基于虛擬儀器的汽輪機性能試驗系統(tǒng)研制及應用.pdf

1、汽輪機性能試驗是汽輪機組經(jīng)濟性和安全性評價的重要手段，同時對于燃煤機組的節(jié)能降耗工作具有重要的意義。然而目前的汽輪機性能試驗數(shù)據(jù)采集存在實時性差和通信可靠性弱的特點，數(shù)據(jù)預處理智能化水平低，試驗數(shù)據(jù)計算還處于離線處理階段。所以實現(xiàn)汽輪機性能試驗的實時數(shù)據(jù)采集、智能化數(shù)據(jù)預處理和數(shù)據(jù)在線計算功能將進一步深化汽輪機性能試驗在機組節(jié)能降耗工作上的指導意義。
　　虛擬儀器是儀器技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其硬件設(shè)備完成信號的測量、采集，

2、利用軟件即可完成信號的分析和處理。本文基于虛擬儀器技術(shù)，研制一種汽輪機性能試驗系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)的實時采集，系統(tǒng)軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能化預處理和數(shù)據(jù)的在線計算分析。
　　硬件設(shè)計方面，由于數(shù)據(jù)采集組件是系統(tǒng)硬件的核心，經(jīng)過比選多款數(shù)據(jù)采集設(shè)備后，選用的是模塊硬件指標更高、通信實時性更強、數(shù)據(jù)采集編程更簡便的NI公司的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品—NI Compact DAQ機箱及NI C系列NI9203數(shù)據(jù)采集板卡，實現(xiàn)現(xiàn)場一次原件的信號測量

3、，采集的信號由數(shù)據(jù)交換組件傳遞至計算機。
　　軟件設(shè)計方面，系統(tǒng)軟件由虛擬儀器軟件編制，包括試驗數(shù)據(jù)采集、預處理和計算分析三部分。試驗數(shù)據(jù)采集軟件包括試驗數(shù)據(jù)采集控制、信號的分析和降噪處理，應用圖形化應用軟件 LabVIEW和驅(qū)動軟件 NI-DAQmx開發(fā)數(shù)據(jù)采集模塊，控制數(shù)據(jù)采集；應用傅里葉變換分析信號頻譜，發(fā)現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)噪聲干擾處于低頻帶范圍；采用 Butterworth低通濾波器實現(xiàn)信號的降噪處理。以西柏坡＃5機組熱力試驗為例

4、，依靠Fisher有序聚類實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)的預處理，從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中提取用于試驗數(shù)據(jù)計算的“穩(wěn)態(tài)試驗數(shù)據(jù)”。試驗數(shù)據(jù)計算部分核心涉及給水流量的計算和熱力參數(shù)修正，根據(jù)給水流量顯示矩陣計算方程計算給水流量，應用常規(guī)熱平衡法計算熱力性能經(jīng)濟性指標（如熱耗率）；利用修正曲線完成參數(shù)修正，采用廣義汽水分布矩陣模型完成減溫水等系統(tǒng)修正。
　　本文基于虛擬儀器研制的汽輪機性能試驗系統(tǒng)收集納入監(jiān)測范圍電廠的實時運行數(shù)據(jù)，應用虛擬儀器軟件實現(xiàn)試驗數(shù)據(jù)