NI助力節能減排,開發火電廠燃燒狀態監控系統

　　背景

　　許多的發電廠運營商都經歷過由于汽輪機頻率不穩所造成的損壞。為滿足當前嚴格的排放標準所設計的Dry Low NOx(DLN)燃燒室，必須工作在一個很低的燃料-空氣比下。由于燃料-空氣比非常接近可燃性下限，使得DLN燃燒室容易出現動態的壓力振蕩，從而導致組件接口的加速磨損，或者是硬件的直接損壞;預混合區域的火焰回火則會導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跳閘脫線。為了在符合排放標準的前提下保護好長期工作組件，保證工作的完整性，DLN系統需要進行定期的調試維護。　　

 

　　CMS-1000系統

　　為了避免渦輪機中重要組件的加速磨損和機械損壞，我們使用NI硬件和LabVIEW 軟件開發了一臺燃燒狀態監控系統，使得對渦輪機的調試相對容易。這臺CMS-1000燃燒狀態監控系統結構緊湊，能夠監控蒸汽渦輪機中每一個燃燒室的壓力。針對不同型號的蒸汽渦輪機，我們最多可以監控多達18個燃燒室中的動態壓力。渦輪機的兩側各有一個監控箱，每一個監控箱接收一半的信號輸入，傳感器電纜從每一個燃燒室中接出再連接到任何一個監控箱中的動態壓力傳感器上?！　?/p>

 

　　除了內置的壓力傳感器，監控箱中還裝有阻尼線圈，作為信號補償系統，可以消除傳感信號線上的衰減。另外，監控箱中安裝有NI 9234 動態信號采集(DSA)模塊。壓力傳感器產生的模擬信號輸出給每一個監控箱中的NI I/O模塊和NI cDAQ-9188機箱。通過設置NI的硬件和軟件，可以在兩個監控箱之間實現同步數據采集。采集到的動態壓力信號經由NI MES-3980 工業以太網開關傳送給位于蒸汽渦輪機本地控制室中的一臺筆記本電腦。

　　LabVIEW程序對18個壓力信號進行快速傅立葉變換，得到每一個燃燒室的頻譜(壓力幅度vs.頻率)。對這些頻譜的后期處理提供了關鍵的幅度和頻率數據，幫助決策者作出渦輪機調整方案。頻譜和后期處理后的數據可以以多種圖形的形式來顯示，幫助工程師更簡單、更快速地決定如何對蒸汽渦輪機的燃料和空氣進行實時控制。多種數據記錄的格式同樣可以幫助工程師針對調整的結果編寫文檔并生成報表。