CN101269283A - 大型空冷发电机空气过滤箱堵塞智能检测报警系统 - Google Patents

Abstract

大型空冷发电机空气过滤箱堵塞智能检测报警系统，现有产品运行时过滤箱会逐渐被灰尘及异物堵塞，使内外压力之差增大，补风量下降，发电机冷却效果变差。本产品包括：动态取样探头(1)，动态取样探头与微差变压送器(5)的负压室相连接、微差变压送器与直流电源(6)相连，微差压变送器将正压室和负压室之间的差压信号变为线性的标准电流信号，通过线路将代表差压大小的标准电流信号输入智能控制单元(7)，智能控制单元将标准电流信号量化为数字信号，与设定值相比较并发出报警信号，提示值班人员及时更换过滤海绵及干燥剂材料，及时避免发生停机等重大生产事故。本产品用作大型空冷发电机空气过滤箱上使用的智能检测堵塞及报警的设备。

Description

大型空冷发电机空气过滤箱堵塞智能检测报警系统

技术领域：

本发明涉及一种大型空冷发电机空气过滤箱上使用的，智能检测堵塞情况并及时进行报警的设备，属于机电一体智能化装置。

背景技术：

大型空冷发电机的空冷系统是由发电机旋转风叶入风口、发电机内部(转子与定子)循环冷却风道、发电机机座出风口、空气冷却器、补风口等组成的空气循环冷却系统。工作过程是：发电机旋转风叶入风口的旋转风叶将低于40℃的冷风吹入发电机内部，冷风沿着转子与定子的冷却风道流动，将热量从发电机机座出风口带出变成60℃---80℃的热风，又经过空气冷却器降至低于40℃的冷风，然后与补风口进入的少量厂房空气(20℃---30℃)混合，再以仍然低于40℃的冷风进入发电机旋转风叶入风口而吹入发电机内部。发电机内部(转子与定子)循环冷却风道之外，由发电机机座出风口、空气冷却器、补风口、发电机旋转风叶入风口形成发电机外部的空气循环风道(详见图1)。在发电机旋转风叶的驱动下，空气循环风道与补风口外部厂房空间形成负压，所以厂房空气通过补风口不断地进入空气循环风道以补充空气循环冷却系统所泻漏的风量。补风口处安装空气过滤箱，将厂房空气经除尘除湿后再补充进入空气循环风道，以保证洁净干燥的空气进入发电机。空气过滤箱外部压力与空气循环风道内部压力之差一般要求为20KPa左右，这样才能满足大型空冷发电机空冷过程所需的补风量，但运行时间一长，空气过滤箱会逐渐被灰尘及异物堵塞，使这个压力之差越来越大，补风量逐渐下降，发电机冷却效果也越来越差，值班人员难以及时发现，待主控室发现发电机内部温度升高时已经为时已晚，很容易造成停机等重大生产事故。

发明内容：

本发明的目的是公开一种大型空冷发电机空气过滤箱堵塞智能检测报警系统的成套设备，以判断空气过滤箱是否发生堵塞，输出报警信号，提示值班人员更换空气过滤箱中的过滤海棉及干燥剂材料。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

大型空冷发电机空气过滤箱堵塞智能检测报警系统，其组成包括：动态取样探头，所述的动态取样探头与微差变压送器负压室相连接、所述的微差变压送器与直流电源相连，微差压变送器将正压室和负压室之间的差压信号变为线性的标准电流信号，通过线路将代表差压大小的标准电流信号输入智能控制单元，智能控制单元将标准电流信号量化为数字信号，与设定值相比较并发出报警信号。

所述的大型空冷发电机空气过滤箱堵塞智能检测报警系统，所述智能控制单元包括由与单片机相联接的、电流/电压变换器、放大器及与之相联接的报警发光管、MAX485芯片和与之相联接的RS485串行通讯传输口、数码管扫描电路和与之相联接的数码管驱动电路和数码管、按键电路和联接在上面的电阻。

所述的大型空冷发电机空气过滤箱堵塞智能检测报警系统，所述动态取样探头由不锈钢管材加工并焊接而成，探头部分和导压管部分的内部都要求高表面光洁度，过渡面采用圆角过渡，以保证具有良好的空气动力学特性。

这个技术方案有以下有益效果：

1.由于空气循环风道相对于补风口处空气过滤箱外側是负压，所以厂房空气由空气过滤箱外側进入到空气过滤箱内側，也就是进入到空气循环风道中。空气循环风道的负压由这个特殊设计的动态取压探头测得并送到微差压变送器的负压室(详见图2)，由于微差压变送器的正压室入口暴露在厂房室内空气中，所以测得厂房室内空气为常压。微差压变送器将正压室和负压室之间的差压信号(00.0---30.0KPa)变为线性的4---20mA国际标准电流信号。24V直流电源为微差压变送器供电，其电源线同时也是4---20mA标准电流信号传输线。代表差压大小的4---20mA标准电流信号进入智能控制单元，智能控制单元将这个4---20mA标准电流信号量化为00.0---30.0KPa的数字信号，与设定值00.0---30.0KPa(通常为20.0KPa)相比较，判断滤箱的工作状态。

2.本发明的动态取压探头形状如图1和图2所示，空气动力学特性较好，可测量流动方向已知的气体压力，对雷诺数不敏感，紊乱误差小到可以忽略不计。

3.能够完成智能控制：通过4个小按键输入设定值及切换运行状态与输入设定值状态；第一排3位数码管显示测量值00.0---30.0KPa，第二排3位数码管显示设定值00.0---30.0KPa(通常为20.0KPa)；如果测量值低于设定值，报警发光管灭，说明空气过滤箱工作正常；如果测量值高于设定值，报警发光管亮，则说明空气过滤箱堵塞，输出报警信号，即提示值班人员及时更换空气过滤箱中的过滤海棉及干燥剂材料。所有测量值、设定值、报警信号等参数随时通过RS485串行通讯口传输到主控室计算机进行屏幕显示、打印、记录并形成生产报表和历史记录。

附图说明：

图1：空气过滤箱和动态取压探头安装示意图。图中：动态取样探头1，动态取压导压管2，过滤海棉及干燥材料3，空气过滤箱夹持铁网4。

图2：是图1左视图方向取压口位置示意图。

图3：空气过滤箱堵塞智能检测报警系统原理图。

图中：压差变压器5，24V直流电源6，智能控制单元7。

图4：智能控制单元原理图。

图5：智能控制单元软件流程图。

本发明的具体实施方式：

实施例1：

本发明由特殊设计的动态取压探头1、微差变压送器5、24V直流电源6、智能控制单元7组成(详见图2)。在补风口处空气过滤箱内側，正对着的墙体部位，放置一个特殊设计的动态取压探头(详见图1)。为判断空气过滤箱是否发生堵塞，由动态取压探头测量空气循环风道内的负压(其绝对值等于厂房空气相对于空气循环风道内的差压值)。

动态取压探头(详见图1和图2)，由不锈钢管材加工并焊接而成。无论是探头部分还是导压管部分的内部都要求有很高的表面光洁度，不得有尖角、直角、毛刺等缺陷，只能是光面或圆角过度，以保证具有良好的空气动力学特性。

动态取压探头的安装位置(详见图1)，在空气循环风道内靠近墙体附近较好，测出的负压比较有代表性，可为大型空冷发电机空气过滤箱堵塞智能检测报警系统提供真实的数据。

微差变压送器选用精度为0.075级成熟产品，24V直流电源选用普通开关电源既可。

智能控制单元(详见图3)，由电流/电压变换器、单片机(80C196)、放大器、报警发光管、MAX485芯片、数码管扫描电路、数码管驱动电路、数码管、按键、电阻等组成。外形可制做成一个标准尺寸的专用智能仪表，以方便在电厂现场安装使用。

本发明的实施工作过程如下：

大型空冷发电机空气过滤箱堵塞智能检测报警系统工作过程详见图1、图2、图3、图4、图5。特殊设计的动态取压探头测量空气循环风道内的负压送到微差压变送器的负压室，厂房空气进入微差压变送器的正压室。微差压变送器将正压室和负压室之间的差压信号(00.0---30.0KPa)变为线性的4---20mA国际标准电流信号。24V直流电源为微差压变送器供电，其电源线同时也是4---20mA标准电流信号传输线。代表差压大小的4---20mA标准电流信号首先进入智能控制单元中的电流/电压变换器变为A/D转换器可接受的0--5V信号，0--5V信号进入80C196单片机内10位A/D转换器变为0～2¹⁰的数字信号，0～2¹⁰的数字信号量化为工程差压值00.0～30.0kPa，即测量值ΔP_测。设定值ΔP_设由“增加键”，“减小键”“移位键”输入单片机，当ΔP_测＜ΔP_设时，说明空气过滤箱工作正常，单片机的DO0口输出低电平。当ΔP_测＞ΔP_设时，说明空气过滤箱堵塞，单片机的DO0口输出高电平，经放大器功率放大驱动报警发光管发光，提示值班人员更换空气过滤箱中的过滤海绵及干燥剂材料。“运行/设定键”用于大型空冷发电机空气过滤箱堵塞智能检测报警系统工作在运行状态或工作在输入设定值状态之间的转换。单片机通过数码管扫描电路和数码管驱动电路将测量值ΔP_测和设定值ΔP_设送到数码管显示。单片机串行口SIO通过MAX485芯片变为标准RS485串行通讯口，将所有测量值ΔP_测、设定值ΔP_设、报警信号等参数随时传输到主控室计算机进行屏幕显示、打印、记录并形成生产报表和历史记录。

Claims (3)

1. 一种大型空冷发电机空气过滤箱堵塞智能检测报警系统，其组成包括：动态取样探头，其特征是：所述的动态取样探头与微差变压送器负压室相连接所述的微差变压送器与直流电源相连，微差压变送器将正压室和负压室之间的差压信号变为线性的标准电流信号，通过线路将代表差压大小的标准电流信号输入智能控制单元，智能控制单元将标准电流信号量化为数字信号，与设定值相比较并发出报警信号。

2. 根据权利要求1所述的大型空冷发电机空气过滤箱堵塞智能检测报警系统，其特征是：所述动态取样探头由不锈钢管材加工并焊接而成，探头部分和导压管部分的内部都要求高表面光洁度，过渡面采用具有良好的空气动力学特性的圆角过渡。

3. 根据权利要求1所述的大型空冷发电机空气过滤箱堵塞智能检测报警系统，其特征是：所述智能控制单元包括由与单片机相联接的、电流/电压变换器、放大器及与之相联接的报警发光管、MAX485芯片和与之相联接的RS485串行通讯传输口、数码管扫描电路和与之相联接的数码管驱动电路和数码管、按键电路和联接在上面的电阻。

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