CMS-1000系統(tǒng)

　　“通過使用NI模塊化儀器和軟件，我們可以顯著減少調(diào)整一個設(shè)備所需的時間，同時可以創(chuàng)建更加友好的用戶操作界面，且無需犧牲測量精度。”

　　- Jordan Pritt， Turbine Technology Services Corporation

　　挑戰(zhàn)：

　　當燃氣渦輪燃燒室工作在燃料-空氣比接近可燃性下限的時候，為避免加速磨損、火焰回火或者貧油熄火現(xiàn)象的發(fā)生，需要盡量減少可能的破壞性壓力振蕩。

　　解決方案：

　　使用NI硬件和NI LabVIEW軟件開發(fā)一個便攜的燃燒狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，這樣我們可以精確地對不穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)進行調(diào)整以及調(diào)試。

　　背景

　　許多的發(fā)電廠運營商都經(jīng)歷過由于汽輪機頻率不穩(wěn)所造成的損壞。為滿足當前嚴格的排放標準所設(shè)計的Dry Low NOx（DLN）燃燒室，必須工作在一個很低的燃料-空氣比下。由于燃料-空氣比非常接近可燃性下限，使得DLN燃燒室容易出現(xiàn)動態(tài)的壓力振蕩，從而導致組件接口的加速磨損，或者是硬件的直接損壞；預混合區(qū)域的火焰回火則會導致燃料噴嘴或其它燃燒室硬件的熔化；又或者熄火造成蒸汽渦輪機跳閘脫線。為了在符合排放標準的前提下保護好長期工作組件，保證工作的完整性，DLN系統(tǒng)需要進行定期的調(diào)試維護。

　　CMS-1000系統(tǒng)

　　為了避免渦輪機中重要組件的加速磨損和機械損壞，我們使用NI硬件和LabVIEW 軟件開發(fā)了一臺燃燒狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，使得對渦輪機的調(diào)試相對容易。這臺CMS-1000燃燒狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，能夠監(jiān)控蒸汽渦輪機中每一個燃燒室的壓力。針對不同型號的蒸汽渦輪機，我們最多可以監(jiān)控多達18個燃燒室中的動態(tài)壓力。渦輪機的兩側(cè)各有一個監(jiān)控箱，每一個監(jiān)控箱接收一半的信號輸入，傳感器電纜從每一個燃燒室中接出再連接到任何一個監(jiān)控箱中的動態(tài)壓力傳感器上。

　　除了內(nèi)置的壓力傳感器，監(jiān)控箱中還裝有阻尼線圈，作為信號補償系統(tǒng)，可以消除傳感信號線上的衰減。另外，監(jiān)控箱中安裝有NI 9234 動態(tài)信號采集（DSA）模塊。壓力傳感器產(chǎn)生的模擬信號輸出給每一個監(jiān)控箱中的NI I/O模塊和NI cDAQ-9188機箱。通過設(shè)置NI的硬件和軟件，可以在兩個監(jiān)控箱之間實現(xiàn)同步數(shù)據(jù)采集。采集到的動態(tài)壓力信號經(jīng)由NI MES-3980 工業(yè)以太網(wǎng)開關(guān)傳送給位于蒸汽渦輪機本地控制室中的一臺筆記本電腦。

　　LabVIEW程序?qū)?8個壓力信號進行快速傅立葉變換，得到每一個燃燒室的頻譜（壓力幅度vs.頻率）。對這些頻譜的后期處理提供了關(guān)鍵的幅度和頻率數(shù)據(jù)，幫助決策者作出渦輪機調(diào)整方案。頻譜和后期處理后的數(shù)據(jù)可以以多種圖形的形式來顯示，幫助工程師更簡單、更快速地決定如何對蒸汽渦輪機的燃料和空氣進行實時控制。多種數(shù)據(jù)記錄的格式同樣可以幫助工程師針對調(diào)整的結(jié)果編寫文檔并生成報表。