專利名稱：基于聲波氣體溫度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的智能吹灰控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明內(nèi)容屬于燃燒設(shè)備智能化控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種火 力發(fā)電廠中用于有效清除火電機(jī)組鍋爐各對(duì)流受熱面上積灰的智能 吹灰控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
火電機(jī)組鍋爐工作過(guò)程中，當(dāng)鍋爐燃用固體燃料(如煤等)或者含 有灰份的液休燃料時(shí)，由于燃燒產(chǎn)物中含有灰粒、氧化硫等物質(zhì)，形
成大量的飛灰，如一臺(tái)300MW的鍋爐每晝夜的飛灰量可達(dá)700 1200t(視煤的含灰量多少而定)。飛灰在流經(jīng)鍋爐內(nèi)的對(duì)流過(guò)熱器、 再熱器、省煤器、水冷壁(四管)等對(duì)流受熱面后，其中一部分以各種 形式沉積在受熱面上，造成受熱面玷污，形成積灰，增加了傳熱熱 阻，產(chǎn)生高溫?zé)煔?，其結(jié)果輕則影響鍋爐正常運(yùn)行，降低發(fā)電效率， 重則導(dǎo)致降低負(fù)荷甚至非計(jì)劃停爐，直接危及鍋爐運(yùn)行安全性和機(jī)組 可用率。
為了有效清除受熱面上的積灰，提高爐膛吸熱效率及降低排煙溫 度，電廠在火電機(jī)組鍋爐各受熱面處通常均配備有吹灰器。它的必要 性在于(D.避免積灰過(guò)多無(wú)法運(yùn)行，造成停爐事故；②.避免由于總 的傳熱阻力增大而導(dǎo)致的鍋爐效率降低；③.減少積灰腐蝕爐管；④. 降低積灰的速度，減少受熱面熱偏差，減少爆管事故發(fā)生；(D.避免 經(jīng)常停爐檢修而減少發(fā)電量和增加的檢修費(fèi)用；減輕人工清灰的 勞動(dòng)強(qiáng)度及費(fèi)用。
目前電廠吹灰大多采用傳統(tǒng)的定時(shí)吹灰或手動(dòng)方式吹灰,這類方 式往往不能顧及到積灰的實(shí)際情況，常常使吹灰間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短。吹灰間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不但會(huì)造成積灰在數(shù)量上的積累，而且會(huì)使
積灰層難以清理，終不到吹灰目的；而過(guò)度頻繁地進(jìn)行吹灰， 一方面 會(huì)浪費(fèi)昂貴的吹灰介質(zhì)，增加運(yùn)行成本，另一方面在機(jī)械力和熱疲勞 的作用下，受熱面的使用壽命會(huì)縮短，吹灰器的頻繁使用還會(huì)縮短自 身的使用壽命，增加額外的維護(hù)工作量和成本開銷。由于吹灰是影響 鍋爐運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)因素，因此，如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效的吹灰便成為 科技人員關(guān)注的問(wèn)題之一，智能吹灰顯得尤為重要?，F(xiàn)有技術(shù)中，也 有一些企業(yè)采用熱電偶或紅外輻射等手段并結(jié)合BP算法、RPR0P算 法等以實(shí)現(xiàn)鍋爐內(nèi)部實(shí)時(shí)煙氣溫度的在線監(jiān)測(cè)及計(jì)算,但由于其通常 只在鍋爐尾部受熱面設(shè)有煙溫測(cè)點(diǎn)，其它如爐膛出口、高溫對(duì)流區(qū)等 處，因工作環(huán)境惡劣，布置于該區(qū)熱電偶不能長(zhǎng)時(shí)間正常工作，因此 這些部位的煙溫均不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,進(jìn)而提供一種基于 聲波氣體溫度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的智能吹灰控制系統(tǒng)。
用于實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)解決方案是這樣的:所提供的智能 吹灰控制系統(tǒng)的硬件部分由設(shè)置在鍋爐受熱面周側(cè)相應(yīng)位置處的多 個(gè)聲波發(fā)射/接收傳感器以及與各聲波發(fā)射/接收傳感器輸出信號(hào)對(duì) 應(yīng)聯(lián)接的多個(gè)前置放大器箱、過(guò)程控制單元(PCU)、智能吹灰控制儀 和工業(yè)計(jì)算機(jī)組成，前置放大器箱的放大信號(hào)輸出端通過(guò)電纜輸至過(guò) 程控制單元的接收端，過(guò)程控制單元(PCU)的電流信號(hào)輸出端和監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端分別聯(lián)通至智能吹灰控制儀和工業(yè)計(jì)算機(jī)的對(duì)應(yīng)輸 入端，工業(yè)計(jì)算機(jī)的監(jiān)控信號(hào)輸出/輸入端與智能吹灰控制儀的監(jiān)控 信號(hào)輸入/輸出端聯(lián)接，智能吹灰控制儀的輸出端外接至用于指導(dǎo)鍋
爐吹灰器工作的工廠DCS控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)中的工業(yè)計(jì)算機(jī)加載 有基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方法的ISBCS-1智能吹灰控制軟件和TMS-2000溫度繪制軟件，通過(guò)軟件系統(tǒng)對(duì)進(jìn)入智能吹灰控制儀的數(shù) 據(jù)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和處理后，將吹灰優(yōu)化指導(dǎo)信息傳輸?shù)紻CS控制系 統(tǒng)，優(yōu)化指導(dǎo)鍋爐吹灰器按需吹灰。
本發(fā)明所述的智能吹灰控制系統(tǒng)是基于聲波氣體溫度場(chǎng)測(cè)量技 術(shù)的智能化系統(tǒng)，它通過(guò)在鍋爐受熱面周側(cè)設(shè)置聲波發(fā)射/接收傳感 器的方式測(cè)量鍋爐受熱面的煙氣溫度，利用有效的數(shù)學(xué)測(cè)量模型，將 鍋爐各受熱面的積灰程度進(jìn)行量化處理，使鍋爐積灰狀況可視化，進(jìn) 而結(jié)合鍋爐運(yùn)行實(shí)際狀況和安全運(yùn)行的要求，通過(guò)智能化控制系統(tǒng)對(duì) 鍋爐吹灰的需要和過(guò)程進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了按需吹灰。
聲波氣體溫度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的原理是氣體中的聲速取決于氣體的 溫度。通過(guò)精確測(cè)量聲波信號(hào)在爐膛內(nèi)空氣中穿過(guò)已知距離所需要的 時(shí)間，就可以確定由聲波發(fā)射器到接收器之間直線通道上的平均氣體 溫度。
聲波氣體溫度場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)的基本原理可下面的等式來(lái)描述 c = d/t=sqrt[rRT/M]
上式中c:氣休里的聲速(m/s);
(1=聲波傳播的距離(m); t-聲波傳播的時(shí)間(s);
r =氣體比熱，在常壓下氣體的比熱是一個(gè)常數(shù)； R二氣體常數(shù)(8.314J/mol);
丁=絕對(duì)溫度(k);
M二氣體摩爾重量(Kg/mol); 把一個(gè)聲源(發(fā)射器)安裝在爐子或鍋爐的一邊，把麥克風(fēng)(接收 器)安裝在對(duì)邊， 一個(gè)聲音信號(hào)就能夠被發(fā)射器發(fā)送并被接收器探測(cè)。 因?yàn)樵诎l(fā)射器和接收器之間的距離是已知并固定的,通過(guò)測(cè)量聲音信 號(hào)的傳播時(shí)間就可以計(jì)算出發(fā)射器和接收器之間的路徑的氣體平均
5溫度。經(jīng)過(guò)換算，可以獲得一個(gè)氣體溫度("F)與傳播時(shí)間、傳播距離、
氣體成分的關(guān)系表達(dá)式
TF=(d/Bt)2 X 106 —460
式中TV-氣休溫度(下)； d =傳播距離(ft);
B =聲波常數(shù)=sqrt[rR/M]; t=傳播時(shí)間(ms) 溫度用攝氏度表示Tc=(d/Bt)2 X 106—273.16 本發(fā)明系統(tǒng)在鍋爐整體熱平衡的基礎(chǔ)上，從空氣預(yù)熱器開始，順 煙氣的流程逐段進(jìn)行各受熱面的熱平衡和傳熱計(jì)算,計(jì)算方法采用小 波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)各受熱面灰污程度進(jìn)行預(yù)測(cè)。因此只需在空氣預(yù)熱器受 熱面采集數(shù)據(jù)。
灰污特征參數(shù)無(wú)法直接測(cè)量，需要由其他可以直接測(cè)量的物理量 間接地推算出來(lái)。從可以直接測(cè)量的運(yùn)行參數(shù)導(dǎo)出受熱面灰污特征參 數(shù)的過(guò)程，就是灰污監(jiān)測(cè)過(guò)程。
當(dāng)工況一定時(shí)，受熱面的進(jìn)出焓差越小，灰污程度越大。受熱面 的進(jìn)出口焓差的大小在某種程度上，反映了灰污程度。
定義焓差灰污系數(shù)為
7 = 1--^
其中A/^是受熱面灰污時(shí)的進(jìn)出口蒸汽焓差； A/^是受熱面清潔時(shí)的進(jìn)出口蒸汽焓差；
從傳熱學(xué)的宏觀角度來(lái)看，受熱面是否灰污，最終表現(xiàn)為該受熱 面的吸熱量的大小。如果受熱面已經(jīng)被灰污，那么該受熱面總的傳熱 熱阻就會(huì)增大，傳熱系數(shù)就會(huì)減小，與同工況下受熱面清潔狀態(tài)時(shí)相 比，吸熱量就會(huì)相應(yīng)減少。因此我們可以得出
6A^W/t^灰污時(shí)受熱面的吸熱量 —清潔時(shí)受熱面的吸熱量
這樣焓差灰污系數(shù)與上式基本是一致的。由于焓差灰污系數(shù)ri可 方便地得出，給實(shí)際運(yùn)用帶來(lái)了很大的方便。因此對(duì)于高溫段受熱面
(如高溫過(guò)熱器和高溫再熱器等)，本發(fā)明系統(tǒng)采用焓差灰污系數(shù)n作
為灰污特征參數(shù)來(lái)表征灰污程度。
當(dāng)q =1時(shí)，受熱面處于理想的潔凈狀態(tài)，q小于1則受熱面偏 離正常允許的污染狀態(tài)，越小則污染越嚴(yán)重。
與現(xiàn)有技術(shù)采用BP算法、RPROP算法等應(yīng)用于受熱面積灰、結(jié) 渣在線不同的是，本發(fā)明采用小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法應(yīng)用于受熱面灰污 預(yù)測(cè)單元，模塊化智能吹灰控制。將小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法應(yīng)用于受熱面 灰污預(yù)測(cè)領(lǐng)域是一種新的嘗試，同傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)方法相比，小波-神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)法具有極大的優(yōu)越性。隨著人工智能和專家系統(tǒng)在電力工業(yè)的不 斷應(yīng)用，小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法在受熱面灰污預(yù)測(cè)領(lǐng)域已顯示其具有廣闊 的發(fā)展和應(yīng)用前景。
小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的基本情況概述如下。
l)小波神經(jīng)元
神經(jīng)元在輸入信號(hào)X的作用下產(chǎn)生輸出信號(hào)Y的規(guī)律由神經(jīng)元功 能函數(shù)f給出。由于S型函數(shù)(表達(dá)式為f(X) = (l+e—ax) —1) 能較好地模仿生物神經(jīng)元對(duì)外界剌激的反應(yīng)，所以在人工神經(jīng)元中常 采用S型函數(shù)作為功能函數(shù)。
然而在小波神經(jīng)元中不能直接采用S型函數(shù)作為功能函數(shù)，因?yàn)?S型函數(shù)不滿母波的允許條件
C,]f亂Koo (1)
—00
為了得到小波神經(jīng)元功能函數(shù)的表達(dá)式，考慮由s型函數(shù)構(gòu)成
的多尺度分析生成元
7"x卜/(;c + 6)-/(;t + c) (2) 式中b和c為常數(shù)， 一般b^C,進(jìn)而由多尺度分析生成元，得到小
波神經(jīng)元母波函數(shù)表達(dá)式
式中d, e為常數(shù)，且d-e，小波神經(jīng)元母波函數(shù)W(x)具有正負(fù)交
替的衰減的振蕩波形。滿足條件在母波W 00中，常數(shù)a, b, c, d， e 已經(jīng)確定，在本例中，常數(shù)取為a=l， b=d=l, c=e = —1。 pWo!x = 0
2)小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種以小波基函數(shù)為神經(jīng)元激勵(lì)函數(shù)的前饋網(wǎng) 絡(luò)模型，它既可看作是以小波函數(shù)為基底的函數(shù)連接型網(wǎng)絡(luò)，也可以 認(rèn)為是徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)的推廣。本發(fā)明中的網(wǎng)絡(luò)采用的算法以批處理 方式對(duì)其進(jìn)行訓(xùn)練，自適應(yīng)地調(diào)整小波系數(shù)和網(wǎng)絡(luò)權(quán)重。
設(shè)xk為輸入層的第k個(gè)輸入樣本，yi為輸出層的第i個(gè)輸出值，
Wij為連接輸出層結(jié)點(diǎn)i和隱層結(jié)點(diǎn)j的權(quán)重，Vjk為連接隱層結(jié)點(diǎn)j
和輸入層結(jié)點(diǎn)k的權(quán)重。若約定vio是第i個(gè)輸出層結(jié)點(diǎn)閾值，wjo
是第j個(gè)隱層結(jié)點(diǎn)閾值(相應(yīng)的輸入x0= -1), aj和bj分別為第j個(gè) 隱層結(jié)點(diǎn)的伸縮平移系數(shù)；P(P=1, 2，…，P)為輸入樣本的模式個(gè)數(shù)， m(k=l， 2,…，m)為輸入層結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，n(j=l， 2,， n)為隱層結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)， N(i^，2，…,N)為輸出層結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，h為學(xué)習(xí)率，則小波網(wǎng)絡(luò)模型可 表示為
廣" 廠M lA
(4)
Z、甲"
"=o L"o 」乂
式中"為任意常數(shù)，
若設(shè)《為第p個(gè)輸入模式，w為第p個(gè)模式的第i個(gè)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)輸出，
《為第P個(gè)模式的第i個(gè)期望輸出，定義誤差函數(shù)為<formula>formula see original document page 9</formula>
(10)
(11)
按梯度法修正權(quán)值，并引入學(xué)習(xí)率ri和動(dòng)量系數(shù),則
(12)
(13)
(14)
(15)
3)受熱面灰污預(yù)測(cè)的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造本發(fā)明系統(tǒng)中建立的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如附圖3所示，共 分3層，由輸入層、隱含層和輸出層構(gòu)成。輸入層是監(jiān)測(cè)煙氣狀態(tài)信 號(hào)；隱含層由小波神經(jīng)元組成，激勵(lì)函數(shù)采用框架小波函數(shù)，本系統(tǒng) 選用墨西哥草帽函數(shù)；輸出層為加和層，輸出信號(hào)為待估計(jì)的各受熱 面煙氣狀態(tài)信號(hào)，激勵(lì)函數(shù)為線性函數(shù)。
4)小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算步驟
a. 對(duì)模塊參數(shù)進(jìn)行初始化，包括對(duì)各個(gè)受熱面設(shè)置報(bào)警值，讀 取各個(gè)受熱面的小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練參數(shù)；
b. 系統(tǒng)直接和MIS數(shù)據(jù)庫(kù)連接，實(shí)時(shí)采集所需測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，存 入模塊對(duì)應(yīng)變量中；
c. 計(jì)算子程序調(diào)用對(duì)應(yīng)受熱面的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn) 練，求出各受熱面當(dāng)前的灰污系數(shù)；
d. 把計(jì)算結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)。 本發(fā)明系統(tǒng)整體的實(shí)際工作步驟如下所述。
1) 安裝在鍋爐壁上的各聲波發(fā)射/接收傳感器,從一個(gè)發(fā)射器(聲 源)發(fā)送出一個(gè)聲波信號(hào)，通過(guò)壓電傳感器將產(chǎn)生的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成 電信號(hào)，送到前置放大器內(nèi)，放大的信號(hào)通過(guò)電纜送到PCU;同時(shí)該 發(fā)射器發(fā)出的聲音通過(guò)一個(gè)氣體區(qū)到達(dá)另一個(gè)聲波發(fā)射/接收傳感器 的接收器，接收信號(hào)通過(guò)電纜亦被送到PCU,隨后PCU對(duì)這兩個(gè)信號(hào) (發(fā)射和接收信號(hào))進(jìn)行了處理，精確測(cè)量傳播時(shí)間，然后計(jì)算氣體的 平均溫度。
2) 利用聲波氣體測(cè)溫技術(shù)監(jiān)測(cè)流經(jīng)受熱面的煙氣溫度，得到的輸 出信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)4 20mA 二線制直流電流，電流信號(hào)通過(guò)引線接入智能 吹灰控制儀,經(jīng)過(guò)I/V變換變成0 5V或者1 5V電壓信號(hào)，再經(jīng)A/D變換和光電隔離，變成系統(tǒng)可以處理的數(shù)字信號(hào)送至工業(yè)計(jì)算機(jī)。
3) 通過(guò)工業(yè)計(jì)算機(jī)加載的軟件系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和處理，得 出各受熱面積灰程度， 一旦某受熱面的積灰程度越過(guò)預(yù)設(shè)的報(bào)警界限， 就建議相應(yīng)部位的吹灰器投入運(yùn)行。
4) 通過(guò)使用TMS2000和ISBCS-1軟件，操作人員可以根據(jù)積灰 嚴(yán)重程度控制指導(dǎo)吹灰器工作，或者將吹灰優(yōu)化指導(dǎo)信息傳輸?shù)紻CS 系統(tǒng)，優(yōu)化指導(dǎo)吹灰器按需吹灰。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的特點(diǎn)是采用聲波氣體溫度場(chǎng) 測(cè)量手段，將測(cè)點(diǎn)布置在火電機(jī)組鍋爐高溫對(duì)流受熱面區(qū)，可實(shí)時(shí)采 集溫度數(shù)據(jù),進(jìn)而得出爐膛內(nèi)的燃燒工況溫度分布圖及積灰程度的爐 膛煙溫；采用小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于受熱面灰污預(yù)測(cè)單元，模塊化智 能吹灰類控制應(yīng)用小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于受熱面灰污預(yù)測(cè)單元，模塊 化智能吹灰控制，可對(duì)所有類型的鍋爐吹類裝置提供智能指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn) 智能吹灰，適用于包括燃?xì)狻_擊波或聲波等各種介質(zhì)和結(jié)構(gòu)的吹灰 器，以及各種鍋爐面自潔裝置。本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施可減少以往因 不合理吹灰?guī)?lái)的鍋爐管壁磨損和蒸汽消耗損失，為電廠生產(chǎn)帶來(lái)巨 大的直接經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本發(fā)明所述智能吹灰控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的工作過(guò)程示意圖。 圖2為本發(fā)明系統(tǒng)的軟件工作示意圖。 圖3為小波-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明內(nèi)容做進(jìn)一步說(shuō)明,但本發(fā)明的實(shí)際制 作結(jié)構(gòu)并不僅限于圖示的實(shí)施例。本發(fā)明所述智能吹灰控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示,它由設(shè)置 在鍋爐受熱面周側(cè)相應(yīng)位置處的多個(gè)聲波發(fā)射/接收傳感器1以及與
各聲波發(fā)射/接收傳感器1輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)聯(lián)接的多個(gè)前置放大器箱2、 過(guò)程控制單元(PCU)3、智能吹灰控制儀4和工業(yè)計(jì)算機(jī)5組成，前置 放大器箱2通過(guò)電纜接至過(guò)程控制單元3，過(guò)程控制單元3的電流信 號(hào)輸出端聯(lián)通至智能吹灰控制儀4對(duì)應(yīng)輸入端,過(guò)程控制單元3監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端通過(guò)RS-232線聯(lián)接至工業(yè)計(jì)算機(jī)5的對(duì)應(yīng)輸入端， 工業(yè)計(jì)算機(jī)5的監(jiān)控信號(hào)輸出/輸入端與智能吹灰控制儀4的監(jiān)控信 號(hào)輸入/輸出端聯(lián)接，智能吹灰控制儀4的輸出端外接至用于指導(dǎo)鍋 爐吹灰器6工作的工廠DCS控制系統(tǒng)。
本發(fā)明采用的聲波發(fā)射/接收傳感器1包括多個(gè)對(duì)稱設(shè)置在鍋爐 爐膛上方對(duì)流過(guò)熱器高溫區(qū)域的聲波發(fā)射/接收傳感器和多個(gè)對(duì)稱設(shè) 置在鍋爐下方燃燒區(qū)域的基準(zhǔn)溫度聲波發(fā)射/接收傳感器，用于測(cè)量 從發(fā)射器(聲源)到接收器所花費(fèi)的時(shí)間。在對(duì)流過(guò)熱器高溫區(qū)域設(shè)置 的聲波發(fā)射/接收傳感器形成通道作為灰分程度監(jiān)測(cè)位置，在鍋爐下 方燃燒區(qū)域設(shè)置的基準(zhǔn)溫度聲波發(fā)射/接收傳感器形成通道作為基準(zhǔn) 溫度位置，兩個(gè)通道均輸出標(biāo)準(zhǔn)的二線制4 20mA的直流電源。上下 方區(qū)域設(shè)置的每個(gè)聲波發(fā)射/接收傳感器1均可向同方區(qū)域的各聲波 發(fā)射/接收傳感器1發(fā)送聲波信號(hào)，并可接收來(lái)自同方區(qū)域的各聲波 發(fā)射/接收傳感器1發(fā)出的聲波信號(hào)。具體實(shí)施結(jié)構(gòu)中，聲波發(fā)射/ 接收傳感器1可采用ATR-3020器件。
前置放大器箱2采用PAM-3020器件，內(nèi)含有前置放大器、禁用 手控開關(guān)和接線端子，其中前置放大器由四個(gè)型號(hào)為L(zhǎng)F347N的運(yùn)放 器組成。過(guò)程控制單元(PCU)3采用PCU-WU-01器件，它包括有微處理計(jì) 算機(jī)、內(nèi)存和接口/控制電路，是一個(gè)包含有數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、控制、 輸入/輸出、供電以及用戶界面功能的電子裝置。
智能吹灰控制儀4采用TSBCS-WU-01器件，是實(shí)現(xiàn)按需吹灰的電 子裝置。在智能吹灰控制儀4置有I/V變換、A/D變換和光電隔離電 路，電流信號(hào)接入智能吹灰控制儀4后，經(jīng)過(guò)I/V變換變成0 5V 或1 5V電壓信號(hào)，再經(jīng)A/D變換和光電隔離電路f變成系統(tǒng)可以處 理的數(shù)字信號(hào)。
工業(yè)計(jì)算機(jī)5是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心，采用TMSIS-3500,裝載 TMS-2000和ISBCS-1軟件，為用戶提供界面。通過(guò)使用TMS2000和 ISBCS-1軟件，操作人員可以根據(jù)積灰嚴(yán)重程度控制指導(dǎo)吹灰器工作 或?qū)⒋祷覂?yōu)化指導(dǎo)信息傳輸?shù)紻CS系統(tǒng)，優(yōu)化指導(dǎo)吹灰器按需吹灰。
該智能吹灰控制系統(tǒng)軟件集成的目的是，將許多孤立的程序組合 成一個(gè)完整的系統(tǒng)，使已有的軟件模塊互相協(xié)作，共同完成灰污監(jiān)測(cè) 的任務(wù)。系統(tǒng)軟件的各種程序如圖2所示，大體可分為數(shù)據(jù)采集包 括信號(hào)采集及A/D轉(zhuǎn)化，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)顯示；在每個(gè)采樣周期開始 時(shí)計(jì)時(shí)器發(fā)出采集命令，通過(guò)聲波氣體溫度場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)采集的煙氣溫 度信號(hào)再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，把對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)采集過(guò)來(lái)，接著開始 對(duì)各個(gè)受熱面進(jìn)行小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)，得出對(duì)應(yīng)的煙氣溫度，存入對(duì) 應(yīng)的PI數(shù)據(jù)庫(kù)中,最后根據(jù)用戶的要求從PI數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)出灰污數(shù)據(jù)， 直觀地呈現(xiàn)給用戶，并且可以生成報(bào)表，供運(yùn)行人員研究。
權(quán)利要求
1、一種基于聲波氣體溫度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的智能吹灰控制系統(tǒng)，其特征在于它由設(shè)置在鍋爐受熱面周側(cè)相應(yīng)位置處的多個(gè)聲波發(fā)射/接收傳感器(1)以及與各聲波發(fā)射/接收傳感器(1)輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)聯(lián)接的多個(gè)前置放大器箱(2)、過(guò)程控制單元(3)、智能吹灰控制儀(4)和工業(yè)計(jì)算機(jī)(5)組成，前置放大器箱(2)的放大信號(hào)輸出端通過(guò)電纜輸至過(guò)程控制單元(3)的接收端，過(guò)程控制單元(3)的電流信號(hào)輸出端和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)輸出端分別聯(lián)通至智能吹灰控制儀(4)和工業(yè)計(jì)算機(jī)(5)的對(duì)應(yīng)輸入端，工業(yè)計(jì)算機(jī)(5)的監(jiān)控信號(hào)輸出/輸入端與智能吹灰控制儀(4)的監(jiān)控信號(hào)輸入/輸出端聯(lián)接，智能吹灰控制儀(4)的輸出端外接至用于指導(dǎo)鍋爐吹灰器(6)工作的工廠DCS控制系統(tǒng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲波氣體溫度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的智能 吹灰控制系統(tǒng),其特征在于所說(shuō)的聲波發(fā)射/接收傳感器(1)包括多個(gè) 對(duì)稱設(shè)置在鍋爐爐膛上方對(duì)流過(guò)熱器高溫區(qū)域的聲波發(fā)射/接收傳感 器和多個(gè)對(duì)稱設(shè)置在鍋爐下方燃燒區(qū)域的基準(zhǔn)溫度聲波發(fā)射/接收傳 感器，上下方區(qū)域設(shè)置的每個(gè)聲波發(fā)射/接收傳感器(l)均可向同方區(qū) 域的各聲波發(fā)射/接收傳感器(1)發(fā)送聲波信號(hào),并可接收來(lái)自同方區(qū) 域的各聲波發(fā)射/接收傳感器(1)發(fā)出的聲波信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聲波氣體溫度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的智能 吹灰控制系統(tǒng)，其特征在于工業(yè)計(jì)算機(jī)(5)加載有基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 計(jì)算方法的ISBCS-1智能吹灰控制軟件和TMS-2000溫度繪制軟件， 通過(guò)軟件系統(tǒng)對(duì)進(jìn)入智能吹灰控制儀(4)的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和處理 后，將吹灰優(yōu)化指導(dǎo)信息傳輸?shù)紻CS控制系統(tǒng)，優(yōu)化指導(dǎo)鍋爐吹灰器 (6)按需吹灰。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于聲波氣體溫度場(chǎng)測(cè)量技術(shù)的智能吹灰控制系統(tǒng)，由設(shè)置在火電機(jī)組鍋爐受熱面周側(cè)的多個(gè)聲波發(fā)射/接收傳感器以及與各聲波發(fā)射/接收傳感器對(duì)應(yīng)聯(lián)接的前置放大器箱、過(guò)程控制單元(PCU)、智能吹灰控制儀和工業(yè)計(jì)算機(jī)組成，前置放大器箱的放大信號(hào)輸出端輸至過(guò)程控制單元，過(guò)程控制單元的輸出端分別與至智能吹灰控制儀和工業(yè)計(jì)算機(jī)的對(duì)應(yīng)輸入端聯(lián)接，智能吹灰控制儀輸出外接至指導(dǎo)鍋爐吹灰器工作的DCS控制系統(tǒng)。本發(fā)明工業(yè)計(jì)算機(jī)加載有基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算方法的軟件系統(tǒng)，通過(guò)軟件系統(tǒng)對(duì)進(jìn)入智能吹灰控制儀的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行計(jì)算和處理后，將吹灰優(yōu)化指導(dǎo)信息傳輸?shù)紻CS控制系統(tǒng)，優(yōu)化指導(dǎo)鍋爐吹灰器按需吹灰。
文檔編號(hào)F23J3/00GK101476734SQ20091002092
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
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