锅炉炉膛火焰数字图像处理与诊断系统

锅锅炉炉炉炉膛膛火火焰焰数数字字图图像像处处理理与与诊诊断断系系统统该该系系统统采采用用计计算算机机图图像像处处理理、、压压缩缩存存储储、、解解压压回回放放技技术术，，采采集集和和处处理理与与锅锅炉炉燃燃烧烧操操作作、、炉炉膛膛安安全全保保护护有有关关的的多多个个实实时时过过程程参参数数，，在在深深入入研研究究火火焰焰图图像像特特征征与与燃燃烧烧工工况况关关系系的的基基础础上上，，实实现现炉炉膛膛火火焰焰图图像像的的在在线线实实时时监监视视、、检检测测、、诊诊断断及及事事故故追追忆忆；；并并采采用用了了专专门门设设计计的的外外置置摄摄像像机机内内窥窥式式风风冷冷光光学学探探头头。。该该系系统统即即可可监监测测全全炉炉膛膛火火焰焰，，又又可可通通过过各各自自的的探探头头，，监监测测单单个个火火枪枪或或相相邻邻几几层层的的火火焰焰图图像像。。系系统统具具有有以以下下功功能能：：实实时时采采集集和和处处理理火火焰焰图图像像，，得得平平均均亮亮度度、、最最高高亮亮度度及及多多种种燃燃烧烧特特征征参参数数伪伪彩彩色色处处理理功功能能。。温温度度场场曲曲线线处处理理功功能能实实时时趋趋势势曲曲线线、、历历史史趋趋势势曲曲线线。。压压缩缩存存储储图图像像，，并并可可回回放放、、处处理理（（伪伪彩彩色色处处理理、、温温度度场场曲曲线线处处理理））。。燃燃烧烧异异常常时时，，压压缩缩存存储储事事故故前前后后数数分分钟钟的的图图像像，，供供事事后后分分析析及及诊诊断断。。对对燃燃烧烧不不稳稳定定进进行行诊诊断断与与报报警警，，对对FFSSSSSS火火焰焰监监测测和和灭灭火火保保护护等等相相关关工工作作的的可可靠靠性性进进行行监监视视和和分分析析。。火火电电厂厂实实时时信信息息管管理理系系统统由东南大学动力系研制开发的PPIS200是一个分布式计算机实时数据采集与信息管理网络系统。系统采用分层结构，各网络层次间相对独立，可根据电厂的实际情况和要求的系统规模灵活组态。系统具有以下功能：各种生产流程图的实时显示各种曲线的显示、比较各种表格的显示各种棒状图的显示事故追忆历史数据的管理性能分析与计算统计管理图、表、曲线的实时组态风粉在线监测系统风粉在线监测系统是东南大学动力系研制开发的一套独立的集数据采集、数据处理、数字信号通信及CRT显示为一体的智能化在线监测计算机系统。它由耐磨测温元件、耐磨测速元件、差压变送器、智能数据采集前端、CRT显示器及工业控制计算机组成。系统主要功能：√在线监测及显示一、二、三次风动压及风速；√在线监测及显示煤粉浓度；√参数越线报警（显示变色）；√参数在线修改。系统特点：√系统采用分布式结构，可靠性高；√画面直观，参数显示正确，无虚假信号；√测点更改、添加及删除方便；√人机界面友好，参数在线设置及修改方便；√计算机系统结构简单，可采用一体化或嵌入式计算机表盘安装；√无计算机2000年问题。基于煤粉浓度反馈的锅炉均衡燃烧监控系统均衡燃烧监控系统是东南大学研制开发的主蒸汽压力控制系统。它是根据一定的主蒸汽压力指令，调节给粉机的转速，使得炉膛燃烧器出口的煤粉浓度带到均衡的一个炉膛燃烧控制系统。电厂投用了本燃烧监控系统后，保证各燃烧气得煤粉浓度基本相等，将大大减少炉内火焰偏心，实现均衡燃烧控制，改善燃烧品质，达到优化锅炉燃烧的目的。系统具有以下功能1、系统结构先进采用了目前最先进的现场总线网络，分布式系统结构：2、控制策略合理采用燃烧器煤粉浓度信号作为主蒸汽压力控制系统的内回路的反馈量，实现了锅炉各燃烧器的煤粉浓度分层控制合同层煤粉浓度基本一致，保证了负荷不变时锅炉主蒸汽压力的稳定；3、执行机构可靠采用变频调速代替了以往的滑差调速以控制给粉机的转速，大大提高了执行机构的可靠性，改善了操作。系统功能：√给粉机变频调速控制；√计算机软手操与操作器硬手操在系统内共存；√风速、煤粉浓度在线实时显示，历史数据查询；√主蒸汽压力闭环控制火电厂给粉变频调速系统一、成果简介配有中间储仓式制粉系统的电站锅炉的给粉量是随着机组负荷及工况的变化，通过改变给粉机转速来调节的。目前，大多数火电厂仍以滑差离合器调速或直流调速为主。由于这两种调速方式固有的缺点，越来越多的火电厂开始采用交流变频调速技术控制锅炉给粉或给煤量，提高了可控性和可靠性。二、系统组成给粉变频调速系统作为锅炉负荷控制系统中的一部分，该系统若接受控制系统的模拟量信号，并配以模拟量操作器，则构成常规的模拟量控制系统；若接受计算机通信控制信号，并配以通信型操作器，则构成计算机通信控制系统。三、系统主要功能如下：√变频器转速、电压及电源的显示√报警历史记录√单操和同操两种控制方式√可靠的保护功能：过电压、欠电压、过载、过流保护及瞬间矢电自动恢复√变频器可选择多种控制信号：模拟量、开关量、数字量（通信方式）√变频器保护阈值的修改√预留扩展功能火电厂管理信息系统应用计算机技术、计算机网络技术、数据库理论、软件工程方法、火电厂设备性能分析理论，建立火电厂管理信息系统（MIS），对于提高电力生产的安全性、经济性，改善传统的运行监督及管理方式，更好地适应电力市场发展的需要，具有十分重大的作用。火电厂管理信息系统功能模块如下：·生产计划及决策支持系统·生产安监管理信息系统·集控运行管理信息系统·节能管理信息系统·燃料管理信息系统·人力资源管理信息系统·检修管理信息系统·财务管理信息系统·设备管理信息系统·行政管理信息系统·工程管理信息系统·办公自动化管理信息系统系统特点如下：·可以支持客户—服务器结构，也可以支持WEB方式使用·可以在UNIX操作平台运行，也可以在WINDOWSNT下运行·结合我们在机组运行特性的研究，可以为用户提供多种技术信息服务·支持在线经济性分析、支持在线故障诊断应用、支持运行指导功能·统一设计、规划的数据库，保证数据的安全与一致性。火电厂单元机组性能优化与统计分析系统一、成果简介本系统充分利用机组运行实时数据信息,在线分析机组运行状况,定量评价机组的运行能损,诊断分析运行设备的常见异常,系统的主要功能:1、机组运行经济指标在线测算实时计算锅炉效率、汽轮机组热耗率、缸效率及单元机组标准煤耗率等经济指标。2、汽机运行经济性诊断分析对主汽压力、主汽温度、再热汽温、再热器压降、汽机背压、给水温度、厂用电率等参数的运行偏差引起的运行能量损失的实时分析。3、锅炉运行经济性诊断分析对排烟温度、排烟氧量、飞灰含碳、燃料热值、燃料灰分、一次喷水、二次喷水等参数的运行偏差引起的运行能量损失的实时分析。4、凝汽真空系统运行性能监测在线测算反映凝汽器性能的传热系数、清洁系数;实时计算合理循环水温升、合理传热端差、合理凝汽器背压等基准参数；实时分析温升偏差、端差偏差等运行偏差引起的运行能量损失。5、机组主要(反映安全性状况)运行参数的考核与统计对汽机主要运行参数越限、锅炉主要设备金属壁温超温、锅炉主要运行参数越限的时间进行统计,作为设备安全性状况考核的依据。6、机组主要(反映经济性状况)运行参数的考核与统计对汽机主要运行参数、锅炉主要运行参数相对于其应达值的超差数值进行统计,作为设备经济性状况考核的依据。7、故障诊断对凝汽器真空异常、高压加热器水位异常、汽轮机通流部分异常进行故障诊断。汽轮机强迫通风冷却过程计算机控制系统一、成果简介汽轮机本体的临时检修、计划检修等工作都需要汽轮机充分冷却后方可进行。为缩短检修时间,提高设备的可利用率,需要对汽轮机实行现快速冷却。传统的冷却方式是:利用电加热装置将压缩空气加热至规定温度后,对汽轮机本体强迫通风,冷却空气的温度由人工控制。这种方式不仅操作人员需要在将近48小时内连续工作,劳动强度大,而且冷却速度不均匀、冷却时间长,局部的快速降温导致金属部件应力过大。汽轮机快速通风冷却的效果取决于压缩空气降温速度的控制,而该速度受到很多因素的影响,如汽机高中压缸首级金属壁温的温降速度、上下汽缸温度差等,还要考虑意外情况下的控制保护等。汽轮机强迫通风冷却过程计算机控制系统解决了以下技术关键问题:1.保证汽轮机寿命损耗最小条件下的各项控制指标计算；2.分阶段最优控制策略的指定；3.压缩空气温度定值模糊控制算法设计；4.控制意外保护逻辑与功能设计；5.无扰动手/自动切换模式设计；6.控制信号抗干扰措施及方案；计算机控制系统的主要功能:1.汽轮机强迫通风冷却过程的计算机控制；2.非强迫通风冷却时间机组运行的辅助监视系统功能；二、应用背景本系统为安徽平圩发电厂国产600MW汽轮机组的强迫通风冷却过程的计算机控制设计;在现场运行中发挥了重要作用,极大地减轻了运行人员的劳动强度，改善了控制效果,在保证机组的寿命损耗不超限的条件下,缩短了停机检修的时间,冷却速度均匀,得到了用户的好评。1999年获得安徽省科进步四等奖；供热机组热力性能分析软件包一、成果简介随着节能、环保以及改善人民生活水平要求的不断提高,新建或(将原有中小型凝汽机组)改建的供热机组日益增加,实现供热机组热经济性的通用分析,对于改善电力生产的经济效益具有重要的意义。供热机组与凝汽机组不同,除了电能以外,还有不同参数等级的热负荷供应用户,因此,供热机组的运行性能和热经济指标的评价更加复杂。为了满足供热机组热力性能与热经济性的计算机分析,本软件包在以下几个方面进行了研究,并取得突破:供热机组热力系统结构特征的描述与计算机识别；水和水蒸汽热物理性质的计算机通用计算；利用循环函数节能分析理论,建立机组性能分析模型和热经济指标计算模型；本软件包在上述研究的基础上,实现了以下计算功能：1.可以计算供热机组发电、供热的分项经济指标和总体经济指标；2.可以计算供热机组的循环特性参数(如热能多耗系数、作功减少系数等)；3.可以对供热机组各级供热抽汽的参数变动进行经济性评价；4.可以对供热机组运行工况的变动进行经济性评价；5.可以支持供热机组的选型与方案论证工作；二、应用范围本软件包可以用于供热机组性能的计算、节能潜力的分析和供热机组热力系统节能改造方案的论证、也可作为热能工程本科学生学习专业课的辅助教学软件。三、系统的应用形式本项成果以应用软件的形式提供用户使用。凝汽机组热力系统通用分析软件包一、成果简介为了满足热力系统热经济性的计算机通用分析,本软件包在以下几个方面进行了研究,并取得突破:热力系统结构特征的描述与计算机识别;水和水蒸汽热物理性质的计算机通用计算;循环动力热经济性通用分析模型的建立和软件化;本软件包在上述研究的基础上,实现了以下通用计算功能:1.可以实现中压参数到超临界参数机组的热经济性的分析;2.可以对纯凝汽机组到高参数、大容量再热机组的热经济性的分析;3.可以对机组各级抽气的过热度利用状况进行评价;4.可以对各级加热器疏水热量的利用状况进行评价;5.可以对各种外置式蒸汽冷却器(串联或并联)的节能效果进行评价;二、应用范围本软件包可用于火电机组性能的计算、节能潜力分析、热力系统节能改造方案论证、也可用于热能工程专业本科学生学习专业课的辅助教学软件。三、系统的应用形式本项成果以软件包的形式提供用户使用。IAPWS工业用水和水蒸汽通用计算软件包一、成果简介水和水蒸汽作为一种常规工质被广泛地应用于热能工程及其它相关科学领域内,水和水蒸汽热力性质的计算成为工程应用、科学研究及专业教学工作中必不可少的基础和工具。1997年9月,国际水和水蒸汽性质协会在德国的Erlangen召开会议,会上公布了“水和水蒸汽热力性质1997年工业用公式,简称IAPWS-IF97公式.会议批准该公式于1999年1月发布使用。IAPWS-IF97工业用公式涵盖了以下有效范围:273.15K〈=T〈=1073.15Kp〈=100Mpa1073.15K〈=T〈=2273.15Kp〈=10MpaIAPWS-IF97公式的将上述有效范围被分成了5个分区。IAPWS-IF97公式在1区、2区和5区内使用比自有焓函数g(p,T),在3区内使用比自由能函数f(p,T),在4区(饱和区)内使用压力单变量公式。本软件包在上述准