CN212760150U - 一种基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置，包括用以装设于风道的取样管，连接于所述取样管的差压变送器，所述取样管位于差压变送器的前段和位于所述差压变送器的后段分别设置第一电磁阀和第二电磁阀，所述取样管位于所述第一电磁阀的前段和位于所述第二电磁阀的后段均连接吹扫管；所述吹扫管连接吹扫装置且所述吹扫管设有第三电磁阀，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀和所述吹扫装置均连接单片机。本实用新型所提供的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置能够对取样管进行定时吹扫，避免取样管堵塞，提高了风量测量的准确性，且上述改造简单，能够实现定时吹扫，降低了风量检测时吹扫的运维成本。

Description

一种基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置

技术领域

本实用新型涉及火力发电领域，特别涉及一种基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置。

背景技术

目前火力发电厂风量、风速测量取样大都采用防堵风速风量测量装置，其原理是基于S形毕托管测量原理，当管内有气流流动时，迎风面受气流冲击，在此处气流的动能转换成压力能，因而迎面管内压力较高，其压力称为“全压”，背风侧由于不受气流冲压，其管内的压力为风管内的静压力，其压力称为“静压”，全压和静压之差称为差压，其大小与管内风速有关，风速也即流量越大，差压越大；风速越小，差压也小，风速与差压的关系符合伯努利方程。

传统方式在测量过程中因锅炉飞灰较大，风道中飞灰较多，加上风道中湿气影响，取样管中会集聚浮灰或灰泥，长时间不处理可能会导致取样管堵死，无法真实测量风道风量及风速。尤其以机组运行时间长后更是频繁。部分火电厂基建初期未在DCS(集散控制系统)中设置定时吹扫逻辑，且由于改造繁琐，就地设备分散，DCS机柜至变送器较远，电缆敷设及卡件投入成本较高而面临难题。通常采用手动就地调节吹扫，增加了维护量，且测量前未进行吹扫可能导致风量测量不准，影响煤粉燃烧效率或增大运行成本，甚至可能威胁机组安全稳定运行。

因此，如何准确测量风量、降低测量运维成本成为本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置。该防堵吹扫装置能够对取样管进行定时吹扫，避免取样管堵塞，提高了风量测量的准确性，且通过单片机就地控制，改造简单，定时自动化吹扫，降低了风量检测时吹扫的运维成本。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置。

可选地，包括用以装设于风道的取样管，连接于所述取样管的差压变送器，所述取样管位于差压变送器的前段和位于所述差压变送器的后段分别设置第一电磁阀和第二电磁阀，所述取样管位于所述第一电磁阀的前段和位于所述第二电磁阀的后段均连接吹扫管；

所述吹扫管连接吹扫装置且所述吹扫管设有第三电磁阀，所述第一电磁阀、所述第二电磁阀、所述第三电磁阀和所述吹扫装置均连接单片机。

可选地，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀为常开电磁阀，所述第三电磁阀为常关电磁阀；

所述单片机用以定时控制所述第三电磁阀开启、所述第一电磁阀和所述第二电磁阀关闭、所述吹扫装置启动吹扫。

可选地，所述吹扫管包括连接于所述取样管位于所述第一电磁阀的前段的主管道和连接于所述取样管位于所述第二电磁阀的后段的支管道，所述支管道连接所述主管道，所述第三电磁阀设于所述主管道且用以控制所述主管道和所述支管道同步导通或关闭。

可选地，所述单片机连接蜂鸣器模块，所述蜂鸣器模块在所述吹扫装置启动时蜂鸣报警。

可选地，所述单片机连接用以显示吹扫时间和吹扫剩余时间的共阴极数码管。

可选地，所述单片机包括用以存储预设压差范围的防堵判断模块，所述防堵判断模块通过数模转换模块连接所述差压变送器，当所述差压变送器的获取的压差大于预设压差范围时，所述单片机控制所述吹扫装置启动吹扫。

相对于上述背景技术，本实用新型所提供的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置包括取样管、连接在取样管上的差压变送器和吹扫管，吹扫管与吹扫装置连接；其中差压变送器的前段和后段分别设置用来隔离差压变送器的第一电磁阀和第二电磁阀，吹扫管连接在第一电磁阀的前段和第二电磁阀的后段且吹扫管设置第三电磁阀，通过单片机定时控制按照预设时间间隔进行吹扫，避免取样管的堵塞，提高了风量测量精度。且取样管和单片机能够就地设置，降低改造成本，通过单片机定时控制，降低了吹扫的运维成本。在需要进行吹扫时，单片机控制第一电磁阀和第二电磁阀关闭将差压变送器隔离；第三电磁阀开启，吹扫装置进行吹扫，将取样管内的粉尘吹出，避免影响风量检测。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置的示意图；

图2为本实用新型一种实施例所提供的单片机的主控芯片引脚图；

图3为单片机的驱动电路图；

图4为就地接线端子的连接指示图；

图5为蜂鸣器模块电路图；

图6为数模转换模块的电路图。

其中：

01-风道、1-取样管、2-差压变送器、3-主管道、31-支管道、4-第一电磁阀、5-第二电磁阀、6-第三电磁阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图6，图1为本实用新型实施例所提供的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置的示意图，图2为本实用新型一种实施例所提供的单片机的主控芯片引脚图，图3为单片机的驱动电路图，图4为就地接线端子的连接指示图，图5为蜂鸣器模块电路图，图6为数模转换模块的电路图。

本实用新型所提供的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置包括取样管1、差压变送器2、吹扫管、吹扫装置、第一电磁阀4、第二电磁阀5和第三电磁阀6，第一电磁阀4和第二电磁阀5分别设置在取样管1位于差压变送器2的前段和后段，在对取样管1进行吹扫时可控制第一电磁阀4和第二电磁阀5关闭对差压变送器2进行隔离。吹扫管连接吹扫装置，在单片机的控制下，吹扫装置定时启动，同时第三电磁阀6打开，第一电磁阀4和第二电磁阀5关闭，对取样管1进行定期吹扫，避免取样管1堵塞。单片机的就地设置和就地控制降低了改造成本，自动定时吹扫提高了运行自动化程度，降低了运维成本，提高了风量检测的精确性。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型所提供的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置进行更加详细的介绍。

在本实用新型所提供的一种可选实施例中，基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置的安装设置如图1所示，在需要风量的锅炉风道01处开两组孔，取样管1的两端分别密封连接风道01的两个开孔处，定义靠近风道01流向上游的管段为某一部件的前段。差压变送器2连接在取样管1中，第一电磁阀4装设在差压变送器2的前段，第二电磁阀5装设在差压变送器2的后段，吹扫管设置两个吹扫口，两个吹扫口分别连接在第一电磁阀4的前段和第二电磁阀5的后段。同时吹扫管上设有控制其导通或关闭的第三电磁阀6，吹扫装置根据需要可以采用蒸汽吹扫发生装置或空气吹扫发生装置。

在测量风量状态时，第一电磁阀4和第二电磁阀5导通，第三电磁阀6关闭，吹扫装置未启动运行；在吹扫状态时，单片机控制第一电磁阀4和第二电磁阀5关闭将差压变送器2隔离、将第三电磁阀6打开使吹扫管与取样管1导通，然后吹扫装置进行吹扫，将取样管1内的粉尘吹入风道01内，保持取样管1的清洁畅通，吹扫完成后单片机再次控制第一电磁阀4和第二电磁阀5打开、第三电磁阀6关闭、吹扫装置关闭即可再次进入风量测量状态。

由于锅炉风道01的风量检测涉及到风煤比和煤粉的燃烧效率，风量检测是实时的，也即需要对风量进行实时监测，第一电磁阀4和第二电磁阀5设置为常开电磁阀，只有在吹扫状态才短暂关闭，对应的第三电磁阀6为长关电磁阀。依靠单片机的晶振电路实现定时控制吹扫状态与风量检测状态的切换，吹扫时间、吹扫间隔都可根据需要通过单片机的输入参数进行调整。

此外，运行人员还可根据需要手动同时开启第一电磁阀4、第二电磁阀5和第三电磁阀6，完成对整个取样管1的吹扫。

作为可选地，上述吹扫管包括装管道和连接主管道3的支管道31，主管道3直接连接在取样管1位于第一次电磁阀的前段，支管道31的一端连接主管道3，另一端连接在取样管1位于第二电磁阀5的后段。第三电磁阀6设置在主管道3位于支管道31的之前的前段，以便于对主管道3和支管道31进行同步导通和关闭的控制。

作为可选地，支管道31还可设置为两组，两组支管道31的第一端通过三通连接主管道3，两组支管道31的第二端分别连接在第一电磁阀4的前段和第二电磁阀5的后段，第三电磁阀6连接在主管道3上。

在上述实施例中，连接在风道01上的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置可以设置为两组及更多组，一方面能够通过多组提高测量的精确度，另一方便不同组可以采用交替吹扫，确保风道01内的风量总是处于被监测状态，提高火电厂运行的经济性和安全性。

请参考图2至图5，需要说明的是，在图2至图5中相同网络编号相同点相连。上述控制全部电磁阀和吹扫装置定时开启或关闭的单片机包括主控芯片、复位电路、晶振电路、驱动电路等多个模块，复位电路、晶振电路的设置均为现有技术，此处不再展开说明。下文以Atmel公司的STC89C52单片机为例对电磁阀的切换控制进行说明。在具体实施时，本领域技术人员可以根据需要采用不同型号的单片机进行控制。

STC89C52单片机的主控芯片的引脚图如图2所示，该单片机连接有蜂鸣器模块，蜂鸣器模块的电路连接在主控芯片的P2.3引脚处，在控制第一电磁阀4和第二电磁阀5闭合、第三电磁阀6打开、吹扫装置启动进行吹扫时，蜂鸣器模块发出蜂鸣报警，提示处于吹扫装置，当吹扫状态发生异常或在预定的时间内无法进入吹扫状态时，蜂鸣器则不会发出蜂鸣。

请进一步参考图3和图4，驱动电路连接单片机的主控芯片，以便在晶振电路和主控芯片的控制下驱动继电器，完成第一电磁阀4、第二电磁阀5和第三电磁阀6状态的切换。继电器通过就地接线端子连接控制第一电磁阀4、第二电磁阀5和第三电磁阀6，继电器的①也即NO触点、②也即C触点分别连接就地接线端子的3触点和4触点，继电器的③触点引出火线L和零线N分别连接至就地接线端子的1触点和2触点。①和②为常开触点，②和③为常闭触点，第一电磁阀4、第二电磁阀5和第三电磁阀6与就地接线端子的连接可参考图4。第一电磁阀4连接8触点和9触点，第二电磁阀5连接6触点和7触点，第三电磁阀6连接4触点和5触点，单片机晶振电路的设置及定时控制可参考现有技术设置，本申请不再详细展开。

驱动电路ULN2003为7路输出模块，同时可并联多级，与主控芯片P0～P3共8*4＝32位输出相连接，可根据现场情况选择输出个数。

进一步地，单片机还设有八位的共阴极数码管，其中一组四位共阴极数码管用来显示吹扫时间，另一组四位共阴极数码管用来显示吹扫剩余时间也即完成吹扫还需的时间。

此外，单片机还设有用来存储预设压差范围的防堵判断模块，防堵判断模块通过数模转换模块连接差压变送器2，数模转换模块将差压变送器的压差信号通过如图6所示的转换电路引入单片机，以便防堵判断模块判断压差信号超出相应正常运行范围也即预设的压差范围时(正常运行过程中堵塞情况大都发生在正压侧或者负压侧堵塞，此时差压超过正常运行风量或风速产生的压差)，堵塞报警灯亮，蜂鸣器模块报警，跳过定时程序启动吹扫程序，控制吹扫装置进行吹扫。

为优化上述实施例，本申请所提供的单片机还设置有手动吹扫按钮，通过按动手动吹扫按钮，可直接跳过单片机主控芯片的定时设置，通过继电器和就地接线端子控制基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置直接进入吹扫状态。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序，前述主控芯片及各驱动控制电路均可参考现有技术灵活设置。

以上对本实用新型所提供的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置，其特征在于，包括用以装设于风道(01)的取样管(1)，连接于所述取样管(1)的差压变送器(2)，所述取样管(1)位于差压变送器(2)的前段和位于所述差压变送器(2)的后段分别设置第一电磁阀(4)和第二电磁阀(5)，所述取样管(1)位于所述第一电磁阀(4)的前段和位于所述第二电磁阀(5)的后段均连接吹扫管；

所述吹扫管连接吹扫装置且所述吹扫管设有第三电磁阀(6)，所述第一电磁阀(4)、所述第二电磁阀(5)、所述第三电磁阀(6)和所述吹扫装置均连接单片机。

2.根据权利要求1所述的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置，其特征在于，所述第一电磁阀(4)和所述第二电磁阀(5)为常开电磁阀，所述第三电磁阀(6)为常关电磁阀；

所述单片机用以定时控制所述第三电磁阀(6)开启、所述第一电磁阀(4)和所述第二电磁阀(5)关闭、所述吹扫装置启动吹扫。

3.根据权利要求1所述的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置，其特征在于，所述吹扫管包括连接于所述取样管(1)位于所述第一电磁阀(4)的前段的主管道(3)和连接于所述取样管(1)位于所述第二电磁阀(5)的后段的支管道(31)，所述支管道(31)连接所述主管道(3)，所述第三电磁阀(6)设于所述主管道(3)且用以控制所述主管道(3)和所述支管道(31)同步导通或关闭。

4.根据权利要求3所述的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置，其特征在于，所述单片机连接蜂鸣器模块，所述蜂鸣器模块在所述吹扫装置启动时蜂鸣报警。

5.根据权利要求4所述的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置，其特征在于，所述单片机连接用以显示吹扫时间和吹扫剩余时间的共阴极数码管。

6.根据权利要求5所述的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置，其特征在于，所述单片机还设有手动吹扫按钮，所述手动吹扫按钮连接所述第一电磁阀(4)、所述第二电磁阀(5)、所述第三电磁阀(6)和所述吹扫装置。

7.根据权利要求6所述的基于单片机定时控制的风量测点防堵吹扫装置，其特征在于，所述单片机包括用以存储预设压差范围的防堵判断模块，所述防堵判断模块通过数模转换模块连接所述差压变送器(2)，当所述差压变送器(2)的获取的压差大于预设压差范围时，所述单片机控制所述吹扫装置启动吹扫。

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