Realização da tecnologia de visualização de campo de temperatura 3D em forno em DCS

Resumo: As informações técnicas para a visualização do campo de temperatura tridimensional no forno em DCS são fornecidas por excelentes fabricantes de medidores de vazão e medidores de vazão. O sistema de monitoramento de segurança do forno (FSSS), um importante subsistema do DCS de usinas termelétricas, só consegue avaliar a presença ou ausência de uma única chama no bico do queimador, e há pouquíssimas informações sobre a combustão do forno obtidas online. A distribuição da temperatura da chama no forno é a reação química e o fluxo de carvão pulverizado em alta temperatura. Para mais fabricantes de medidores de vazão selecionarem modelos e cotações de preços, sinta-se à vontade para entrar em contato. A seguir, os detalhes do artigo técnico sobre a visualização do campo de temperatura tridimensional no forno em DCS. O sistema de monitoramento de segurança do forno (FSSS), um importante subsistema do DCS de usinas termelétricas, só consegue avaliar a presença ou ausência de uma única chama no bico do queimador, e há pouquíssimas informações sobre a combustão do forno obtidas online. A distribuição da temperatura da chama no forno é uma manifestação abrangente dos complexos processos físicos e químicos de reação química de alta temperatura, fluxo, transferência de calor e massa do pó de carvão, e suas características tridimensionais de distribuição de temperatura são a chave para revelar a lei da combustão no forno. 1. Princípio básico A sonda de chama CCD é usada como um sensor de energia de radiação bidimensional para receber o sinal de energia de radiação de alta temperatura na câmara tridimensional do forno. O modelo de correlação entre a imagem de energia de radiação e a distribuição da temperatura de combustão no forno é usado para calcular a distribuição tridimensional da temperatura no forno usando o algoritmo de regularização de Tikhonov. , sua taxa de atualização de cálculo não excede 5s, e sua validade e precisão foram verificadas. Para uma caldeira de passagem única com pressão subcrítica, um reaquecimento intermediário, forno duplo, layout tipo II e combustão tangencial em quatro cantos, a área de cálculo da distribuição da temperatura de combustão no forno é definida para estar acima do funil de cinzas frias e abaixo do ângulo de fumaça dobrado. A elevação é (12~27,6)m, a seção transversal total do forno é 17m×8,475m (cerca de 144m²), a área da seção transversal de um único forno é 8,5m×8,475m (cerca de 72m²). Um único forno divide o intervalo de cálculo do campo de temperatura em 10 ao longo das direções de i (largura do forno), H (profundidade do forno) e k (altura do forno).×10×Uma grade de 16, ou seja, um único forno é dividido em 16 seções ao longo da direção da altura, e cada seção é dividida em 100 (10×10) grades, de modo que o tamanho de cada célula da grade tridimensional é 1×0,85×0,847 (cerca de 0,72) m³, que é a menor unidade de resolução da distribuição tridimensional de temperatura no forno. Após o campo de temperatura tridimensional no forno ser calculado usando o computador de controle industrial (computador industrial), ele é enviado ao DCS por meio de comunicação para exibição visual no DCS. 2. Método de realização As grandezas características da distribuição de temperatura tridimensional no forno são: (1) o valor de temperatura Tj do centro da chama em todo o forno e suas coordenadas de posição (Xj, Yj, Zj); (2) a intensidade média de combustão de uma determinada seção no forno de reação A temperatura Ti; (3) reflete o grau de deflexão do centro da chama da seção da camada, ou seja, a posição do ponto de maior temperatura da seção da camada (Xi, Yi). O campo de temperatura de uma seção de uma camada do forno duplo é exibido no DCS conforme mostrado na Figura 1. O campo de temperatura da seção do forno direito está no plano de coordenadas real xO1y, e as coordenadas da posição do ponto de maior temperatura são (X1, y1). Para exibição estereoscópica, o ângulo entre o eixo x e o eixo y do plano de coordenadas real na tela de configuração do DCS é definido como θ. Como atualmente não há um sistema de coordenadas tridimensional no DCS, apenas um sistema de coordenadas retangulares planas, quando o ponto de maior temperatura é exibido no DCS, o plano de coordenadas do desenho x'O1y' é usado como referência, e as coordenadas reais (X1, y1) precisam ser convertidas em coordenadas do desenho (X1, y1). Na Figura 1, a relação de conversão entre as coordenadas reais (X1, y1) e as coordenadas do desenho (X1', y1') é: x1' = X1 + Y1cosθ, Y1' = Y1sinθ. Da mesma forma, a diferença entre as coordenadas reais (X2, y2) do ponto de temperatura mais alta no campo de temperatura da seção B do forno no lado esquerdo sob o plano de coordenadas real xO2y e as coordenadas do desenho (X2', y2') sob o plano de coordenadas do desenho x'O2y' A relação de conversão é: x'2 = X2 + Y2cosθ, Y2' = Y2sinθ. Portanto, o computador industrial precisa apenas enviar o valor da coordenada real para o DCS, e no DCS, ele pode ser convertido em coordenadas de desenho e exibido na tela de configuração visualmente. Além disso, para mostrar claramente a intensidade de combustão das câmaras do forno A e B desta camada, os comprimentos das colunas nos lados esquerdo e direito representam as temperaturas médias T1 e T2 das câmaras do forno das camadas A e B, respectivamente. Se mais campos de temperatura da seção precisarem ser exibidos, então o ângulo θ é definido como menor, caso contrário, os cantos θ são definidos como maiores. O campo de temperatura da seção de 16 camadas é calculado pelo computador industrial, e o campo de temperatura da seção da 1ª, 4ª, 8ª, 12ª e 16ª camadas, de baixo para cima, é exibido no aplicativo DCS, pois o campo de temperatura de 5 camadas é distribuído na área do queimador e na fornalha. As partes central e inferior do ângulo da chama de fumaça dobrada são representativas. Neste exemplo, defina θ = 45. O computador industrial cria as informações do campo de temperatura da seção do forno de cada 5 camadas e um total de 10 camadas para os fornos em ambos os lados do DCS, incluindo a temperatura média de cada seção da camada e a localização do ponto de temperatura mais alta de cada seção da camada (Xi, yi, Ti, i = l ~ 10), bem como o tamanho e a intensidade do centro da chama do forno A e B (Xi, Yi, Zj, Tj, j = 1 ~ 2), um total de 38 volumes de dados, se todos esses dados forem transmitidos por fiação física, aumentará muito o hardware Portanto, o método de comunicação serial baseado no protocolo de comunicação Modbus [4] é usado para transmissão de dados. A comunicação define o DCS como a estação mestre e o computador industrial como a estação escrava. O DCS envia comandos regularmente para o computador industrial, exigindo que o computador industrial transmita o pacote de dados de informações do campo de temperatura para o DCS, e o período de tempo de transmissão de dados é de 4s. Defina os parâmetros de comunicação do módulo de comunicação Modbus no controlador de comunicação serial DCS. Os parâmetros incluem endereço da estação escrava, taxa de comunicação, porta de comunicação, bit de paridade, bit de parada, etc. Esses parâmetros devem ser consistentes com as configurações do módulo de comunicação serial no computador industrial. Se o valor for consistente, a comunicação entre as duas partes pode ser garantida como correta [5]. O controlador de comunicação serial baixa, instala e registra o arquivo de configuração de comunicação Modbus no formato detalhado de cada ponto de parâmetro de temperatura e envia comandos ao computador industrial através do barramento RS-485 para realizar a comunicação interativa entre o DCS e o computador industrial.

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