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自动化新技术及其在火电厂的应用气消笔


2022年07月29日

自动化新技术及其在火电厂的应用

自动化新技术及其在火电厂的应用 2011年12月10日 来源: 随着电力行业改革不断深化和厂网分开、竞价上网政策的进一步实施,能否保证火力发电机组安全稳定和经济运行,已经成为各个火电厂的首要任务。自动化是实现火电机组安全经济运行的重要技术措施,因此各个火电厂都非常关注自动化新技术的发展,并不断地应用自动化新技术,以期达到降低发电成本、提高劳动生产率、增强出厂电价竞争能力之目的。近几年来,自动化技术的发展可以说是日新月异,新的科技成果不断涌现。总结起来,自动化新技术在火电厂的应用,主要体现在以下几个方面。一 自动检测 1. 火焰图像检测器 目前,火电厂大型锅炉的单个燃烧器容量都非常大,因此,能否正确检测燃烧器火焰,将直接影响炉膛安全监控系统(FSSS)动作的可靠性。为了防止锅炉爆燃事故的发生,必须对炉膛内的火焰进行切实有效地检测。普通光学检测器(如紫外光火焰检测器、可见光火焰检测器和红外光火焰检测器)仅依靠一个光敏元件收集火焰特征区的平均光强,所获信息量的局限性经常导致作为前景的火焰和背景无法有效分辨。普通光学检测器探头的视野范围很小,在火焰波动较大(锅炉低负荷运行)时会误报炉膛灭火。因此,在今后,火焰图像检测器将取代普通光学检测器,这是锅炉火焰检测系统发展的新动向。火焰图像检测器不同于以往的工业电视,它有如下特点:(1)火焰图像检测器采用了多个微型摄像机(CCD)检测每一只燃烧器或每一层或每一角的燃烧工况,它比普通光学检测器的视野范围大,采集的信息量多。(2)火焰图像检测器采用微处理器对火焰信息进行处理,将其转换成数值形式,进行分析运算,并在数字式图像显示器上显示出来,同时将数据存放在计算机存储器中,以便作进一步处理。而工业电视仅是直观的图像显示,没有信息处理和记忆功能。(3)火焰图像检测器通过显示多个处理过的火焰图像,使运行操作人员了解每个火焰的亮度分布、着火点及整个炉膛燃烧状况,从而进行燃烧最佳调整,并减少NOX排放量。而工业电视没有这个功能。目前,国外的火焰图像检测器产品主要有日本三菱公司的DPTIS型和芬兰的DIMAC型。国内的几家科研单位也相继推出了火焰图像检测器的产品,并已在多台国产燃煤机组上运行,基本上实现了无误报,而且提高了报警速度。2. 光纤传感器 (1)半导体光纤温度计半导体光纤温度计是利用半导体材料的光吸收随着温度的变化而变化的原理测温的。例如,当温度升高时,透过半导体材料的光能减小,用光电元件来测量光能的这一变化,即可获得被测量的温度值。半导体光纤温度计主要应用在超高压变压器热点温度的直接测量上,这种测量对变压器的安全经济运行和使用寿命有着决定性的作用。变压器线圈最热点的绝缘会因为过热而老化,轻则变压器损坏,重则酿成重大事故。反之,若线圈最热点的温度过低,变压器的能力就没得到充分利用,降低了经济效益。因此,为了使变压器处于最佳运行状态,对其热点温度的测量是十分必要的。过去由于高电压的隔离问题不能得到很好解决,所以直接测量很困难。采用半导体光纤温度计后,可以进行远距离遥测,隔离问题得到了很好的解决。(2)光纤转速表 火电厂汽轮发电机组的转速是3000r/min,它是一个决定电网频率稳定与否的重要参数。由于电信号及其信号传输线路容易受发电机强电磁场的干扰,采用常规的电和磁的测量方法,仪表不能正常工作。使用光纤测量转速就不存在这一问题,光纤转速表由转速—光脉冲转换、光纤光路和信号处理装置3部分组成。在汽轮发电机转轴上固定一个测速齿轮盘,齿轮盘的边缘有60个齿,齿轮盘每转动一圈,就产生60个光脉冲,这些光脉冲经光纤传送给信号处理装置,后者将光脉冲转换成电脉冲,然后将电脉冲送给数字频率计。由于光纤不受电磁场干扰,从而保证了转速表的可靠性。3. 软测量技术 所谓软测量技术是从能够测量的数据来推断出不能测量的数据信息的软件技术。仪表技术已经历了模拟仪表、电子仪表、数字仪表、智能仪表和软仪表5个发展阶段,软测量就是软仪表,它是目前仪表技术发展的最高阶段。火电厂对锅炉烟气含氧量的检测和控制,都要求氧量计具有准确、稳定、响应迅速和经久耐用等基本性能。然而,目前在火电厂广泛使用的热磁性氧量计和氧化锆氧量计的性能还不能满足上述要求。因此,对烟气含氧量软测量的研究正在进行。在火电厂锅炉烟气含氧量软测量模型中,可选择主蒸汽流量、给水流量、燃料量、排烟温度、送风量、送风机电流、引风量、引风机电流等工艺参数,作为软测量模型的输入,由这些输入通过模型来估算或推断烟气含氧量,以供监视和控制之用。二 自动控制 1. 智能控制 火电厂有些热工控制对象的数学模型是很复杂的,而且很难测量准确,若继续沿用经典和现代控制理论往往很难奏效,这就促使人们不得不去探索智能控制。(1)模糊控制模糊控制是模仿人的控制过程,与传统控制相比,模糊控制具有实时性好、超调量小、抗干扰能力和适应能力强、稳态误差小等特点。模糊控制基于模糊控制理论,它包含了人的控制经验和知识,

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