Пирометрический измерительный комплекс для теплоэнергетики

Основные функции комплекса:

Оперативный контроль радиационных температур, их визуализация в виде трендов и таблиц;

Пирометрический комплекс позволяет измерить, наглядно отобразить и сохранить в архивах температурный режим в топке котла на уровнях размещения датчиков.

Определение перекосов температурного поля в топке в реальном времени и в ретроспективе;

Исключает необходимость визуального контроля топочного процесса.

Состав комплекса:

Пирометрические датчики;

Держатели датчиков;

Устройства связи с объектом (УСО);

Соединительные коробки;

Операторская станция;

Программное обеспечение (SCADA-система);

Источники питания;

Стенд для проверки пирометрических датчиков;

Техническое описание комплекса и инструкцию по эксплуатации.

Технические характеристики датчика:

Питание 24ВDC;

Диапазон измеряемых температур 850-1500°С; (Согласовывается с заказчиком)

Температура окружающей среды до 80°С;

Выходной сигнал 4-20 mA;

Потребляемая мощность не более 0,5 ВТ;

Масса датчика 0,8 кг;

Габаритные размеры 60 х 250 мм.

Технические характеристики стенда для проверки датчика:

Стенд предназначен для проверки работоспособности датчиков и позволяет провести их калибровку методом сравнения с показаниями эталонного датчика;

Диапазон световых потоков в значениях температуры МЧТ (модель абсолютно черного тела) 800-1250С,

10 дискретных значений;

Напряжение питания ~220В

Состав операторской станции:

ПК класса Pentium;

Источник бесперебойного питания;

Источники питания УСО и датчиков;

Пульт оператора.

Состав программного обеспечения:

SCADA-система ( TRACE MODE).

Комплект поставляемого оборудования:

Вариант 1:

1. Пирометрические датчики + 2 резервных, + эталонный датчик, калиброванный в ВНИИОФИ, г. Москва
2. Держатели датчиков,
3. Стенд для проверки пирометрических датчиков,
4. Соединительные коробки УСО комплектные,
5. Операторская станция в составе:

компьютер (согласно спецификации)

пульт оператора,

программное обеспечение
6. Источник питания,
7. Кабель – КВПЭфП 4х2х0,52
8. Разъемы
9. Паспорта на датчики

Вариант 2:

1. Пирометрические датчики + 2 резервных, + эталонный датчик, калиброванный в ВНИИОФИ, г. Москва
2. Держатели датчиков,
3. Стенд для проверки пирометрических датчиков,
4. Паспорта на датчики

Пирометрический датчик

Пирометрический датчик состоит из фотоприёмного устройства и электронной схемы, размещенных в корпусе датчика. Датчик крепится в держатель, который устанавливается в штатном лючке котла. Конструкция корпуса датчика и держателя обеспечивает эффективную защиту фотоприемника и электронной части от поступления пыли и тепла, и позволила отказаться от системы обдува сжатым воздухом. В качестве фотоприемного устройства используется монолитная пара фотодиод - операционный усилитель. Чувствительность штатных датчиков выравнивается путем сравнения их с эталонным датчиком на стенде, входящем в состав комплекса.

Эталонный пирометрический датчик

Эталонный датчик не используется в качестве штатного датчика. Этот датчик калибруется в ВНИИОФИ г. Москва на установке, модулирующей излучение абсолютно черного тела, и имеет метрологический сертификат.

Держатель датчика.

Держатель датчика предназначен для крепления пирометрического датчика на штатных лючках КА и имеет специальную конструкцию, которая осуществляет функцию защиты датчика от выбросов тяжелых частиц шлака, пара, водяных струй при очистке поверхностей нагрева, а также защищает датчик от излишнего тепла. При нормальном режиме работы котла конструкция держателя препятствует накоплению золы на кромке лючка. Держатель представляет собой стальной стакан, внутри которого помещены три диафрагмы, формирующие апертурный угол, в котором датчик воспринимает световой поток, а также подвижный клапан, предотвращающий выброс пылегазовой смеси из котла при превышении давления внутри топки над атмосферным. На торцевой стенке расположены три отверстия, которые обеспечивают подсос воздуха при нормальном режиме горения. Такой присос воздуха сбрасывает золовое отложение с внутренней кромки отверстия лючка. Конструкция держателя позволяет фиксировать держатель с датчиком в двух положениях: рабочее и положение для визуального контроля процесса горения.

Стенд для проверки ПД

Стенд предназначен для контроля пирометрических датчиков, калибровки их показаний методом сравнения с показаниями эталонного датчика инастройки пирометрических датчиков после ремонта.

Прибор позволяет минимизировать разброс по чувствительности для проверяемой серии датчиков.
Принцип действия устройства состоит в формировании регулируемого светового потока с определенным спектральным составом, имитирующего излучение пламени в топке котельного агрегата, для засветки контролируемого пирометрического датчика. Величина светового потока определяется током протекающим через спираль излучателя, величина которого устанавливается с задатчика. Для стабилизации формируемого светового потока используется фотоэлектрическая обратная связь.

Технические характеристики Стенда

Напряжение питания датчиков, В	+24
Диапазон измеряемых токов, мА	4 ÷20
Световые потоки, соответствующие температурам	800-1250° МЧТ
Потребляемая мощность, Вт не более	30
Габаритные размеры, мм,	260 X 200 X 155
Масса, кг, не более	5
Напряжение питания сети, В	~210÷240

Стенд имеет:

Цифровой индикатор, расположенный на лицевой панели, для отображения величины тока с выхода калибруемого датчика;

переключатель на 10 положений для задания уровня освещенности ПД;

разъем для подачи питающего напряжения на проверяемый (калибруемый) пирометрический датчик.

гнездо для подключения внешнего измерительного прибора.

Программное обеспечение

Программное обеспечение выполняет следующие задачи:

обработка поступающей информации, которая заключается в проверке ее достоверности, сортировке, фильтрации, выборе метода параметров усреднения сигналов;

пересчет показаний датчиков в значения температуры по таблице калибровки;

перевод значений температуры по МЧТ (модель черного тела) в истинные значения температуры;

определение перекосов температурного поля в топке, их визуализация в режиме реального времени в виде трендов, диаграмм и таблиц;

ведение архивов пирометрической информации;

обработка архивных данных;

формы отображения различны: диаграммы, таблицы, графики, хронологическая информация и схематическое отображение карты температур в сечении топки котельного агрегата.

Заключение

На основе опытно-промышленной эксплуатации сделаны выводы о возможности определения с его помощью абсолютных значений радиационных температур факела и перекосов температурного поля в топке котельного агрегата, как в оперативном режиме работы, так и ретроспективе при обработке архивных данных. Наличие пирометрического комплекса делает более безопасным контроль топочных процессов котельного цеха. Комплекс может использоваться для пусконаладочных работ и настройки режимов горения в котельных агрегатах. Он может быть включен как структурная единица а АСУ ТП предприятия или в контрольно-измерительную систему котельного агрегата.

Фото


Конструкция крепления датчика позволяет свободный доступ к штатным лючкам для визуального контроля факела и очистки лючка от золового засыпания.	Установка пирометрического датчика с держателем на штатном лючке котельного агрегата в рабочем положении.

Референц-лист

№	Наименование работы	Объект	Содержание	Контроллеры / прогр. среда	Внед-рение
1	Пирометрический измерительный комплекс (ПИК-1) контроля температуры факела в топке котлоагрегата ст.№5 БКЗ-500	Ново-Иркутская ТЭЦ, г.Иркутск	Опытно-конструкторская разработка пирометрического датчика. Контроль, отображение и архивирование температуры факела, 16 сигналов	Компьютер, ADAM-4017 / спец.ПО (Soft logic)	1998г.
2	Пирометрический измерительный комплекс (ПИК-2) контроля температуры факела в топке котлоагрегата ст.№5 БКЗ-500	Ново-Иркутская ТЭЦ, г.Иркутск	Модернизация и изготовление датчиков. Контроль, отображение и архивирование температуры факела, 16 сигналов	Компьютер, ADAM-4017 / спец.ПО (Soft logic)	1999г.
3	Пирометрический измерительный комплекс (ПИК-3М) контроля температуры факела в топке котлоагрегата ст.№8 БКЗ-820	Ново-Иркутская ТЭЦ, г.Иркутск	Модернизация и изготовление датчиков. Контроль, отображение и архивирование температуры факела, 16 сигналов	Компьютер, ADAM-4017 / спец.ПО (Soft logic)	2000г.
4	Пирометрический измерительный комплекс (ПИК-4) контроля температуры факела в топке котлоагрегата ст.№3 БКЗ-320	ТЭЦ- 6, г .Братск	Изготовление датчиков. Контроль, отображение и архивирование температуры факела, 24 сигнала	Компьютер , I-7017 / Trace Mode (Soft logic)	2002г.
5	Пирометрический измерительный комплекс (ПИК-5) контроля температуры факела в топке котлоагрегата П-67	Берёзовская ГРЭС- 1, г .Шарыпово	Модернизация и изготовление датчиков. Контроль, отображение и архивирование температуры факела, 36 сигналов	Компьютер , I-7017 / Trace Mode (Soft logic)	2003г.
6	Пирометрический измерительный комплекс (ПИК-6) контроля температуры факела в топке котлоагрегата ст.№6 ТПЕ-214	ТЭЦ- 5, г .Ново-сибирск	Изготовление датчиков. Контроль, отображение и архивирование температуры факела, 16 сигналов	В составе ПТК "Торнадо"	2004 г .
7	Пирометрический измерительный комплекс (ПИК-7) контроля температуры факела в топке котлоагрегата БКЗ-670-140	ТЭС г.Плевля, Черногория	Изготовление датчиков и держателей, 24 комплекта	В составе ПТК "Торнадо"	2007г.