Implementación de tecnología de visualización de campos de temperatura 3D en hornos DCS

Resumen: La información técnica para visualizar el campo de temperatura tridimensional en el horno mediante DCS es proporcionada por excelentes fabricantes de caudalímetros . El sistema de monitoreo de seguridad del horno (FSSS), un subsistema importante del DCS de las centrales térmicas, solo puede determinar la presencia o ausencia de una sola llama en la boquilla del quemador, y la información sobre la combustión del horno obtenida en línea es escasa. La distribución de la temperatura de la llama en el horno se basa en la reacción química y el flujo de carbón pulverizado a alta temperatura. Para obtener más información sobre modelos y precios de caudalímetros, no dude en contactarnos. A continuación, se detalla el artículo técnico sobre la visualización del campo de temperatura tridimensional en el horno mediante DCS. El sistema de monitoreo de seguridad del horno (FSSS), un subsistema importante del DCS de las centrales térmicas, solo puede determinar la presencia o ausencia de una sola llama en la boquilla del quemador, y la información sobre la combustión del horno obtenida en línea es escasa. La distribución de la temperatura de la llama en el horno es una manifestación integral de los complejos procesos físicos y químicos de la reacción química a alta temperatura, el flujo, el calor y la transferencia de masa del polvo de carbón, y sus características de distribución de temperatura tridimensional son la clave para revelar la ley de combustión en el horno. 1. Principio básico La sonda de llama CCD se utiliza como un sensor de energía de radiación bidimensional para recibir la señal de energía de radiación de alta temperatura en la cámara tridimensional del horno. El modelo de correlación entre la imagen de energía de radiación y la distribución de la temperatura de combustión en el horno se utiliza para calcular la distribución de temperatura tridimensional en el horno mediante el algoritmo de regularización de Tikhonov. , su frecuencia de actualización de cálculo no supera los 5 s, y su validez y precisión han sido verificadas. Para una caldera de paso único con presión subcrítica, un recalentamiento intermedio, horno doble, diseño tipo II y combustión tangencial en cuatro esquinas, el área de cálculo de la distribución de la temperatura de combustión en el horno se establece por encima de la tolva de cenizas frías y por debajo del ángulo de humo plegado. La elevación es (12~27,6) m, la sección transversal completa del horno es de 17 m × 8,475 m (aproximadamente 144 m²), el área de la sección transversal de un solo horno es de 8,5 m × 8,475 m (aproximadamente 72 m²). Un solo horno divide el intervalo de cálculo del campo de temperatura en 10 a lo largo de las direcciones de i (ancho del horno), H (profundidad del horno) y k (altura del horno). × 10 × Una cuadrícula de 16, es decir, un solo horno se divide en 16 secciones a lo largo de la dirección de la altura, y cada sección se divide en 100 (10 × 10) cuadrículas, de modo que el tamaño de cada celda de la cuadrícula tridimensional es de 1 × 0,85 × 0,847 (aproximadamente 0,72) m³, que es la unidad de resolución más pequeña de la distribución de temperatura tridimensional en el horno. Después de calcular el campo de temperatura tridimensional en el horno mediante el uso de la computadora de control industrial (computadora industrial), se envía al DCS a través de la comunicación para su visualización en el DCS. 2. Método de realización Las cantidades características de la distribución tridimensional de la temperatura en el horno son: (1) el valor de temperatura Tj del centro de la llama en todo el horno y sus coordenadas de posición (Xj, Yj, Zj); (2) la intensidad de combustión promedio de una cierta sección en el horno de reacción La temperatura Ti; (3) refleja el grado de desviación del centro de la llama de la sección de la capa, es decir, la posición del punto de temperatura más alto de la sección de la capa (Xi, Yi). El campo de temperatura de una sección de una capa del horno doble se muestra en el DCS como se muestra en la Figura 1. El campo de temperatura de la sección del horno derecho está en el plano de coordenadas real xO1y, y las coordenadas de la posición del punto de temperatura más alto son (X1, y1). Para la visualización estereoscópica, el ángulo entre los ejes x e y del plano de coordenadas real en la pantalla de configuración del DCS se establece en θ. Dado que actualmente el DCS no dispone de un sistema de coordenadas tridimensionales, solo un sistema de coordenadas rectangulares planas, al visualizar el punto de temperatura más alto, se utiliza como referencia el plano de coordenadas de dibujo x'O1y', y las coordenadas reales (X1, y1) deben convertirse en coordenadas de dibujo (X1, y1). Según la Figura 1, la relación de conversión entre las coordenadas reales (X1, y1) y las coordenadas de dibujo (X1', y1') es: x1' = X1 + Y1 cosθ, Y1' = Y1 sinθ. De la misma manera, la diferencia entre las coordenadas reales (X2, y2) del punto de temperatura más alto en el campo de temperatura de la sección del horno B en el lado izquierdo bajo el plano de coordenadas real xO2y y las coordenadas de dibujo (X2', y2') bajo el plano de coordenadas de dibujo x'O2y' La relación de conversión es: x'2=X2+Y2cosθ,Y2'=Y2sinθ. Por lo tanto, la computadora industrial solo necesita enviar el valor de coordenadas real al DCS, y en el DCS, se puede convertir en coordenadas de dibujo y mostrar en la pantalla de configuración visualmente. Además, para mostrar claramente la intensidad de la combustión de las cámaras del horno A y B de esta capa, las longitudes de las columnas en los lados izquierdo y derecho representan las temperaturas promedio T1 y T2 de las cámaras del horno de las capas A y B, respectivamente. Si se necesitan mostrar más campos de temperatura de sección, entoncesθangle se establece más pequeño, de lo contrarioθThe corners se establecen más grandes. El campo de temperatura de la sección de 16 capas se calcula mediante un ordenador industrial, y el campo de temperatura de las secciones de las capas 1, 4, 8, 12 y 16, de abajo a arriba, se muestra en la aplicación DCS, ya que el campo de temperatura de 5 capas se distribuye en el área del quemador y el horno. La parte media y la parte inferior del ángulo de la llama de humo plegado son representativas. En este ejemplo, se establece θ = 45. La computadora industrial construye la información del campo de temperatura de la sección del horno de cada 5 capas y un total de 10 capas a los hornos en ambos lados del DCS, incluyendo la temperatura promedio de cada sección de capa y la ubicación del punto de temperatura más alto de cada sección de capa (Xi, yi, Ti, i = 1 ~ 10), así como el tamaño y la intensidad del centro de la llama del horno A y B (Xi, Yi, Zj, Tj, j = 1 ~ 2), un total de 38 volúmenes de datos, si todos estos datos se transmiten por cableado, aumentará en gran medida el hardware. Por lo tanto, el método de comunicación en serie basado en el protocolo de comunicación Modbus [4] se utiliza para la transmisión de datos. La comunicación establece DCS como la estación maestra y la computadora industrial como la estación esclava. El DCS envía regularmente comandos a la computadora industrial, requiriendo que la computadora industrial transmita el paquete de datos de información del campo de temperatura al DCS, y el período de transmisión de datos es de 4 s. Configure los parámetros de comunicación del módulo de comunicación Modbus en el controlador de comunicación en serie DCS. Los parámetros incluyen la dirección de la estación esclava, la velocidad de comunicación, el puerto de comunicación, el bit de paridad, el bit de parada, etc. Estos parámetros deben ser coherentes con la configuración del módulo de comunicación serie del ordenador industrial. Si el valor es coherente, se garantiza la correcta comunicación entre ambas partes [5]. El controlador de comunicación serie descarga, instala y registra el archivo de configuración de comunicación Modbus en el formato detallado de cada parámetro de temperatura y envía comandos al ordenador industrial a través del bus RS-485 para establecer la comunicación interactiva entre el DCS y este.

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