通過 長線 串行通訊，把采集的飛灰含碳量信號和監(jiān)視信號的數(shù)據(jù)送入計算機。 其它信號及接口 除正常的監(jiān)測信號以外，本系統(tǒng)還設置了一些必要的信號接口，如蒸汽流量模擬量輸入信號、 含碳量輸出信號、含碳量超限 報警 信號、系統(tǒng)故障報警信號、 以及遠程通訊幫助信號 等。 （ 1）蒸汽流量輸入信號 鍋爐所生產(chǎn)的蒸汽流量直接代表鍋爐的自身負荷，也間接代表了給水流量、送引風量、給煤量 等，這些物理狀態(tài)均直接影響到正常狀態(tài)下煙道飛灰的濃度和煙氣的流速。 本系統(tǒng)建立了鍋爐負荷 為特征函數(shù)的 數(shù)學模型 ， 可 對不同負荷下煙道內(nèi)飛灰含碳量參數(shù)進行適當?shù)男拚?，從而大大減小 了因負荷變化而產(chǎn)生的監(jiān)測值的偏差，進一步提高了系統(tǒng)的監(jiān)測精度。 本系統(tǒng) 通常要求用戶提供 4～ 20mA 的蒸汽流量信號。該信號被直接讀入數(shù)據(jù)采集模塊中，參與計算機中飛灰含碳量的計算，并在顯示畫面的歷史趨勢圖中記錄出來。 （ 2）報警開關量輸出信號 廣西合山 發(fā)電 有限公司 2x300MW 機組 鍋爐飛灰 含碳量 在線監(jiān)測系統(tǒng) 產(chǎn)品 說明 書 吉林市東北電院開元科技有限公司 13 為本系統(tǒng)確認鍋爐的飛灰含碳量參數(shù)高于用戶規(guī)定的上限 時，計算機通過開關量輸出模塊發(fā)出報警信號，該信號為 繼電器常開接點隔離輸出，為用戶提供一個與控制室中的光字牌適配的開關量輸出報警信號，達到聲光報警的目的。該信號容量為 250V、 3A。 此外，當 本 系統(tǒng)自動檢測中，確認本系統(tǒng) 的檢測通道 出現(xiàn)故障時，還輸出一路容量相同的 系統(tǒng) 故障報警信號。 （ 3）遠程通訊服務信號 本系統(tǒng)在計算機內(nèi)配有一塊高抗干擾能力的 通訊 卡， 接入 用戶的廠內(nèi) 電話線 ，通過與本公司的遠程監(jiān)測中心計算機相連，本公司將定期通過遠程通訊，對用戶的該系統(tǒng)進行訪問，觀察系統(tǒng)運行狀態(tài)。 也可以在用戶需要時，通過遠方通訊隨時協(xié)助診斷系統(tǒng)運行情況，或修改系統(tǒng)參數(shù)以及修補損壞 的軟件系統(tǒng)等。 是一種免費的售后服務。 （ 4）網(wǎng)絡通訊 本系統(tǒng)具有網(wǎng)絡通訊功能，可借助用戶提供或用戶指定的網(wǎng)卡，向 DCS、 MIS 或 SIS 系統(tǒng)實時傳送相應的數(shù)據(jù)，也可在用戶網(wǎng)絡的技術支持下，向用戶傳送常用畫面圖象和相關數(shù)據(jù)，以方便用戶對系統(tǒng)的監(jiān)測和應用。 廣西合山 發(fā)電 有限公司 2x300MW 機組 鍋爐飛灰 含碳量 在線監(jiān)測系統(tǒng) 產(chǎn)品 說明 書 吉林市東北電院開元科技有限公司 14 主要 特點 1）由于將微波的發(fā)射器和接收 器直接裝在鍋爐尾部煙道上，采用無灰路直接測量系統(tǒng)，從根本上改變了以往必須采用取樣系統(tǒng)才能完成飛灰含碳量的測量。 這種測量方法 無任何機械運動部件 ，測量在瞬間完成，無害、無損，提供了一個 免維護 的飛灰含碳量在線監(jiān)測系統(tǒng)，從根本 上杜絕了堵灰的弊病 ，確保了系統(tǒng)的可靠性 。 2） 本 系統(tǒng)以整個煙道截面內(nèi)的煙塵氣流作為測試對象 ， 比煙道內(nèi)單點取樣的系統(tǒng)，具有更好的全面性和代表性 ， 因此提高了輸出數(shù)據(jù)的實時性和精確 性，更能夠真實地反映鍋爐燃燒后飛灰中含碳量的實際變化，為燃燒控制提供了可靠的依據(jù)。 3） 簡單、可靠的系統(tǒng)設計，使運行中無需維護工作量，采用帶調(diào)制的微波發(fā)射源，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性，采用串行數(shù)字信號傳輸進一步避免了模擬量長線傳輸帶來的干擾 ，進一步保證系統(tǒng)能長期運行的穩(wěn)定性 。 4）本系統(tǒng)可 以標準接口和標準通訊協(xié)議接入用戶的 DCS、 MIS 或SIS 網(wǎng)絡，用戶可以在生產(chǎn)管理網(wǎng)絡的操作站上直接監(jiān)視本系統(tǒng)的監(jiān)測畫面 ， 也可以把本系統(tǒng)的含碳量數(shù)據(jù)作為輸入?yún)?shù)，直接參與燃燒自動控制，以便提高鍋爐燃燒的效率 。 同時， 鍋爐飛灰含碳量是計算鍋爐效率計算的重要數(shù)據(jù)， 用戶也可以把本系統(tǒng)的含碳量數(shù)據(jù)作為輸入?yún)?shù)，直接參與 鍋爐效率計算，以便提高鍋爐效率計算的準確性。 5）系統(tǒng)監(jiān)測的當前飛灰含碳量值，與煙道中煙氣流速密切相關，因此本系統(tǒng)建立了 以 鍋爐負荷 為特征函數(shù) 與煙氣流速 關系 的數(shù)學模型，采用了負荷校正的先進方法，使得校正后的 鍋爐飛灰含碳量數(shù)據(jù)更加精確。 6） 微波發(fā)生器件 對環(huán)境溫度敏感，受環(huán)境溫度的影響較大，但是廣西合山 發(fā)電 有限公司 2x300MW 機組 鍋爐飛灰 含碳量 在線監(jiān)測系統(tǒng) 產(chǎn)品 說明 書 吉林市東北電院開元科技有限公司 15 國內(nèi)同類產(chǎn)品中均無對溫度影響的校正措施，本系統(tǒng)通過長期現(xiàn)場試驗 ，確定了一件事信號為理想?yún)?shù)的溫度校正模型，使得系統(tǒng)含碳量檢測的精度進一步提高。 7）本系統(tǒng) 主機單元嵌入軟件采用 C++Builder 高級 語言編制，windows2020界面風格， 全數(shù)字化、全中文化 操作簡便，功能完善。 廣西合山 發(fā)電 有限公司 2x300MW 機組 鍋爐飛灰 含碳量 在線監(jiān)測系統(tǒng) 產(chǎn)品 說明 書 吉林市東北電院開元科技有限公司 16 4 軟件系統(tǒng) 軟件結構 本系統(tǒng)為一套多點監(jiān)控軟件包，該軟件包已經(jīng)包括了目前一系列先進的信號分析、數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波、邏輯運算、數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡通訊、遠程監(jiān)控、專家系統(tǒng)等技術，以及微波診斷涉及到 的實驗研究、理論分析結果和大量實踐經(jīng)驗融為一體，極大的提高了監(jiān)測的實時性和精確性，實現(xiàn)了鍋爐飛灰含碳量監(jiān)測結果的連續(xù)化、監(jiān)測參數(shù)的數(shù)字化、監(jiān)測過程的可視化。 此外，軟件程序通用性強，可對各種不同類型的多臺鍋爐煙道進行實時監(jiān)測。軟件可分為就地端和客戶端軟件，可聯(lián)入 DCS、 MIS 或SIS 系統(tǒng)，具備網(wǎng)絡和遠程監(jiān)控能力。 本軟件主要劃分為七個模塊，如 圖 6 所示。 圖 6 鍋爐飛灰含碳量在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件結構框圖 模塊軟件采用當前流行的編程技術和模塊化方法編制，具有良好的符合 WINDOWS 風格的全中 文圖形化用戶界面，并設計了便于使用和維護的遠程在線幫助。用戶可由下拉菜單或快捷按鈕方便地切換至所需要的界面，以便對系統(tǒng)監(jiān)測進行必要的觀察、分析和記錄。 數(shù)據(jù)采集與 預處理模塊 參數(shù)校正與 數(shù)據(jù)分析模塊 超標報警與 系統(tǒng)自檢模塊 微波 監(jiān)視 信號 超標 報警 故障 報警 遠程監(jiān)控 模 塊 客戶端 模 塊 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫 本地數(shù)據(jù)庫 蒸汽流量 信號 數(shù)據(jù)存儲與 數(shù)據(jù)庫管理模塊 用戶界面 模 塊 含碳量 檢測 信號 廣西合山 發(fā)電 有限公司 2x300MW 機組 鍋爐飛灰 含碳量 在線監(jiān)測系統(tǒng) 產(chǎn)品 說明 書 吉林市東北電院開元科技有限公司 17 模塊功能 本系統(tǒng)軟件具有多種功能模塊，現(xiàn)將主要功能模塊說明如下。 （ 1）數(shù)據(jù)采集與預處理模塊 該模塊主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊。 本模塊通過與遠端數(shù)據(jù)采集部件的數(shù)據(jù)通訊，接收由遠端數(shù)據(jù)采集部件傳來的微波監(jiān)視信號、含碳量檢測信號和鍋爐蒸汽流量信號，并對這些信號進行數(shù)字濾波、放大、平滑、運算等處理后，提交參數(shù)校正與數(shù)據(jù)分析模塊 ，以便進行再次的精細處理。 （ 2）參數(shù)校正與數(shù)據(jù)分析模塊 該模塊主要包括 ： 負荷數(shù)學模型校正模塊、 溫度修正模塊、 數(shù)據(jù)分析模塊和邏輯運算模塊。 該模塊是本軟件包的核心部分，它綜合了各專業(yè)專家對微波檢測技術和鍋爐煙道飛含碳量在各種情況下長期實驗研究和理論分析結果，以及現(xiàn)場運行實踐總結出的大量經(jīng)驗。 同時采用了基準信號的修正技術和負荷數(shù)學模型的校正手段，以及對相關數(shù)據(jù)的綜合分析方法，可以使飛灰含碳量信號的精度大幅度提高，保證了系統(tǒng)報警的準確度和檢測數(shù)據(jù)的精確性，實現(xiàn)鍋爐飛灰含碳量信號監(jiān)測的實用性。 （ 3）數(shù)據(jù)存儲與 數(shù)據(jù)庫管理模塊 該模塊主要包括數(shù)據(jù)庫管理模塊、數(shù)據(jù)交換及管理模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。 為了滿足實時顯示歷史數(shù)據(jù)及本地和網(wǎng)絡查詢的需要，該模塊負責將 系統(tǒng)參數(shù)設置 數(shù)據(jù) 、含碳量歷史 數(shù)據(jù)、 超限報警數(shù)據(jù)， 以及 其它相關數(shù)據(jù) 等 ， 整理后存入相應的數(shù)據(jù)庫。 （ 4）超標報警與系統(tǒng)自檢模塊 該模塊主要包報警參數(shù)計算模塊、故障報警邏輯模塊和系統(tǒng)自檢廣西合山 發(fā)電 有限公司 2x300MW 機組 鍋爐飛灰 含碳量 在線監(jiān)測系統(tǒng) 產(chǎn)品 說明 書 吉林市東北電院開元科技有限公司 18 管理模塊。 該模塊主要完成三個功能： 1）根據(jù)鍋爐飛灰含碳量的最終參數(shù)，計算出飛灰含碳量的百分比數(shù)值，然后再與設定的上限參數(shù)比較，當均值超過上限參數(shù)時記錄并啟動延遲定時器，如果達到設定的延遲 時間始終超標，則啟動超限報輸出信號，直至均值參數(shù)低于上限參數(shù)時報警結束。 2）按照軟件運行周期進行自檢，并接收和分析返回的各種信息，根據(jù)信息狀態(tài)分析 判斷 故障部位、故障原因和初步處理意見。 3）根據(jù)系統(tǒng)自檢診斷結果，啟動故障報警輸出信號，同時 屏幕上顯示 故障部位、故障原因和初步處理意 等 提示信息。 （ 5）用戶界面模塊 該模塊以 “含碳量歷史趨勢圖”、“超限報警 記 錄”、“故障報警提示”、“專家?guī)椭嬅妗薄ⅰ跋到y(tǒng)參數(shù)設置畫面”等 。 其中，含碳量歷史趨勢界面是本系統(tǒng)的主畫面，見 圖 7。 圖 7 飛灰含碳量歷史趨勢圖 廣西合山 發(fā)電 有限公司 2x300MW 機組 鍋爐飛灰 含碳量 在線監(jiān)測系統(tǒng) 產(chǎn)品 說明 書 吉林市東北電院開元科技有限公司 19 網(wǎng)絡服務器 遠程技術支持 系統(tǒng) 監(jiān)測機柜 DCS、 SIS或 MIS系統(tǒng)終端 （ 6）遠程監(jiān)控模塊 該模塊通過撥號連接提供遠程系統(tǒng)診斷、技術支持及軟件升級等，是我 公司 為用戶提供的免費實時技術服務的主要手段。 （ 7）網(wǎng)絡客戶端模塊 該模塊用于網(wǎng)絡用戶在 DCS、 MIS 或 SIS 系統(tǒng)終端上，實時地監(jiān)測和查詢鍋爐飛灰含碳量監(jiān)測情況，除了 參數(shù) 設置 和查詢遠 期歷史數(shù)據(jù)以外，其他功能與就地端軟件相同。 系統(tǒng)網(wǎng)絡接口 系統(tǒng)網(wǎng)絡軟件分為遠程通訊 監(jiān)控軟件和網(wǎng)絡客戶端軟件，分別運行于本系統(tǒng)配置的工控計算機和網(wǎng)絡客戶端計算機上，其所需軟、硬件環(huán)境介紹如下。 （ 1）網(wǎng)絡系統(tǒng)結構 本系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構 如圖 8 所示。 圖 8 鍋爐飛灰含碳量在線監(jiān)測系統(tǒng)網(wǎng)絡硬件示意圖 （ 2） 用戶 網(wǎng)絡 鍋爐飛灰含碳量在線監(jiān)測系統(tǒng)提供與用戶 DCS、 MIS 或 SIS 的接口能力，可以按照用戶網(wǎng)絡的基本要求提供網(wǎng)絡接口硬件，遵從網(wǎng)絡的標準通訊協(xié)議，并按照用戶要求 向用戶網(wǎng)絡 提供本系統(tǒng)的 參數(shù)數(shù)據(jù)和廣西合山 發(fā)電 有限公司 2x300MW 機組 鍋爐飛灰 含碳量 在線監(jiān)測系統(tǒng) 產(chǎn)品 說明 書 吉林市東北電院開元科技有限公司 20 畫面數(shù)據(jù)。 用戶可以在自己的網(wǎng)絡操作站上 直接監(jiān)視本系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)和畫面， 以方便用戶對 本 系統(tǒng) 含碳量數(shù)據(jù)的監(jiān)測，以及 對 鍋爐 燃燒狀況的及時調(diào)整。 （ 3）遠程通訊 遠程通訊是安裝在現(xiàn)場的本系統(tǒng)工控機算計，可以與本公司的計算機通訊，定期或應用戶要求實時通訊 ，以便幫助用戶診斷鍋爐飛灰含碳量的情況，判斷系統(tǒng)故障及維護方法，修復系統(tǒng)軟件及鍋爐大修后的遠程系統(tǒng)調(diào)試。 遠程通訊是本系統(tǒng)的一種免費售后技術服務，用戶只要給本公司打一個電話，即可及時得到幫助 主要畫面 本系統(tǒng)的計算機畫