一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統，包括上位機、數據采集單元、信息融合處理單元和人機界面HMI；所述數據采集單元包括灰分探測儀、水分探測儀、煤質熱值計算單元、看火視頻監控裝置、圖像處理單元、近紅外輻射能傳感器、光電轉換單元和含氧量傳感器；所述信息融合處理單元包括信號調理電路、數據采集卡、神經網絡數據融合處理器以及存儲器、接口電路和電源模塊。本實用新型結構設計合理、可靠性好、靈敏度高、參數采集全面，有效解決了現有控制系統參數采集單一，難以獲得最佳運行曲線，運行效率低，發電成本高等問題。
【專利說明】—種電廠鍋爐燃燒優化監控系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種監控系統，尤其是涉及一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統。
【背景技術】
[0002]實現對大型火力發電廠鍋爐的優化控制，對機組節能降耗、減少污染物排放有著重大的意義。目前，以單元機組為控制對象，火力發電廠的整體自動控制系統包括鍋爐的蒸汽溫度控制系統、燃燒過程控制系統以及協調控制系統等眾多子系統。
[0003]維護電廠鍋爐燃燒過程的最佳狀態和經濟性是燃燒過程控制系統的重要任務。在鍋爐運行中，必須控制好送風量與燃料量的比例。為了使鍋爐保持最佳燃燒工況，必須使風煤比合適。與風煤比有關的參數較多，如入爐煤的灰分和水分、爐膛內燃燒溫度分布情況和輻射能強度分布情況、爐膛內煙氣含氧量等都將影響最優風煤比的確定。目前采用的燃燒優化閉環控制系統由于參數采集較單一，往往無法完全針對鍋爐燃燒的特點，實時控制運行工況。而且隨機組負荷的變化，運行效率的變化也非常大，不能保證機組保持在最佳的運行曲線上，難以獲得長期穩定的效果。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統，其設計合理、可靠性好、靈敏度高，工作能夠對實時采集到的數據進行融合處理，用于指導優化調節鍋爐燃燒的風煤比參數，提高了運行效率，降低了發電成本。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統，其特征在于:包括位于監控室內的上位機、用于采集現場相關數據以便指導上位機對鍋爐燃燒控制系統進行優化調節的數據采集單元、對數據采集單元采集到的數據進行信息融合處理的信息融合處理單元和與上位機相接的人機界面HMI ;所述數據采集單元包括分別對入爐煤的灰分和水分進行檢測的灰分探測儀和水分探測儀、根據灰分探測儀和水分探測儀探測到的信號計算出燃燒發熱量的煤質熱值計算單元、對所述入爐煤在爐膛內燃燒的火焰溫度分布情況進行監視的看火視頻監控裝置、與看火視頻監控裝置相接的圖像處理單元、用于獲取所述爐膛內輻射能強度信息的近紅外輻射能傳感器、與近紅外輻射能傳感器相接的光電轉換單元以及對所述爐膛內的煙氣含氧量進行檢測的含氧量傳感器；所述信息融合處理單元包括信號調理電路、與信號調理電路相接的數據采集卡、與數據采集卡相接的神經網絡數據融合處理器和與神經網絡數據融合處理器相接的存儲器、接口電路和電源模塊；所述灰分探測儀和水分探測儀均與煤質熱值計算單元相接，所述煤質熱值計算單元、圖像處理單元、光電轉換單元和含氧量傳感器均與信號調理電路相接，所述上位機分別與接口電路和鍋爐燃燒控制系統相接。
[0006]上述一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統，其特征是:所述神經網絡數據融合處理器為ARM微處理器，所述ARM微處理器內置有神經網絡數據融合處理軟件。[0007]上述一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統，其特征是:所述看火視頻監控裝置為耐高溫(XD攝像頭。
[0008]上述一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統，其特征是:所述耐高溫CXD攝像頭的數量為4個，且4個所述耐高溫CXD攝像頭分別安裝在鍋爐四角。
[0009]上述一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統，其特征是:所述近紅外輻射能傳感器的數量為多個。
[0010]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0011]1、能夠對入爐煤的水分和灰分進行檢測，以防止劣質煤冒充優質煤，降低了發電成本。
[0012]2、能夠對爐膛火焰燃燒進行可視化監視，方便運行人員進行燃燒調整。
[0013]3、將爐膛內輻射能信號作為入爐燃料量調節的反饋信號之一，對系統的遲滯性進行了較好的補償。
[0014]4、能夠對多個傳感器的測試信號進行信息融合處理，提高了數據可靠性和高效性。
[0015]綜上所述，本實用新型結構設計合理、可靠性好、靈敏度高、參數采集全面，有效解決了現有控制系統參數采集單一，難以獲得最佳運行曲線，運行效率低，發電成本高等問題。
[0016]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
[0018]附圖標記說明:
[0019]
I—上位機；2—鍋爐燃燒控制系統；3—數據采集單元；
3^—灰分探測儀；3-2—水分探測儀:3-3—煤質熱值計算單元；
3-4 —看火視頻監控裝置;3-S—圍像處理單元;
3-6-近紅外輻射能傳惑器；W光電轉換單元；
3-8—含氧量傳感器；4一信息融合Λ*?元；4-1 —信號調理電路；
4_2數據采集4^3神經網絡數據融合處理器；
4-4—存儲器;4-5—接口電路；4-6—電源模塊;
y人機界面麗1、
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本實用新型包括位于監控室內的上位機1、用于采集現場相關數據以便指導上位機I對鍋爐燃燒控制系統2進行優化調節的數據采集單元3、對數據采集單元3采集到的數據進行信息融合處理的信息融合處理單元4和與上位機I相接的人機界面HMI5。所述數據采集單元3包括分別對入爐煤的灰分和水分進行檢測的灰分探測儀3-1和水分探測儀3-2、根據灰分探測儀3-1和水分探測儀3-2探測到的信號計算出燃燒發熱量的煤質熱值計算單元3-3、對所述入爐煤在爐膛內燃燒的火焰溫度分布情況進行監視的看火視頻監控裝置3-4、與看火視頻監控裝置3-4相接的圖像處理單元3-5、用于獲取所述爐膛內輻射能強度信息的近紅外輻射能傳感器3-6、與近紅外輻射能傳感器3-6相接的光電轉換單元3-7以及對所述爐膛內的煙氣含氧量進行檢測的含氧量傳感器3-8。所述信息融合處理單元4包括信號調理電路4-1、與信號調理電路4-1相接的數據采集卡4-2、與數據采集卡4-2相接的神經網絡數據融合處理器4-3和與神經網絡數據融合處理器4-3相接的存儲器4-4、接口電路4-5和電源模塊4-6 ;所述灰分探測儀3-1和水分探測儀3_2均與煤質熱值計算單元3-3相接,所述煤質熱值計算單元3-3、圖像處理單元3-5、光電轉換單元3-7和含氧量傳感器3-8均與信號調理電路4-1相接，所述上位機I分別與接口電路4-5和鍋爐燃燒控制系統2相接。
[0021]本實施例中，所述神經網絡數據融合處理器4-3為ARM微處理器。
[0022]本實施例中，所述看火視頻監控裝置3-4為耐高溫CXD攝像頭。
[0023]本實施例中，所述耐高溫CXD攝像頭的數量為4個，且4個所述耐高溫CXD攝像頭分別安裝在鍋爐四角。
[0024]本實施例中，所述近紅外輻射能傳感器3-6的數量為多個。
[0025]實際使用過程中，所述煤質熱值計算單元3-3根據灰分探測儀3-1和水分探測儀3-2探測到的信號對燃燒發熱量進行計算時，根據本領域技術人員公知的計算煤炭發熱量的經驗公式進行計算。
[0026]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統，其特征在于:包括位于監控室內的上位機(I)、用于采集現場相關數據以便指導上位機(I)對鍋爐燃燒控制系統(2)進行優化調節的數據采集單元(3)、對數據采集單元(3)采集到的數據進行信息融合處理的信息融合處理單元(4)和與上位機(I)相接的人機界面HMI (5);所述數據采集單元(3)包括分別對入爐煤的灰分和水分進行檢測的灰分探測儀(3-1)和水分探測儀(3-2 )、根據灰分探測儀(3-1)和水分探測儀(3-2)探測到的信號計算出燃燒發熱量的煤質熱值計算單元(3-3)、對所述入爐煤在爐膛內燃燒的火焰溫度分布情況進行監視的看火視頻監控裝置(3-4)、與看火視頻監控裝置(3-4)相接的圖像處理單元(3-5)、用于獲取所述爐膛內輻射能強度信息的近紅外輻射能傳感器(3-6 )、與近紅外輻射能傳感器(3-6 )相接的光電轉換單元(3-7 )以及對所述爐膛內的煙氣含氧量進行檢測的含氧量傳感器(3-8 );所述信息融合處理單元(4 )包括信號調理電路(4-1)、與信號調理電路(4-1)相接的數據采集卡(4-2 )、與數據采集卡(4-2 )相接的神經網絡數據融合處理器(4-3)和與神經網絡數據融合處理器(4-3)相接的存儲器(4-4)、接口電路(4-5)和電源模塊(4-6);所述灰分探測儀(3-1)和水分探測儀(3-2)均與煤質熱值計算單元(3-3)相接，所述煤質熱值計算單元(3-3)、圖像處理單元(3-5)、光電轉換單元(3-7)和含氧量傳感器(3-8)均與信號調理電路(4-1)相接，所述上位機(I)分別與接口電路(4-5)和鍋爐燃燒控制系統(2)相接。
2.按照權利要求1所述的一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統，其特征在于:所述神經網絡數據融合處理器(4-3)為ARM微處理器。
3.按照權利要求1或2所述的一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統，其特征在于:所述看火視頻監控裝置(3-4)為耐高溫CXD攝像頭。
4.按照權利要求3所述的一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統，其特征在于:所述耐高溫CXD攝像頭的數量為4個，且4個所述耐高溫CXD攝像頭分別安裝在鍋爐四角。
5.按照權利要求1或2所述的一種電廠鍋爐燃燒優化監控系統，其特征在于:所述近紅外輻射能傳感器(3-6)的數量為多個。
【文檔編號】H04N7/18GK203537508SQ201320619087
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】周曉麗 申請人:西安擴力機電科技有限公司