一种光纤式空气预热器漏风控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于锅炉设备的热交换装置，尤其涉及一种光纤式空气预热器漏风控制系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]空气预热器是锅炉的重要部件之一，它利用锅炉尾部烟气温度来加热锅炉燃烧用空气的一种热交换的设备。由于转子的不断转动，转子上表面持续受到热风侧的高温烟气的加热，温度较高;而转子的下表面也连续受到冷风侧一、二次冷风的冷却，温度较低。这样就使得转子的上部热膨胀大于下部的热膨胀，产生“蘑菇状”的热态变形。在这种“蘑菇状”的热态变形中，空气预热器转子的外周发生向下的沉降现象，而转子中心发生隆起。这就使得热态时转子下部的三角形漏风间隙和转子圆周的轴向漏风间隙变得比冷态时小，而转子上部的漏风间隙变得比冷态时大。而且随着锅炉负荷的升高，空气预热器转子换热量的增加，上述“蘑菇状”变形就越明显，各处漏风间隙的变化也就越大。
[0003]有鉴于此，如何设计一种新的空气预热器漏风控制系统及其控制方法，或对现有的空气预热器漏风设计进行有效改善，以消除现有的上述缺陷，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。
[0004]为了有效减少漏风间隙，本发明设计一种光纤式传感器来检测反馈漏风间隙状态，通过非接触式的检测转子角钢平面，当检测距离到达设定理想间隙值时，光纤传感器可通过光纤输出信号并将信号通过放大器转化为高电平信号，PLC采集到高电平信号，驱动执行电机上下行运动来调节扇形板与径向密封片之间的距离，从而有效减少漏风率，提高锅炉燃烧效率。
[0005]新型漏风控制系统采用先进的非接触式光纤传感器，利用被测量的变化调制传输光广播的某一参数，使其随之变化，然后对已调制的光信号进行检测，从而得到被测物理量。这种方式具有极高的灵敏度和精度，固有的安全性好、抗电磁干扰能力强、耐高温耐腐蚀、集传感和传输于一体的高性能传感器，再结合智能化控制系统，实现对漏风间隙的最佳控制。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中的空气预热器漏风控制时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新颖的、具有良好稳定性和控制精度的光纤式空气预热器漏风控制系统及其控制方法，实现漏风间隙的有效控制。
[0007]为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下:
[0008]本发明公开了一种光纤式空气预热器漏风控制系统，用于自动控制扇形板与转子角钢平面之间的间隙，包括光纤传感器、驱动电机、可编程逻辑控制器和扇形板提升机构，其中，
[0009]所述驱动电机，与所述可编程逻辑控制器电性连接，用于通过所述扇形板提升机构驱动所述扇形板和所述光纤传感器同步上行或下行；
[0010]所述光纤传感器，与所述扇形板同步移动，用于检测所述扇形板与所述转子角钢平面之间的距离是否达到设定值:
[0011]当两者距离达到设定值时，反馈一通断开关信号至所述可编程逻辑控制器；
[0012]所述可编程逻辑控制器，用以:
[0013]接收所述光纤传感器反馈的通断开关信号；
[0014]驱动所述驱动电机反转并驱动所述扇形板和所述光纤传感器上行一间隙距离。
[0015]进一步的，还包括温度监测装置，所述温度监测装置安装于空气预热器的烟气进口处，并将采集到的温度信号传送至所述可编程逻辑控制器，所述可编程逻辑控制器根据所述温度信号通过所述驱动电机驱动所述扇形板提升机构，进而控制所述扇形板上行或下行。
[0016]优选的，还包括位移反馈装置，与所述可编程逻辑控制器相连接，用于检测并反馈所述扇形板的位移数据至所述可编程逻辑控制器;所述可编程逻辑控制器还用以根据事先拟合出的扇形板位置与烟气进口温度的曲线，结合所述温度监测装置测出的温度值以及所述位移反馈装置反馈的位移数据控制所述扇形板与转子角钢平面之间的距离。
[0017]进一步的，还包括人机界面，用于:
[0018]显示所述扇形板与所述转子角钢平面之间距离的设定值、间隙距离；
[0019]响应输入修改所述扇形板和所述光纤传感器上行的间隙距离。
[0020]进一步的，所述波纹管内部设置有调节保护套，所述调节保护套套设于所述光纤传感器的外侧，用于实现所述光纤传感器相对于所述波纹管的上下调节。
[0021]本发明另外公开了一种光纤式空气预热器漏风控制方法，用于自动控制扇形板与转子角钢平面之间的间隙，包括以下步骤:
[0022]步骤一:可编程逻辑控制器通过扇形板提升机构控制扇形板和光纤传感器同步上下行；
[0023]步骤二:光纤传感器检测其与转子角钢平面之间的距离是否达到设定值；
[0024]步骤三:当两者距离达到设定值时，光纤传感器反馈一通断开关信号至可编程逻辑控制器；
[0025]步骤四:可编程逻辑控制器接收光纤传感器反馈的通断开关信号，驱动扇形板和光纤传感器上行一间隙距离。
[0026]优选的，步骤二之前还包括确认设定值的步骤，所述确认设定值的步骤包括:
[0027]控制所述扇形板，使得所述扇形板与所述转子角钢平面之间的距离为第一次设定的值XI，将所述扇形板上行或下行一段距离，进行第二次设定；
[0028]控制所述扇形板，使得所述扇形板与所述转子角钢平面之间的距离为第二次设定的值X2;
[0029]将两次设定后的距离值相加取平均值Χ3= (Χ1+Χ2)/2;
[0030]在所述步骤二中，采用X3为设定值。
[0031 ]优选的，所述间隙距离通过所述人机界面进行实时修改。
[0032]优选的，在所述步骤一后，还包括判断所述光纤传感器发生故障的过程，若未发生故障，则进入步骤二，若发生故障，则:
[0033]所述控制系统根据已拟合出的扇形板位置与烟气进口温度的曲线，结合所述温度监测装置测出的温度值来实时控制所述扇形板与转子角钢平面之间的距离。
[0034]优选的，扇形板位置与烟气进口温度的曲线通过以下方式拟合得到:
[0035]温度监测装置采集烟气进口温度；
[0036]将所述烟气进口温度划分为多个温度区间，并根据不同温度段扇形板的位置值，拟合出扇形板位置与烟气进口温度之间的曲线图。
[0037]优选的，所述不同温度段扇形板的位置值是通过冒泡排序法将同一温度区间内采集到的最小值作为当前温度段的实际扇形板的位置值。
[0038]本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:
[0039]1.基于新型光纤式传感器研发的漏风控制系统较传统式机械传感器而言，不仅提高了控制的精度，同时这种非接触式感应方式也提高了传感器使用的寿命，保证系统安全可靠运行；
[0040]2.控制空气预热器的扇形板上下运行，以控制扇形板与转子角钢平面之间的间隙，使其时刻保持最佳间隙距离，从而有效减少漏风，提高锅炉效率；
[0041]3.本发明漏风控制系统在新型光纤传感器的基础上，增加了温度监测装置，使之在光纤传感器发生故障时，可立即采取温度负荷控制方式来保证系统的正常运行，且两种方式可实现无缝自由切换，保证了空气预热器的运行安全性和可靠性。
【附图说明】
[0042]结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中:
[0043]图1是本发明一种光纤式空气预热器漏风控制系统的俯视结构示意图；
[0044]图2是本发明一种光纤式空气预热器漏风控制系统整体机构示意图；
[0045]图3是本发明一种光纤式空气预热器漏风控制方法的流程框图；
[0046]表1是本发明一种光纤式空气预热器漏风控制方法中实际扇形板位置值与温度区间对应表；
[0047]图4是本发明一种光