锅炉一次风粉在线监测系统的设计与开发

    1．系统概述： 

    为准确调整锅炉燃烧配风，防止堵管，稳定燃烧，提高锅炉运行的安全性和经济性，开发设计了一套电站锅炉风粉风粉在线监测系统。这套系统采用热平衡法测煤粉浓度，适用于中间储仓式热风送粉系统。 

    在线监测系统采用 PC机和研华公司的ADAM远程数据采集模块组成硬件系统，用Visual Basic语言编制数据采集与处理应用软件。该系统适用于在线监测中间储仓式制粉系统热风送粉一次风管道的煤粉浓度、风速等参数，系统有在线监测、参数越限报警、数据记录、历史曲线回顾、打印报表等功能。 

   2．系统配置： 

    该系统采用工控机与 16位数据采集模块ADAM-4000系列一起构成数据采集系统，其中温度信号采用8通道ADAM-4018模块采集，压力信号采用ADAM-4017模块采集。 

    ADAM-4000系列模块是研华公司推出的一种多功能、高性能的智能化远程数据采集模块，是专为恶劣环境下可靠工作而专门设计的紧凑型、智能化的计算机接口单元，特别适用于采用及控制点分散、与主机距离较远的数据采集与控制场合。 

   3． 控制系统设计 

    在火电厂四角切圆燃烧锅炉的运行中，其 4角风量和煤粉分配的均匀性对锅炉的安全经济运行起着重要作用。一次风速、一次风管中的煤粉浓度和温度是对锅炉进行优化燃烧调整的重要参数。 

    许多电厂锅炉运行中一次风速的监测都采用传统的静压表 (即监测一次风速的静压值)，对锅炉进行运行调整和燃烧配风调整。由于多个一次风管中煤粉量的偏差以及测点距炉膛的距离不等等因素对阻力的影响，使静压值无法准确反映一次风管喷口的流动速度和状况。在对一次风速进行调整和控制时，由于没有正确、准确的监测装置，无法对锅炉进行有效的燃烧调整，锅炉在配风不均的条件下运行，会引起火焰中心偏斜，燃烧不稳，从而出现一次风管堵管、熄火放炮、局部结焦及锅炉爆漏等事故，严重危及机组的安全经济运行。 

     随着电站锅炉向大容量、高参数方向发展，静压表计监测方法已不能适应锅炉安全和经济运行的需要。顺应这种需求，开发设计了一套电站锅炉风粉风粉在线监测系统。 

    监测对象本次开发以 1台100ＭＷ电站锅炉机组为对象设计硬件系统及编制数据采集与处理软件。该台锅炉制粉系统为中间储仓式热风送粉系统，燃烧器一次风喷口共分3层，每层要监测4个热风温度、4个一次风速、4个风粉混合后温度，即每层12个测点，3层共36个测点，加上煤粉仓的2个测点，该监测系统共38路输入信号，其中温度信号26路，压力信号12路。 

    一次风速测量采用动压管测速，系统采用了靠背管。通过测量总压与静压之差得出动压值，因靠背管是一种非标准测压管，带动压放大功能，因此使用前必须标定。总压与静压接入微差压变送器，其差压转变为 4～20ｍＡ标准电流信号，由8通道模拟量采集模块ADAM-4017采集，换算为工程单位显示出来或与其他量进行计算。 

    温度测量采用热电偶测量，毫伏电压信号直接由 ADAM-4018热电偶采集模块采集并换算为工程单位，温度值以数字量形式经RS-485网络通过计算机显示和处理。ADAM-4018采集模块具有自动冷端补偿功能，且内置了各型热电偶分度表，使用方便。 


   系统功能采用可视化高级编程语言 VB，编制了全部的在线监测应用程序，包括数据采集，数据处理，数据曲线图、柱图显示，数据记录，声光报警等。 

   画面分燃烧系统动态界面、燃烧器的 3层风粉参数曲线、曲线图的放大等，在各个画面之间可以自由切换。动态界面上动态显示4角的风粉温度参数和煤粉仓温度，当参数超过了报警界限时，动态界面上自动显示报警红灯并显示是哪个参数越限。 

   3． 结论 

   锅炉风粉监测系统采用数据采集模块组成分布式数据采集系统，提高了采集系统的可靠性和布置的灵活性，硬件成本不高，中小型电厂也可以接受。采用可视化语言编制的配套应用软件，显示界面非常直观、方便。 

   实践证明，锅炉风粉监测系统的设计和开发是成功的。不仅很好地实现了预定功能，具有实用与推广价值，而且能直接应用于现场，为运行人员提供及时、可靠、全面的实时数据，使运行人员掌握机组运行状况，及时采取措施保证机组安全经济运行。