[发明专利]一种非接触式汽轮机速度检测系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种检测系统，尤其涉及一种非接触式汽轮机速度检测系统。

背景技术

火力发电是我国和世界上许多国家生产电能的主要手段，约占我国电力总发电量的70。以上，并且此种现状将在相当长的时间内难以改变)。。作为火力发电厂三大主要设备之一的汽轮机，将来自锅炉的蒸汽热能经过一系列喷嘴和动叶转化为汽轮机旋转的机械能，同时带动与其同轴的发电机组发电)。汽轮机的转速在启停过程中是时刻变化的，必须要对其进行在线监视与控制。在火力发电厂中，汽轮机转子转速是一个及其重要的运行参数，如何精确地检测其转速一直是现代科学(工业领域中的一个难题)。

当前，我国经济发展对电力能源的需求与日剧增，电力系统规模不断扩大，在建火电厂不断增加，国家对安全生产和设备保护要求也越来越高。因此汽轮机转速检测技术已经是保障汽轮机组安全运行和避免发生灾难性事故的一道强有力的安全屏障。为此国家电力公司提出了二十五项反措措施，其中有一条即为对具有小轴连接的汽轮机组必须设置两处独立的测速装置，目的在于避免小轴连接部分因超速断裂而引起机组毁机事故。汽轮机发生事故时造成的后果，是现有电厂十大严重事故和发电厂安全生产潜在的危害。种种严重的汽轮机毁机事故使得研究新型(实时检测汽轮机转速运行参数的装置刻不容缓)。

发明内容

本发明的目的是针对目前发电厂汽轮机速度检测需额外安装测速装置的问题，设计了一种非接触式汽轮机速度检测系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

非接触式汽轮机速度检测系统由信号采集、主机分析、信号传输、显示、系统电源等5模块构成。利用MSP430F149对光纤漫反射传感器采集的现场汽轮机速度信号进行处理，依次完成汽轮机速度信号现场显示、D/A转换和V/I转换$并将转换后的信号4～20mA远动传输至DCS集散控制系统，从而实现汽轮机速度的实时监测。

所述的汽轮机速度信号采集模块采用德州仪器MSP430F149超低功耗单片机作为主控制器，该传感器因最小检测障碍物仅为0.1mm，并采用NPN集电极开路输出模式且灵敏度高达500μs等优点，被广泛应用于工业测速领域内。

所述的汽轮机速度信号传输模块采用使用工业级V/I转换芯片，由微处理器和运算放大电路配合完成汽轮机速度信号4～20mA远距离传输至现场DCS系统。

所述的汽轮机速度信号传输模块采用德州仪器串行输入12位高精度D/A转换TLV5618芯片、Lm324运算放大器和工业用两线制XTR110 V/I转换器TLV5618的串行数据输入端DIN、数字串行时钟输入端SCLK和器件选通端CS分别与MSP430F149微处理器P3.0、P3.1和P3.2端口相连接。

所述的TLV5618参考电源输入端REF由LM4040C20芯片提供2.048V精密参考电压。

所述的XTR110是一种精密的V/I转换芯片，输入电压为0～10V，输出电流为标准4～20mA。XTR110能够达到最大0.005%的非线性误差，可用于任意需要远距离传输信号的地方。

本发明的有益效果是：

非接触式汽轮机速度检测系统不仅无需额外安装测速装置，而且便于现场安装(更换(检测和调试。系统采用德州仪器超低功耗的单片机MSP430F149进行数据处理，不仅能够节能，而且在实际应用中能够达到0.13%～0.28%的测速精度。非接触式汽轮机测速一方面为巡检人员提供可靠数据，方便工作人员在汽轮机超速时及时采取响应的措施，避免了不必要的汽轮机事故的发生。另一方面将所测汽轮机信号远动传输至DCS系统，方便调度室人员的了解汽轮机组的运行情况。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是系统总体设计方案。

图2是变M/T测速算法。

图3是汽轮机速度信号采集电路。

图4是汽轮机速度信号传输电路。

图5是软件流程图。

具体实施方式