专利名称：变速或定速风机风量计算系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种火力发电厂的大型锅炉风机设备中的变速或定速风机风量计算系统，属于机电一体化领域。
背景技术：
目前国内外在火力发电厂的大型锅炉风机设备中，风量测量装置均安装在入口或出口风道里，其主要形式有(1)机翼型风量测量装置；(2)文丘里风量测量装置；(3)巴系列风量测量装置；(4)均速风量测量装置；(5)热线风量测量装置等。这些测量装置大部分采用是测取差压或热电势方法，而后再经风量变送器转换为风量信号，该方式存在系统复杂、测量精度低、可靠性不高、增大风量阻力损失及对风机运行工况不能做到直观监视等方面的缺点。如何解决上述问题还未见报导。 发明内容发明目的本实用新型提供了一种变速或定速风机风量计算系统，其目的是解决以往测量系统复杂、测量精度低、可靠性不高、增大风量阻力损失及对风机运行工况不能做到直观监视等方面存在的问题。技术方案本实用新型是通过以下技术方案来实现的一种变速或定速风机风量计算系统，其特征在于该系统包括中央处理控制系统、 上位处理系统、风机动叶转角指示变送器、风机入口压力变送器、风机入口风温变送器、风机出口压力变送器、风机电机电流互感器和风机DCS控制系统；中央处理控制系统的信号输入端分别与风机动叶转角指示变送器、风机入口压力变送器、风机入口风温变送器、风机出口压力变送器和风机电机电流互感器连接；中央处理控制系统的信号输出端与风机DCS 控制系统连接。中央处理控制系统为PLC可编程控制器或单片机。上位处理系统为上位机或风机DCS控制系统。风机动叶转角指示变送器和风机电机电流互感器设置在风机内；风机入口压力变送器和风机入口风温变送器设置在风机的入口处；风机出口压力变送器设置在风机出口处。优点及效果本实用新型提供一种变速或定速风机风量计算系统，该系统包括中央处理控制系统、上位处理系统、风机动叶转角指示变送器、风机入口压力变送器、风机入口风温变送器、 风机出口压力变送器、风机电机电流互感器和风机DCS控制系统；中央处理控制系统的信号输入端分别与风机动叶转角指示变送器、风机入口压力变送器、风机入口风温变送器、风机出口压力变送器和风机电机电流互感器连接；中央处理控制系统的信号输出端与风机 DCS控制系统连接。[0012]该实用新型的具体有点如下a.简化了系统原有的测量方法，提高了测量信号的准确性和可靠性；b.取消了原来的风量测量装置和风量变速器等设施，减少了加工制造和安装维护等费用(本装置的费用远小于原装置费用)；c.该风量测量方法，取消了原有风量测量装置在风道中安装的测量附件，减少了风道系统的阻力损失，提高了风机的经济性，对国家发改委倡导的节能减排，具有一定的实际意义；d.该装置可以作为产品广泛生产，效益可观。
图1为背景技术中采用风量测量系统的结构示意图；图2为本实用新型的主要结构示意图；图3为本实用新型风机工况在线监视曲线图。图1 4中，标注的序号分别是风机吸入口 1 ；风机风量测量附件2 ；动叶转角指示变送器3 ；风机4 ；风机出口电动门5 ；空气预热器入口门6 ；空气预热器7 ；空气预热器出口门8 ；锅炉9 ；差压变送器10 ；风机DCS控制系统11 ；PLC可编程控制器12 ；上位机13 ；风机入口压力变送器14 ；风机入口风温变送器15 ；风机出口压力变送器16 ；风机电机电流互感器17。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述如图1所示，现有技术中电站的大型锅炉风机设备上，均通过风机入口或出口风道中安装风机风量测量附件2来测取风机风量的，用以实现对锅炉燃烧调节风量控制。风量从风机吸入口 1吸入，而后靠风机4提供动力，大部分风量通过空气预热器7加热，送入锅炉9。而风机提供的风量信号，是通过安装在风机入口或出口风道中的风机风量测量附件 2测取压差，再经过差压变送器10将压差信号送至风机DCS控制系统，转换成风量信号。本实用新型的主要的技术方案是省略了以往采用风量装置的测量系统，既简化了系统、降低了制造、加工、安装和维护等方面成本，又减少了送风系统的阻力损失，提高了控制信号的准确性、可靠性和经济性。本实用新型是按如下技术方案来实施的如图2所示，本实用新型包括中央处理控制系统、上位处理系统、风机动叶转角指示变送器3、风机入口压力变送器14、风机入口风温变送器15、风机出口压力变送器16、风机电机电流互感器17和风机DCS控制系统11 ；中央处理控制系统的信号输入端分别与风机动叶转角指示变送器3、风机入口压力变送器14、风机入口风温变送器15、风机出口压力变送器16和风机电机电流互感器17连接，将这些数据在已经储存到上位机里的程序进行计算和处理，并绘制成特性曲线图直观地反应在上位机的屏幕上，见附图3所示。中央处理控制系统的信号输出端与风机DCS控制系统11连接。而中央处理控制系统可以选择PLC 可编程控制器12或单片机。而上位处理系统可以选择上位机13或风机DCS控制系统。所谓的上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机，屏幕上实时显示各种采集信号变化及风量计算结果，也可以追忆历史数据。风机入口压力变送器14和风机入口风温变送器15设置在风机的入口处；风机出口压力变送器16设置在风机出口处。[0028]PLC可编程控制器12是由单板机和部分硬件组成的运算平台，它可以将模拟量或开关量通过输入接口传入信号，经过逻辑判断和运算后，再将以模拟量的形式通过输出接口传给风机DCS控制系统11。上位机有两个功能，一个是编制、传输程序，即编制风机风量计算程序，并将已编好的程序传入到PLC可编程控制器；另一个是运行在线监视，即利用CRT显示画面进行设备运行工况显示、事故报警列表显示、历史参数查询显示等。根据变速或定速风机控制方法，本实用新型为如下运行过程a.上位机13能够在线实时显示风机的运行工况；b.连续向风机DCS控制系统提供风量数据；c.风机计算风量超出动叶转角所对应的最大、最小风量曲线时，发出风机出口风
量异常报警信号。采集输入信号本实用新型的输入信号时，风机入口压力、风机出口压力、风机动叶转角、风机入口风温度及风机电机电流等，均采用原有系统中的信号源。建立数学模型根据风机转速、风量、压力关系的相似理论，编制数学模型，并用数学模型计算得出变速或定速风机实时风量值。实施开环计算控制用控制对象的实测数据，计算得出若干个曲线族，根据变速或定速风机风量特性曲线设置门槛值，再用计算风量值与所对应的门槛值进行比较，一旦计算风量超出工作范围，将发出风量异常报警。设置输入参数保护程序为防止因输入参数故障原因，而造成风量计算不准确，故将风机入口压力、风机出口压力、风机动叶转角、风机入口风温度及风机电机电流等参数， 设置信号异常报警保护，一旦出现参数不可信时，发出引入参数异常报警信号，提示运行人员尽快查找处理，确保风机风量计算的准确性。实时监控打开变速或定速风机特性曲线画面，有一个可移动的闪光点直接显示出风机运行工况(见图3)，当风量超出设计边界区域时，运行人员将一目了然，并可以及时采取应对措施，将风机工况调整在设计区域内或高效区运行。该实用新型是用计算风量方法的装置代替原始风量测量方法。其优点，减少风量测量装置安装复杂性；减少风量测量装置所带来的阻力损失；减少风量测量误差；增加安全运行可靠性并增加风量特性在线监视功能。
权利要求1.一种变速或定速风机风量计算系统，其特征在于该系统包括中央处理控制系统、 上位处理系统、风机动叶转角指示变送器(3)、风机入口压力变送器(14)、风机入口风温变送器(15)、风机出口压力变送器(16)、风机电机电流互感器(17)和风机DCS控制系统(11); 中央处理控制系统的信号输入端分别与风机动叶转角指示变送器(3)、风机入口压力变送器(14)、风机入口风温变送器(15)、风机出口压力变送器(16)和风机电机电流互感器(17) 连接；中央处理控制系统的信号输出端与风机DCS控制系统(11)连接。
2.根据权利要求1所述的变速或定速风机风量计算系统，其特征在于中央处理控制系统为PLC可编程控制器(12)或单片机。
3.根据权利要求1或2所述的变速或定速风机风量计算系统，其特征在于上位处理系统为上位机(13)或风机DCS控制系统。
4.根据权利要求1所述的变速或定速风机风量计算系统，其特征在于风机动叶转角指示变送器(3)和风机电机电流互感器(17)设置在风机内；风机入口压力变送器(14)和风机入口风温变送器(15)设置在风机的入口处；风机出口压力变送器(16)设置在风机出口处。
专利摘要本实用新型提供一种变速或定速风机风量计算系统，其特征在于该系统包括中央处理控制系统、上位处理系统、风机动叶转角指示变送器、风机入口压力变送器、风机入口风温变送器、风机出口压力变送器、风机电机电流互感器和风机DCS控制系统；中央处理控制系统的信号输入端分别与风机动叶转角指示变送器、风机入口压力变送器、风机入口风温变送器、风机出口压力变送器和风机电机电流互感器连接；中央处理控制系统的信号输出端与风机DCS控制系统连接。该实用新型减少风量测量装置安装复杂性；减少风量测量装置所带来的阻力损失；减少风量测量误差；增加安全运行可靠性并增加风量特性在线监视功能。
文档编号G01F1/34GK202013212SQ20112008692
公开日2011年10月19日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者冷杰, 张敏, 张野, 童刚, 邓楠, 马升江 申请人:东北电力科学研究院有限公司, 童刚