NI助力節(jié)能減排,開(kāi)發(fā)火電廠燃燒狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)

　　背景

　　許多的發(fā)電廠運(yùn)營(yíng)商都經(jīng)歷過(guò)由于汽輪機(jī)頻率不穩(wěn)所造成的損壞。為滿(mǎn)足當(dāng)前嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)計(jì)的Dry Low NOx(DLN)燃燒室，必須工作在一個(gè)很低的燃料-空氣比下。由于燃料-空氣比非常接近可燃性下限，使得DLN燃燒室容易出現(xiàn)動(dòng)態(tài)的壓力振蕩，從而導(dǎo)致組件接口的加速磨損，或者是硬件的直接損壞;預(yù)混合區(qū)域的火焰回火則會(huì)導(dǎo)致燃料噴嘴或其它燃燒室硬件的熔化;又或者熄火造成蒸汽渦輪機(jī)跳閘脫線(xiàn)。為了在符合排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下保護(hù)好長(zhǎng)期工作組件，保證工作的完整性，DLN系統(tǒng)需要進(jìn)行定期的調(diào)試維護(hù)?！　?/p>

 

　　CMS-1000系統(tǒng)

　　為了避免渦輪機(jī)中重要組件的加速磨損和機(jī)械損壞，我們使用NI硬件和LabVIEW 軟件開(kāi)發(fā)了一臺(tái)燃燒狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，使得對(duì)渦輪機(jī)的調(diào)試相對(duì)容易。這臺(tái)CMS-1000燃燒狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，能夠監(jiān)控蒸汽渦輪機(jī)中每一個(gè)燃燒室的壓力。針對(duì)不同型號(hào)的蒸汽渦輪機(jī)，我們最多可以監(jiān)控多達(dá)18個(gè)燃燒室中的動(dòng)態(tài)壓力。渦輪機(jī)的兩側(cè)各有一個(gè)監(jiān)控箱，每一個(gè)監(jiān)控箱接收一半的信號(hào)輸入，傳感器電纜從每一個(gè)燃燒室中接出再連接到任何一個(gè)監(jiān)控箱中的動(dòng)態(tài)壓力傳感器上?！　?/p>

 

　　除了內(nèi)置的壓力傳感器，監(jiān)控箱中還裝有阻尼線(xiàn)圈，作為信號(hào)補(bǔ)償系統(tǒng)，可以消除傳感信號(hào)線(xiàn)上的衰減。另外，監(jiān)控箱中安裝有NI 9234 動(dòng)態(tài)信號(hào)采集(DSA)模塊。壓力傳感器產(chǎn)生的模擬信號(hào)輸出給每一個(gè)監(jiān)控箱中的NI I/O模塊和NI cDAQ-9188機(jī)箱。通過(guò)設(shè)置NI的硬件和軟件，可以在兩個(gè)監(jiān)控箱之間實(shí)現(xiàn)同步數(shù)據(jù)采集。采集到的動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)經(jīng)由NI MES-3980 工業(yè)以太網(wǎng)開(kāi)關(guān)傳送給位于蒸汽渦輪機(jī)本地控制室中的一臺(tái)筆記本電腦。

　　LabVIEW程序?qū)?8個(gè)壓力信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換，得到每一個(gè)燃燒室的頻譜(壓力幅度vs.頻率)。對(duì)這些頻譜的后期處理提供了關(guān)鍵的幅度和頻率數(shù)據(jù)，幫助決策者作出渦輪機(jī)調(diào)整方案。頻譜和后期處理后的數(shù)據(jù)可以以多種圖形的形式來(lái)顯示，幫助工程師更簡(jiǎn)單、更快速地決定如何對(duì)蒸汽渦輪機(jī)的燃料和空氣進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。多種數(shù)據(jù)記錄的格式同樣可以幫助工程師針對(duì)調(diào)整的結(jié)果編寫(xiě)文檔并生成報(bào)表。