【文章內(nèi)容簡介】 收到的微波信號(hào)通過波導(dǎo)管傳送到微波檢波器，檢波 器把微波能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后進(jìn)行 濾波去除干擾信號(hào) ，再經(jīng)過 信號(hào)放大 器 放大后 就成為可以 代表飛灰含碳量的 初步 信號(hào)。 數(shù)據(jù) 處理 模塊還接受 含碳量信號(hào)和微波監(jiān)視信號(hào)，該信號(hào)同樣經(jīng)過微波檢波器、 濾波 放大電路 。 當(dāng)微波發(fā)生 器在環(huán)境溫度變化較大時(shí) ， 將引起微波能量的改變，監(jiān)視 信號(hào) 作為信號(hào)溫度 變化時(shí)的 溫度 校正參數(shù) ，并作為 故障報(bào)警確認(rèn)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(hào)和監(jiān)視信號(hào)的數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)。 其它信號(hào)及接口 除正常的監(jiān)測信號(hào)以外，本系統(tǒng)還設(shè)置了一些必要的信號(hào)接口，如蒸汽流量模擬量輸入信號(hào)、 含碳量輸出信號(hào)、含碳量超限 報(bào)警 信號(hào)、系統(tǒng)故障報(bào)警信號(hào)、 以及遠(yuǎn)程通訊幫助信號(hào) 等。 （ 1）蒸汽流量輸入信號(hào) 鍋爐所生產(chǎn)的蒸汽流量直接代表鍋爐的自身負(fù)荷，也間接代表了給水流量、送引風(fēng)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(fù)荷 為特征函數(shù)的 數(shù)學(xué)模型 ， 可 對(duì)不同負(fù)荷下煙道內(nèi)飛灰含碳量參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?，從而大大減小 了因負(fù)荷變化而產(chǎn)生的監(jiān)測值的偏差，進(jìn)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(hào)。該信號(hào)被直接讀入數(shù)據(jù)采集模塊中，參與計(jì)算機(jī)中飛灰含碳量的計(jì)算，并在顯示畫面的歷史趨勢圖中記錄出來。 （ 2）報(bào)警開關(guān)量輸出信號(hào) 廣西合山 發(fā)電 有限公司 2x300MW 機(jī)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(rèn)鍋爐的飛灰含碳量參數(shù)高于用戶規(guī)定的上限 時(shí)，計(jì)算機(jī)通過開關(guān)量輸出模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)，該信號(hào)為 繼電器常開接點(diǎn)隔離輸出，為用戶提供一個(gè)與控制室中的光字牌適配的開關(guān)量輸出報(bào)警信號(hào)，達(dá)到聲光報(bào)警的目的。該信號(hào)容量為 250V、 3A。 此外，當(dāng) 本 系統(tǒng)自動(dòng)檢測中，確認(rèn)本系統(tǒng) 的檢測通道 出現(xiàn)故障時(shí)，還輸出一路容量相同的 系統(tǒng) 故障報(bào)警信號(hào)。 （ 3）遠(yuǎn)程通訊服務(wù)信號(hào) 本系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)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(yuǎn)程監(jiān)測中心計(jì)算機(jī)相連，本公司將定期通過遠(yuǎn)程通訊，對(duì)用戶的該系統(tǒng)進(jìn)行訪問，觀察系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。 也可以在用戶需要時(shí)，通過遠(yuǎn)方通訊隨時(shí)協(xié)助診斷系統(tǒng)運(yùn)行情況，或修改系統(tǒng)參數(shù)以及修補(bǔ)損壞 的軟件系統(tǒng)等。 是一種免費(fèi)的售后服務(wù)。 （ 4）網(wǎng)絡(luò)通訊 本系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)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(shí)時(shí)傳送相應(yīng)的數(shù)據(jù)，也可在用戶網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)支持下，向用戶傳送常用畫面圖象和相關(guān)數(shù)據(jù)，以方便用戶對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)測和應(yīng)用。 廣西合山 發(fā)電 有限公司 2x300MW 機(jī)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(diǎn) 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(jī)械運(yùn)動(dòng)部件 ，測量在瞬間完成，無害、無損，提供了一個(gè) 免維護(hù) 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(gè)煙道截面內(nèi)的煙塵氣流作為測試對(duì)象 ， 比煙道內(nèi)單點(diǎn)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(shí)時(shí)性和精確 性，更能夠真實(shí)地反映鍋爐燃燒后飛灰中含碳量的實(shí)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(shè)計(jì)，使運(yùn)行中無需維護(hù)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(hào)傳輸進(jìn)一步避免了模擬量長線傳輸帶來的干擾 ，進(jìn)一步保證系統(tǒng)能長期運(yùn)行的穩(wěn)定性 。 4）本系統(tǒng)可 以標(biāo)準(zhǔn)接口和標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議接入用戶的 DCS、 MIS 或SIS 網(wǎng)絡(luò)，用戶可以在生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)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(dòng)控制，以便提高鍋爐燃燒的效率 。 同時(shí)， 鍋爐飛灰含碳量是計(jì)算鍋爐效率計(jì)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(jì)算，以便提高鍋爐效率計(jì)算的準(zhǔn)確性。 5）系統(tǒng)監(jiān)測的當(dāng)前飛灰含碳量值，與煙道中煙氣流速密切相關(guān)，因此本系統(tǒng)建立了 以 鍋爐負(fù)荷 為特征函數(shù) 與煙氣流速 關(guān)系 的數(shù)學(xué)模型，采用了負(fù)荷校正的先進(jìn)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(duì)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(jī)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(duì)溫度影響的校正措施，本系統(tǒng)通過長期現(xiàn)場試驗(yàn) ，確定了一件事信號(hào)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(jìn)一步提高。 7）本系統(tǒng) 主機(jī)單元嵌入軟件采用 C++Builder 高級(jí) 語言編制，windows2020界面風(fēng)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(jī)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(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)為一套多點(diǎn)監(jiān)控軟件包，該軟件包已經(jīng)包括了目前一系列先進(jìn)的信號(hào)分析、數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)通訊、遠(yuǎn)程監(jiān)控、專家系統(tǒng)等技術(shù)，以及微波診斷涉及到 的實(shí)驗(yàn)研究、理論分析結(jié)果和大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)融為一體，極大的提高了監(jiān)測的實(shí)時(shí)性和精確性，實(shí)現(xiàn)了鍋爐飛灰含碳量監(jiān)測結(jié)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(qiáng)，可對(duì)各種不同類型的多臺(tái)鍋爐煙道進(jìn)行實(shí)時(shí)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(luò)和遠(yuǎn)程監(jiān)控能力。 本軟件主要?jiǎng)澐譃槠邆€(gè)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(jié)構(gòu)框圖 模塊軟件采用當(dāng)前流行的編程技術(shù)和模塊化方法編制，具有良好的符合 WINDOWS 風(fēng)格的全中 文圖形化用戶界面，并設(shè)計(jì)了便于使用和維護(hù)的遠(yuǎn)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(duì)系統(tǒng)監(jiān)測進(jìn)行必要的觀察、分析和記錄。 數(shù)據(jù)采集與 預(yù)處理模塊 參數(shù)校正與 數(shù)據(jù)分析模塊 超標(biāo)報(bào)警與 系統(tǒng)自檢模塊 微波 監(jiān)視 信號(hào) 超標(biāo) 報(bào)警 故障 報(bào)警 遠(yuǎn)程監(jiān)控 模 塊 客戶端 模 塊 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫 本地?cái)?shù)據(jù)庫 蒸汽流量 信號(hào) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與 數(shù)據(jù)庫管理模塊 用戶界面 模 塊 含碳量 檢測 信號(hào) 廣西合山 發(fā)電 有限公司 2x300MW 機(jī)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(yù)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(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集部件的數(shù)據(jù)通訊，接收由遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)采集部件傳來的微波監(jiān)視信號(hào)、含碳量檢測信號(hào)和鍋爐蒸汽流量信號(hào)，并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波、放大、平滑、運(yùn)算等處理后，提交參數(shù)校正與數(shù)據(jù)分析模塊 ，以便進(jìn)行再次的精細(xì)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(fù)荷數(shù)學(xué)模型校正模塊、 溫度修正模塊、 數(shù)據(jù)分析模塊和邏輯運(yùn)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(duì)微波檢測技術(shù)和鍋爐煙道飛含碳量在各種情況下長期實(shí)驗(yàn)研究和理論分析結(jié)果，以及現(xiàn)場運(yùn)行實(shí)踐總結(jié)出的大量經(jīng)驗(yàn)。 同時(shí)采用了基準(zhǔn)信號(hào)的修正技術(shù)和負(fù)荷數(shù)學(xué)模型的校正手段，以及對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的綜合分析方法，可以使飛灰含碳量信號(hào)的精度大幅度提高，保證了系統(tǒng)報(bào)警的準(zhǔn)確度和檢測數(shù)據(jù)的精確性，實(shí)現(xiàn)鍋爐飛灰含碳量信號(hào)監(jiān)測的實(shí)用性。 （ 3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)模塊。 為了滿足實(shí)時(shí)顯示歷史數(shù)據(jù)及本地和網(wǎng)絡(luò)查詢的需要，該模塊負(fù)責(zé)將 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置 數(shù)據(jù) 、含碳量歷史 數(shù)據(jù)、 超限報(bào)警數(shù)據(jù)， 以及 其它相關(guān)數(shù)據(jù) 等 ， 整理后存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。 （ 4）超標(biāo)報(bào)警與系統(tǒng)自檢模塊 該模塊主要包報(bào)警參數(shù)計(jì)算模塊、故障報(bào)警邏輯模塊和系統(tǒng)自檢廣西合山 發(fā)電 有限公司 2x300MW 機(jī)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(gè)功能： 1）根據(jù)鍋爐飛灰含碳量的最終參數(shù)，計(jì)算出飛灰含碳量的百分比數(shù)值，然后再與設(shè)定的上限參數(shù)比較，當(dāng)均值超過上限參數(shù)時(shí)記錄并啟動(dòng)延遲定時(shí)器，如果達(dá)到設(shè)定的延遲 時(shí)間始終超標(biāo)，則啟動(dòng)超限報(bào)輸出信號(hào)，直至均值參數(shù)低于上限參數(shù)時(shí)報(bào)警結(jié)束。 2）按照軟件運(yùn)行周期進(jìn)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(jié)果，啟動(dòng)故障報(bào)警輸出信號(hào)，同時(shí) 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(bào)警 記 錄”、“故障報(bào)警提示”、“專家?guī)椭嬅妗薄ⅰ跋到y(tǒng)參數(shù)設(shè)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(jī)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(luò)服務(wù)器 遠(yuǎn)程技術(shù)支持 系統(tǒng) 監(jiān)測機(jī)柜 DCS、 SIS或 MIS系統(tǒng)終端 （ 6）遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊 該模塊通過撥號(hào)連接提供遠(yuǎn)程系統(tǒng)診斷、技術(shù)支持及軟件升級(jí)等，是我 公司 為用戶提供的免費(fèi)實(shí)時(shí)技術(shù)服務(wù)的主要手段。 （ 7）網(wǎng)絡(luò)客戶端模塊 該模塊用于網(wǎng)絡(luò)用戶在 DCS、 MIS 或 SIS 系統(tǒng)終端上，實(shí)時(shí)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(shè)置 和查詢遠(yuǎn) 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(luò)接口 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件分為遠(yuǎn)程通訊 監(jiān)控軟件和網(wǎng)絡(luò)客戶端軟件，分別運(yùn)行于本系統(tǒng)配置的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)客戶端計(jì)算機(jī)上，其所需軟、硬件環(huán)境介紹如下。 （ 1）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 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(luò)硬件示意圖 （ 2） 用戶 網(wǎng)絡(luò) 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(luò)的基本要求提供網(wǎng)絡(luò)接口硬件，遵從網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，并按照用戶要求 向用戶網(wǎng)絡(luò) 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(jī)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(luò)操作站上 直接監(jiān)視本系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和畫面， 以方便用戶對(duì) 本 系統(tǒng) 含碳量數(shù)據(jù)的監(jiān)測，以及 對(duì) 鍋爐 燃燒狀況的及時(shí)調(diào)整。 （ 3）遠(yuǎn)程通訊 遠(yuǎn)程通訊是安裝在現(xiàn)場的本系統(tǒng)工控機(jī)算計(jì)，可以與本公司的計(jì)算機(jī)通訊，定期或應(yīng)用戶要求實(shí)時(shí)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(hù)方法，修復(fù)系統(tǒng)軟件及鍋爐大修后的遠(yuǎn)程系統(tǒng)調(diào)試。 遠(yuǎn)程通訊是本系統(tǒng)的一種免費(fèi)售后技術(shù)服務(wù)，用戶只要給本公司打一個(gè)電話，即可及時(shí)得到幫助 主要畫面 本系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)畫