Réalisation de la technologie de visualisation 3D du champ de température dans un four en DCS

Résumé : Les informations techniques permettant de visualiser le champ de température tridimensionnel dans le four en DCS sont fournies par d'excellents fabricants de débitmètres . Le système de surveillance de la sécurité du four (FSSS), sous-système essentiel du DCS des centrales thermiques, ne peut évaluer que la présence ou l'absence d'une flamme de tuyère unique du brûleur, et les informations sur la combustion du four disponibles en ligne sont très rares. La distribution de la température de la flamme dans le four est la réaction chimique et l'écoulement du charbon pulvérisé à haute température. Pour plus d'informations sur les modèles et les devis proposés par les fabricants de débitmètres, n'hésitez pas à nous contacter. Vous trouverez ci-dessous les détails de l'article technique relatif à la visualisation du champ de température tridimensionnel dans le four en DCS. Le système de surveillance de la sécurité du four (FSSS), sous-système essentiel du DCS des centrales thermiques, ne peut évaluer que la présence ou l'absence d'une flamme de tuyère unique du brûleur, et les informations sur la combustion du four disponibles en ligne sont très rares. Français La distribution de la température de flamme dans le four est une manifestation complète des processus physiques et chimiques complexes de réaction chimique à haute température, d'écoulement, de transfert de chaleur et de masse de poudre de charbon, et ses caractéristiques de distribution de température tridimensionnelle sont la clé pour révéler la loi de combustion dans le four. 1. Principe de base La sonde de flamme CCD est utilisée comme capteur d'énergie de rayonnement bidimensionnel pour recevoir le signal d'énergie de rayonnement à haute température dans la chambre tridimensionnelle du four. Le modèle de corrélation entre l'image d'énergie de rayonnement et la distribution de la température de combustion dans le four est utilisé pour calculer la distribution tridimensionnelle de la température dans le four en utilisant l'algorithme de régularisation de Tikhonov. , son taux de rafraîchissement de calcul ne dépasse pas 5 s, et sa validité et sa précision ont été vérifiées. Pour une chaudière à passage unique avec pression sous-critique, un réchauffage intermédiaire, un double four, une disposition de type II et une combustion tangentielle aux quatre coins, la zone de calcul de la distribution de la température de combustion dans le four est définie pour être au-dessus de la trémie à cendres froides et en dessous de l'angle de fumée plié. Français L'élévation est de (12~27,6) m, la section transversale totale du four est de 17 m × 8,475 m (environ 144 m²), la section transversale d'un seul four est de 8,5 m × 8,475 m (environ 72 m²). Un seul four divise l'intervalle de calcul du champ de température en lO le long des directions de i (largeur du four), H (profondeur du four) et k (hauteur du four).×lO×Une grille de 16, c'est-à-dire qu'un seul four est divisé en 16 sections le long de la direction de la hauteur, et chaque section est divisée en 100 (10 × 10 ) grilles, de sorte que la taille de chaque cellule de la grille tridimensionnelle est de 1 × 0,85 × 0,847 (environ 0,72) m³, qui est la plus petite unité de résolution de la distribution tridimensionnelle de la température dans le four. Français Une fois le champ de température tridimensionnel dans le four calculé à l'aide de l'ordinateur de contrôle industriel (ordinateur industriel), il est envoyé au DCS via la communication pour affichage visuel dans le DCS. 2. Méthode de réalisation Les quantités caractéristiques de la distribution de température tridimensionnelle dans le four sont : (1) la valeur de température Tj du centre de la flamme dans l'ensemble du four et ses coordonnées de position (Xj, Yj, Zj) ; (2) l'intensité de combustion moyenne d'une certaine section dans le four de réaction La température Ti ; (3) reflète le degré de déviation du centre de la flamme de la section de la couche, c'est-à-dire la position du point de température le plus élevé de la section de la couche (Xi, Yi). Le champ de température d'une section d'une couche du double four est affiché dans le DCS comme indiqué dans la Figure 1. Le champ de température de la section du four de droite est dans le plan de coordonnées réel xO1y, et les coordonnées de la position du point de température le plus élevé sont (X1, y1). Pour l'affichage stéréoscopique, l'angle entre l'axe des x et l'axe des y du plan de coordonnées réel sur l'écran de configuration DCS est défini sur θ. Comme DCS ne dispose actuellement d'aucun système de coordonnées tridimensionnelles, mais uniquement d'un système de coordonnées rectangulaires planes, lorsque le point de température le plus élevé est affiché dans DCS, le plan de coordonnées de dessin x'O1y' est utilisé comme référence, et les coordonnées réelles (X1, y1) doivent être converties en coordonnées de dessin (X1, y1). D'après la figure 1, la relation de conversion entre les coordonnées réelles (X1, y1) et les coordonnées de dessin (X1', y1') est : x1'=X1+Y1cosθ, Y1'=Y1sinθ. De même, la différence entre les coordonnées réelles (X2, y2) du point de température le plus élevé dans le champ de température de la section B du four, à gauche sous le plan de coordonnées réel xO2y, et les coordonnées de dessin (X2', y2') sous le plan de coordonnées de dessin x'O2y' est la suivante : x'2=X2+Y2cosθ,Y2'=Y2sinθ. Par conséquent, l'ordinateur industriel n'a qu'à envoyer la valeur réelle des coordonnées au DCS, qui la convertit en coordonnées de dessin et l'affiche visuellement sur l'écran de configuration. De plus, afin d'afficher clairement l'intensité de combustion des chambres A et B du four de cette couche, les longueurs des colonnes à gauche et à droite représentent respectivement les températures moyennes T1 et T2 des chambres des couches A et B. Si davantage de champs de température de section doivent être affichés, l'angle θ est réduit ; sinon, les angles θ sont augmentés. Le champ de température de la section à 16 couches est calculé par l'ordinateur industriel, et celui des sections des 1re, 4e, 8e, 12e et 16e couches, de bas en haut, est affiché dans l'application DCS, car le champ de température de la section à 5 couches est réparti dans la zone du brûleur et le four. La partie médiane et la partie inférieure de l'angle de flamme de la fumée pliée sont représentatives. Dans cet exemple, setθ=45. L'ordinateur industriel génère les informations de champ de température de section de four de chaque 5 couches et un total de 10 couches pour les fours des deux côtés du DCS, y compris la température moyenne de chaque section de couche et l'emplacement du point de température le plus élevé de chaque section de couche (Xi, yi, Ti, i=l~10 ), ainsi que la taille et l'intensité du centre de flamme des fours A et B (Xi, Yi, Zj, Tj, j=1~2), un total de 38 volumes de données, si toutes ces données sont transmises par câblage dur, cela augmentera considérablement le matériel. Par conséquent, la méthode de communication série basée sur la communication Modbus [4] est utilisée pour la transmission des données. La communication définit DCS comme station maître et l'ordinateur industriel comme station esclave. Le DCS envoie régulièrement des commandes à l'ordinateur industriel, exigeant que l'ordinateur industriel transmette le paquet de données d'informations de champ de température au DCS. La période de transmission des données est de 4 s. Définissez les paramètres de communication du module de communication Modbus dans le contrôleur de communication série DCS. Les paramètres incluent l'adresse de la station esclave, le débit de communication, le port de communication, le bit de parité, le bit d'arrêt, etc. Ces paramètres doivent être cohérents avec les paramètres du module de communication série de l'ordinateur industriel. Si la valeur est cohérente, la communication entre les deux parties est garantie [5]. Le contrôleur de communication série télécharge, installe et enregistre le fichier de configuration de communication Modbus au format détaillé de chaque point de paramètre de température, puis envoie des commandes à l'ordinateur industriel via le bus RS-485 pour établir une communication interactive entre le DCS et l'ordinateur industriel.

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