汽輪機(jī)性能試驗(yàn)無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

張世海，晉風(fēng)華，姜延燦，蘭中秋

(1.貴州電力試驗(yàn)研究院，貴州貴陽(yáng)550002；2.長(zhǎng)沙理工大學(xué)，湖南長(zhǎng)沙410114)

汽輪機(jī)性能試驗(yàn)無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

張世海1，晉風(fēng)華2，姜延燦1，蘭中秋1

(1.貴州電力試驗(yàn)研究院，貴州貴陽(yáng)550002；2.長(zhǎng)沙理工大學(xué)，湖南長(zhǎng)沙410114)

介紹無(wú)線設(shè)備用于汽輪機(jī)性能試驗(yàn)的新方法以及相應(yīng)無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)軟件的開發(fā)。文章從數(shù)據(jù)模塊和用戶界面2個(gè)主要方面論述軟件開發(fā)過(guò)程，數(shù)據(jù)模塊包括數(shù)據(jù)提取、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等部分，用戶界面包括系統(tǒng)設(shè)置、傳感器設(shè)置、參數(shù)設(shè)置3個(gè)部分。無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)搭建開發(fā)完成后，通過(guò)電廠現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，驗(yàn)證系統(tǒng)及軟件的可靠性和準(zhǔn)確性。

汽輪機(jī)；數(shù)采系統(tǒng)；性能試驗(yàn)；C＃；軟件開發(fā)；無(wú)線；數(shù)據(jù)模塊

1 前言

汽輪機(jī)性能試驗(yàn)是火力發(fā)電廠的常規(guī)性試驗(yàn)項(xiàng)目，一般在機(jī)組大修前后都會(huì)開展相關(guān)試驗(yàn)，作為機(jī)組檢修、技術(shù)改造的依據(jù)，指導(dǎo)電廠能夠更有針對(duì)性、目的性的開展檢修工作，也可以為機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供指導(dǎo)。同時(shí)，新建機(jī)組投運(yùn)后也會(huì)進(jìn)行驗(yàn)收性能試驗(yàn)，用于檢驗(yàn)機(jī)組性能是否達(dá)到廠家的設(shè)計(jì)值，是否運(yùn)行經(jīng)濟(jì)等。傳統(tǒng)的汽輪機(jī)性能試驗(yàn)采用就地安裝傳感器，采用IMP數(shù)據(jù)采集板，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)布線把傳感器和IMP數(shù)據(jù)采集板連接起來(lái)，IMP數(shù)據(jù)采集板之間也通過(guò)布線的方式連接，最后進(jìn)入數(shù)據(jù)采集主機(jī)，通過(guò)USB連接接入電腦〔1－2〕。布置方式如圖1所示。這種布線方法測(cè)試精度雖然能滿足相關(guān)導(dǎo)則的要求，但測(cè)試設(shè)備線路長(zhǎng)，電信號(hào)在傳輸過(guò)程中受外界環(huán)境干擾大，且布線耗費(fèi)大量人力。目前，一種無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)可解決有線數(shù)采方面的不足，無(wú)線數(shù)采方式省掉了通過(guò)線路傳輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)，直接通過(guò)無(wú)線信號(hào)傳播數(shù)據(jù)，減少了環(huán)境因素對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的影響，相對(duì)提高了數(shù)據(jù)的可靠性〔3〕。

2 無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)硬件組成

汽輪機(jī)性能試驗(yàn)無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)由硬件部分和軟件部分組成，目前硬件部分一般采用某公司生產(chǎn)的硬件設(shè)備，包括無(wú)線網(wǎng)關(guān)、無(wú)線壓力變送器、無(wú)線差壓變送器和無(wú)線溫度變送器等，硬件布置圖如圖2所示。

3 無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)軟件開發(fā)

無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)用于汽輪機(jī)性能試驗(yàn)可以相對(duì)提高數(shù)據(jù)精度，公司未提供專門的汽輪機(jī)性能試驗(yàn)測(cè)試軟件，軟件部分需要自行開發(fā)。下面將重點(diǎn)介紹汽輪機(jī)性能試驗(yàn)無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)軟件的開發(fā)。

3.1 軟件開發(fā)總體思路

汽輪機(jī)性能試驗(yàn)無(wú)線系統(tǒng)軟件包括數(shù)據(jù)處理部分和用戶界面部分，如圖3所示，數(shù)據(jù)處理部分主要包括數(shù)據(jù)的提取、數(shù)據(jù)的處理、數(shù)據(jù)的保存等模塊；用戶界面部分主要包括系統(tǒng)設(shè)置、界面設(shè)置、變送器及參數(shù)名稱設(shè)置等模塊〔4〕。由于可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)方式查看無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，為方便數(shù)據(jù)的直觀比較，本軟件在設(shè)計(jì)時(shí)以提取網(wǎng)頁(yè)中的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)來(lái)源，并采用C＃語(yǔ)言作為開發(fā)工具。

3.2 數(shù)據(jù)模塊

3.2.1 數(shù)據(jù)提取

數(shù)據(jù)以表格的形式在網(wǎng)頁(yè)中顯示出來(lái)，并在網(wǎng)頁(yè)中實(shí)時(shí)刷新，網(wǎng)頁(yè)表格中數(shù)據(jù)包含傳感器編號(hào)、數(shù)據(jù)獲取時(shí)間、變送器測(cè)量值、無(wú)線變送器電池電壓等信息。為獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，首先要獲取對(duì)應(yīng)網(wǎng)頁(yè)中的數(shù)據(jù)表格，在該網(wǎng)頁(yè)中，數(shù)據(jù)表格的名稱是“devices”，然后對(duì)網(wǎng)頁(yè)中的表格進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為數(shù)組，獲取網(wǎng)頁(yè)表格數(shù)據(jù)的部分C＃代碼如下:

通過(guò)getHtmlDate()的處理，將網(wǎng)頁(yè)中的表格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為C＃語(yǔ)言可以識(shí)別的數(shù)組形式，方便下一步的數(shù)據(jù)處理〔5〕。

3.2.2 數(shù)據(jù)處理

由于原始網(wǎng)頁(yè)表格中并沒有每個(gè)設(shè)備編號(hào)對(duì)應(yīng)的參數(shù)名稱，網(wǎng)頁(yè)表格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)組后，要根據(jù)用戶界面中的設(shè)置，將設(shè)備編號(hào)及其數(shù)據(jù)與采集參數(shù)名稱對(duì)應(yīng)起來(lái)，以方便試驗(yàn)人員對(duì)各參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。數(shù)據(jù)處理的部分C＃代碼如下:

上述代碼中 iniArray是配置文件，tableArray是通過(guò)數(shù)據(jù)提取后得到的表格文件。

3.2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

通過(guò)3.2.2中數(shù)據(jù)處理后，表格中的文件變成以 “參數(shù)名:參數(shù)值”的表格形式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，這樣的數(shù)據(jù)形式方便試驗(yàn)人員對(duì)測(cè)量參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，掌握機(jī)組的運(yùn)行情況。數(shù)據(jù)以CSV文件的方式存儲(chǔ)，所有參數(shù)存在一個(gè)文件內(nèi)，且除第1次存儲(chǔ)外，后面不再存儲(chǔ) “參數(shù)名”，以便離線數(shù)據(jù)查看。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的部分C＃代碼如下:

上述代碼中，strIn是已經(jīng)過(guò)處理后的一行參數(shù)值數(shù)據(jù)字符串。

3.3 用戶界面

3.3.1 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置主要設(shè)置采集通道設(shè)置的保存路徑、采集參數(shù)數(shù)據(jù)的保存路徑、網(wǎng)頁(yè)路徑、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)間隔時(shí)間、電廠信息等。

3.3.2 傳感器設(shè)置

每個(gè)無(wú)線變送器都會(huì)送出4個(gè)參數(shù)值，分別為PV，SV，TV，QV，對(duì)于無(wú)線壓力變送器和無(wú)線差壓變送器，PV是需要的值，對(duì)于無(wú)線溫度變送器PV，SV，TV，QV均可能是需要的值，這取決于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)使用的通道。變送器設(shè)置的目的，一是將變送器編號(hào)與采集參數(shù)名稱相對(duì)應(yīng)，二是設(shè)置變送器4個(gè)參數(shù)值中哪個(gè)是試驗(yàn)中需要的。變送器設(shè)置界面如圖4所示。

3.3.3 參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置部分主要設(shè)置數(shù)據(jù)監(jiān)視畫面中的字體、顏色、數(shù)據(jù)表格中的列寬等。也可以根據(jù)屏幕的大小自動(dòng)調(diào)整。方便試驗(yàn)人員根據(jù)自己的喜好進(jìn)行設(shè)置。除上述模塊外，還有采集控制模塊，如開始預(yù)覽、開始采集、暫停采集等。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

汽輪機(jī)性能試驗(yàn)無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)開發(fā)完成以來(lái)，基于該無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)在多個(gè)電廠開展了相關(guān)試驗(yàn)，如鴨溪電廠、安順電廠、大方電廠、盤北電廠等，取得了良好的效果，通過(guò)該系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)用于電廠性能試驗(yàn)計(jì)算，其結(jié)果都符合電廠運(yùn)行的實(shí)際情況。從測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性來(lái)講，也比電廠DCS測(cè)得的數(shù)據(jù)可信度要高，特別是對(duì)于某些有爭(zhēng)議性的測(cè)點(diǎn)，電廠DCS測(cè)點(diǎn)明顯偏離設(shè)計(jì)值，如某電廠除氧器溫度測(cè)點(diǎn)，在負(fù)荷300M時(shí)DCS測(cè)量值為164℃，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和其它參數(shù)對(duì)照，該測(cè)點(diǎn)溫度明顯偏低，后換一次元件，采用無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)測(cè)量，該測(cè)點(diǎn)溫度169℃，基本與實(shí)際相符。

5 結(jié)論

從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用來(lái)看，汽輪機(jī)性能試驗(yàn)無(wú)線數(shù)采系統(tǒng)完全能滿足現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的要求，且操作方便，獲取的數(shù)據(jù)精度、準(zhǔn)確性較高。由于無(wú)線變送器的使用，很大程度上減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)力，提高了汽輪機(jī)性能試驗(yàn)的質(zhì)量和效率。

〔1〕呂克橋，徐建華.IMP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及VBA編程在電站性能考核試驗(yàn)中的應(yīng)用 〔J〕.電站系統(tǒng)工程，2007，23(03):57-58.

〔2〕呂克橋，張作群，劉纓.IMP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在電站性能考核試驗(yàn)中的應(yīng)用 〔J〕.計(jì)量與測(cè)試技術(shù).2006，33(08):6-7.

〔3〕李巍.淺談發(fā)電廠汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)分析 〔J〕.硅谷，2011，11:146.

〔4〕GB/T 8117.2—2008汽輪機(jī)熱力性能驗(yàn)收試驗(yàn)規(guī)程 〔S〕.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

〔5〕John Sharp，周靖.Visual C＃2012從入門到精通 〔M〕.北京:清華大學(xué)出版社，2013.

Development and application of turbine performance test w ireless data acquisition system

ZHANG Shi-hai1，JIN Feng-hua2，JIANG Yan-can1，LAN Zhong-qiu1
(1.Guizhou Electric Power Research Institute，Guiyang，Guizhou 550002；2.Changsha University of Science and Technology，Changsha 410114)

A new method by which wireless instrument is used in turbine performance test and its relevantwireless system soft are introduced in this paper.From two aspects of data module and user interface，the software development process is introduced.The data module concludes data extraction，data processing，data storage，and user interface concludes system setting interface，sensor setting interface，parameter setting interface.The reliability and accuracy of system have been verified by the field test in power plants after completion of wireless data acquisition system development.

turbine；data acquisition system；performance test；C＃；software development；wireless；datamodule

TM715

A

1008-0198(2014)06-0026-03

張世海 (1983)，男，漢族，碩士研究生，工程師，主要從事汽輪機(jī)故障監(jiān)測(cè)與診斷的方面的研究工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2014.06.007

2014-07-11 改回日期:2014-11-03

中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目 (K－GZ2012－125)