一種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)，包括上位機(jī)、數(shù)據(jù)采集單元、信息融合處理單元和人機(jī)界面HMI；所述數(shù)據(jù)采集單元包括灰分探測(cè)儀、水分探測(cè)儀、煤質(zhì)熱值計(jì)算單元、看火視頻監(jiān)控裝置、圖像處理單元、近紅外輻射能傳感器、光電轉(zhuǎn)換單元和含氧量傳感器；所述信息融合處理單元包括信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器以及存儲(chǔ)器、接口電路和電源模塊。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、可靠性好、靈敏度高、參數(shù)采集全面，有效解決了現(xiàn)有控制系統(tǒng)參數(shù)采集單一，難以獲得最佳運(yùn)行曲線，運(yùn)行效率低，發(fā)電成本高等問題。
【專利說明】—種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是涉及一種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)現(xiàn)對(duì)大型火力發(fā)電廠鍋爐的優(yōu)化控制，對(duì)機(jī)組節(jié)能降耗、減少污染物排放有著重大的意義。目前，以單元機(jī)組為控制對(duì)象，火力發(fā)電廠的整體自動(dòng)控制系統(tǒng)包括鍋爐的蒸汽溫度控制系統(tǒng)、燃燒過程控制系統(tǒng)以及協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)等眾多子系統(tǒng)。
[0003]維護(hù)電廠鍋爐燃燒過程的最佳狀態(tài)和經(jīng)濟(jì)性是燃燒過程控制系統(tǒng)的重要任務(wù)。在鍋爐運(yùn)行中，必須控制好送風(fēng)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(fēng)煤比合適。與風(fēng)煤比有關(guān)的參數(shù)較多，如入爐煤的灰分和水分、爐膛內(nèi)燃燒溫度分布情況和輻射能強(qiáng)度分布情況、爐膛內(nèi)煙氣含氧量等都將影響最優(yōu)風(fēng)煤比的確定。目前采用的燃燒優(yōu)化閉環(huán)控制系統(tǒng)由于參數(shù)采集較單一，往往無法完全針對(duì)鍋爐燃燒的特點(diǎn)，實(shí)時(shí)控制運(yùn)行工況。而且隨機(jī)組負(fù)荷的變化，運(yùn)行效率的變化也非常大，不能保證機(jī)組保持在最佳的運(yùn)行曲線上，難以獲得長期穩(wěn)定的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)合理、可靠性好、靈敏度高，工作能夠?qū)?shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，用于指導(dǎo)優(yōu)化調(diào)節(jié)鍋爐燃燒的風(fēng)煤比參數(shù)，提高了運(yùn)行效率，降低了發(fā)電成本。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括位于監(jiān)控室內(nèi)的上位機(jī)、用于采集現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)以便指導(dǎo)上位機(jī)對(duì)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)采集單元、對(duì)數(shù)據(jù)采集單元采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合處理的信息融合處理單元和與上位機(jī)相接的人機(jī)界面HMI ;所述數(shù)據(jù)采集單元包括分別對(duì)入爐煤的灰分和水分進(jìn)行檢測(cè)的灰分探測(cè)儀和水分探測(cè)儀、根據(jù)灰分探測(cè)儀和水分探測(cè)儀探測(cè)到的信號(hào)計(jì)算出燃燒發(fā)熱量的煤質(zhì)熱值計(jì)算單元、對(duì)所述入爐煤在爐膛內(nèi)燃燒的火焰溫度分布情況進(jìn)行監(jiān)視的看火視頻監(jiān)控裝置、與看火視頻監(jiān)控裝置相接的圖像處理單元、用于獲取所述爐膛內(nèi)輻射能強(qiáng)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(zhuǎn)換單元以及對(duì)所述爐膛內(nèi)的煙氣含氧量進(jìn)行檢測(cè)的含氧量傳感器；所述信息融合處理單元包括信號(hào)調(diào)理電路、與信號(hào)調(diào)理電路相接的數(shù)據(jù)采集卡、與數(shù)據(jù)采集卡相接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器和與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器相接的存儲(chǔ)器、接口電路和電源模塊；所述灰分探測(cè)儀和水分探測(cè)儀均與煤質(zhì)熱值計(jì)算單元相接，所述煤質(zhì)熱值計(jì)算單元、圖像處理單元、光電轉(zhuǎn)換單元和含氧量傳感器均與信號(hào)調(diào)理電路相接，所述上位機(jī)分別與接口電路和鍋爐燃燒控制系統(tǒng)相接。
[0006]上述一種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器為ARM微處理器，所述ARM微處理器內(nèi)置有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理軟件。
[0007]上述一種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述看火視頻監(jiān)控裝置為耐高溫(XD攝像頭。
[0008]上述一種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述耐高溫CXD攝像頭的數(shù)量為4個(gè)，且4個(gè)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(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述近紅外輻射能傳感器的數(shù)量為多個(gè)。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、能夠?qū)θ霠t煤的水分和灰分進(jìn)行檢測(cè)，以防止劣質(zhì)煤冒充優(yōu)質(zhì)煤，降低了發(fā)電成本。
[0012]2、能夠?qū)t膛火焰燃燒進(jìn)行可視化監(jiān)視，方便運(yùn)行人員進(jìn)行燃燒調(diào)整。
[0013]3、將爐膛內(nèi)輻射能信號(hào)作為入爐燃料量調(diào)節(jié)的反饋信號(hào)之一，對(duì)系統(tǒng)的遲滯性進(jìn)行了較好的補(bǔ)償。
[0014]4、能夠?qū)Χ鄠€(gè)傳感器的測(cè)試信號(hào)進(jìn)行信息融合處理，提高了數(shù)據(jù)可靠性和高效性。
[0015]綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、可靠性好、靈敏度高、參數(shù)采集全面，有效解決了現(xiàn)有控制系統(tǒng)參數(shù)采集單一，難以獲得最佳運(yùn)行曲線，運(yùn)行效率低，發(fā)電成本高等問題。
[0016]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明:
[0019]I 一上位機(jī)；2—鍋爐燃燒控制系統(tǒng)；3—數(shù)據(jù)采集單元；
[0020]3-1—灰分探測(cè)儀；3-2—水分探測(cè)儀； 3-3—煤質(zhì)熱值計(jì)算單元；
[0021]3-4—看火視頻監(jiān)控裝置；3-5—圖像處理單元；
[0022]3-6—近紅外輻射能傳感器；3-7—光電轉(zhuǎn)換單元；
[0023]3-8—含氧量傳感器； 4 一信息融合處理單元；4-1 一信號(hào)調(diào)理電路；
[0024]4-2—數(shù)據(jù)采集卡；4-3—神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器；
[0025]4-4一存儲(chǔ)器；4-5—接口電路；4-6 —電源模塊；
[0026]5—人機(jī)界面HMI。

【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1所示，本發(fā)明包括位于監(jiān)控室內(nèi)的上位機(jī)1、用于采集現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)以便指導(dǎo)上位機(jī)I對(duì)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)2進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)采集單元3、對(duì)數(shù)據(jù)采集單元3采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合處理的信息融合處理單元4和與上位機(jī)I相接的人機(jī)界面HMI5。所述數(shù)據(jù)采集單元3包括分別對(duì)入爐煤的灰分和水分進(jìn)行檢測(cè)的灰分探測(cè)儀3-1和水分探測(cè)儀3-2、根據(jù)灰分探測(cè)儀3-1和水分探測(cè)儀3-2探測(cè)到的信號(hào)計(jì)算出燃燒發(fā)熱量的煤質(zhì)熱值計(jì)算單元3-3、對(duì)所述入爐煤在爐膛內(nèi)燃燒的火焰溫度分布情況進(jìn)行監(jiān)視的看火視頻監(jiān)控裝置3-4、與看火視頻監(jiān)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(nèi)輻射能強(qiáng)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(zhuǎn)換單元3-7以及對(duì)所述爐膛內(nèi)的煙氣含氧量進(jìn)行檢測(cè)的含氧量傳感器3-8。所述信息融合處理單元4包括信號(hào)調(diào)理電路4-1、與信號(hào)調(diào)理電路4-1相接的數(shù)據(jù)采集卡4-2、與數(shù)據(jù)采集卡4-2相接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器4-3和與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器4-3相接的存儲(chǔ)器4-4、接口電路4-5和電源模塊4-6 ;所述灰分探測(cè)儀3-1和水分探測(cè)儀3_2均與煤質(zhì)熱值計(jì)算單元3-3相接,所述煤質(zhì)熱值計(jì)算單元3-3、圖像處理單元3-5、光電轉(zhuǎn)換單元3-7和含氧量傳感器3-8均與信號(hào)調(diào)理電路4-1相接，所述上位機(jī)I分別與接口電路4-5和鍋爐燃燒控制系統(tǒng)2相接。
[0028]本實(shí)施例中，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器4-3為ARM微處理器。
[0029]本實(shí)施例中，所述看火視頻監(jiān)控裝置3-4為耐高溫CXD攝像頭。
[0030]本實(shí)施例中，所述耐高溫CXD攝像頭的數(shù)量為4個(gè)，且4個(gè)所述耐高溫CXD攝像頭分別安裝在鍋爐四角。
[0031]本實(shí)施例中，所述近紅外輻射能傳感器3-6的數(shù)量為多個(gè)。
[0032]實(shí)際使用過程中，所述煤質(zhì)熱值計(jì)算單元3-3根據(jù)灰分探測(cè)儀3-1和水分探測(cè)儀3-2探測(cè)到的信號(hào)對(duì)燃燒發(fā)熱量進(jìn)行計(jì)算時(shí)，根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的計(jì)算煤炭發(fā)熱量的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。
[0033]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括位于監(jiān)控室內(nèi)的上位機(jī)(I)、用于采集現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)以便指導(dǎo)上位機(jī)(I)對(duì)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)(2)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)采集單元(3)、對(duì)數(shù)據(jù)采集單元(3)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合處理的信息融合處理單元(4)和與上位機(jī)(I)相接的人機(jī)界面HMI (5);所述數(shù)據(jù)采集單元(3)包括分別對(duì)入爐煤的灰分和水分進(jìn)行檢測(cè)的灰分探測(cè)儀(3-1)和水分探測(cè)儀(3-2 )、根據(jù)灰分探測(cè)儀(3-1)和水分探測(cè)儀(3-2)探測(cè)到的信號(hào)計(jì)算出燃燒發(fā)熱量的煤質(zhì)熱值計(jì)算單元(3-3)、對(duì)所述入爐煤在爐膛內(nèi)燃燒的火焰溫度分布情況進(jìn)行監(jiān)視的看火視頻監(jiān)控裝置(3-4)、與看火視頻監(jiān)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(nèi)輻射能強(qiáng)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(zhuǎn)換單元(3-7 )以及對(duì)所述爐膛內(nèi)的煙氣含氧量進(jìn)行檢測(cè)的含氧量傳感器(3-8 );所述信息融合處理單元(4 )包括信號(hào)調(diào)理電路(4-1)、與信號(hào)調(diào)理電路(4-1)相接的數(shù)據(jù)采集卡(4-2 )、與數(shù)據(jù)采集卡(4-2 )相接的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器(4-3)和與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器(4-3)相接的存儲(chǔ)器(4-4)、接口電路(4-5)和電源模塊(4-6);所述灰分探測(cè)儀(3-1)和水分探測(cè)儀(3-2)均與煤質(zhì)熱值計(jì)算單元(3-3)相接，所述煤質(zhì)熱值計(jì)算單元(3-3)、圖像處理單元(3-5)、光電轉(zhuǎn)換單元(3-7)和含氧量傳感器(3-8)均與信號(hào)調(diào)理電路(4-1)相接，所述上位機(jī)(I)分別與接口電路(4-5)和鍋爐燃燒控制系統(tǒng)(2)相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合處理器(4-3)為ARM微處理器。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述看火視頻監(jiān)控裝置(3-4)為耐高溫CXD攝像頭。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述耐高溫CXD攝像頭的數(shù)量為4個(gè)，且4個(gè)所述耐高溫CXD攝像頭分別安裝在鍋爐四角。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種電廠鍋爐燃燒優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述近紅外輻射能傳感器(3-6)的數(shù)量為多個(gè)。
【文檔編號(hào)】H04N7/18GK104519312SQ201310466053
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】周曉麗 申請(qǐng)人:西安擴(kuò)力機(jī)電科技有限公司