失重法飞灰含碳量在线检测装置故障诊断方法

摘要

本发明涉及一套失重法在线检测飞灰含碳量装置的故障诊断方法，其特征是借助于特殊设计的悬臂结构以及检测装置现有的定位传感器、称重天平等和嵌入控制系统的本发明综合判断逻辑实现故障及其隐患的准确判定。应用该方法可及时发现故障及其隐患，启动相应处置程序，避免事故发生和检测结果异常，提高检测装置可靠性和使用寿命，减少维护量，保证了检测的连续性。为燃烧控制提供了更加可靠的数据支持和调控效果反馈，有效改善调控的精准度，为保证大型燃煤锅炉经济运行和低氮氧化合物排放提供了有力保障。

说明书

技术领域

本发明涉及一套失重法在线检测飞灰含碳量装置（以下简称“检测装置”）的故障诊断方法，应用该方法可及时发现影响检测装置正常运行的故障及其隐患，启动处置程序，避免事故发生和检测结果异常，提高设备的可靠性和使用寿命。

背景技术

飞灰含碳量是反映大型燃煤锅炉运行经济性的重要指标，也是优化燃烧和低氮氧化物排放控制不可或缺的依据。现有检测装置故障率高、维护量大、采样量不稳定是目前普遍存在的问题，直接影响检测的连续性和正确性，不能满足指导锅炉燃烧控制的需要。因此，实时监测检测装置各部件运行状态，准确判定故障及其隐患，及时启动相应处置程序，是保证检测装置可靠、连续运行的关键。然而，该装置有许多经常发生的故障均没有专门的传感器进行监测，比如：悬臂与各工位碰撞、执行机构卡涩、取样和排灰通道堵塞、采样量超限、坩埚损坏或丢失等。所以，在实际应用中，轻者使检测数据不准或中断，重者导致设备损坏。

发明内容

本发明提出一套监测检测装置特定故障及其隐患的解决方法，该方法将借助于特殊设计的悬臂结构以及检测装置现有的定位传感器、称重天平等和嵌入控制系统的本发明综合判断逻辑实现故障及其隐患的准确判定。

该方法要解决的技术问题和采用的技术方案如下：

1、悬臂与各工位碰撞故障监测与判断方法

构造一个特殊结构，将同是金属材质的悬臂与各工位部件绝缘。各工位部件由于固定在金属平台上，其每个部位都可作为开关的一个触点，悬臂成为另外一个触点，将两个触点用导线连接到控制系统的开关量输入端口。一旦发生碰撞，将会产生一个开关量信号，从而判定碰撞发生；再从为悬臂定位的角度传感器输出的信号中可以确定碰撞发生的位置。

2、执行机构卡涩故障监测与判断方法

本装置的执行机构包括四个垂直升降机构和一个可旋转的悬臂机构，前者由定位传感器、后者由角度传感器确定各自的工作位置。当某个位移控制指令发出后，各机构到达新的位置的时间是可以计算出来的。据此，计算出每个位移需要的时间，如果发出指令后在所需时间段内指示新位置的传感器未发出到位信号，可判定该机构发生卡涩故障。

3、取样和排灰通道堵塞、采样量超限、坩埚损坏或丢失等故障监测与判断方法

此类故障有一个共同特征，即在故障时重量上会发生异常变化。因此，借助于检测装置上的称重天平判定故障或隐患，具体判定规则为：

取样通道堵塞：取样后灰重近似为0（其中：灰重=总重量-坩埚重量，下同）；

采样量超上限：采样后灰重量大于所设上限值；

采样量超下限：采样后灰重量小于所设下限值；

排灰通道堵塞：排灰后灰重大于0；

坩埚损坏或丢失：任何时候称重时，总重量为0。

通过类似方式，还可以发现一些暂时不影响检测装置运行的异常现象，即事故隐患。

以上判定结果提供给检测装置控制系统，启动相应处置程序，使故障或隐患得到及时处理。

本发明所带来的有益效果是：

提高检测装置可靠性和使用寿命，减少维护量，保证了检测的连续性。为燃烧控制提供了更加可靠的数据支持和调控效果反馈，有效改善调控的精准度，为保证大型燃煤锅炉经济运行和低氮氧化合物排放提供了有力保障。

附图说明

附图是本发明涉及的飞灰含碳量在线检测装置的工位及其执行机构示意图，包括四个工位的垂直升降机构和一个可旋转的悬臂机构。

图中：1.取样工位2.称重工位3.控制系统4.排灰工位5.悬臂机构6.灼烧工位。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本实施例利用原检测装置称重工位2的分析天平、控制系统3和各工位（1、4、5、6）执行机构及其定位传感器或角度传感器。控制系统选用工业用可编程控制器（PLC）、定位传感器选用霍尔接近开关、角度传感器选用高分辨率编码器。

具体实施过程如下：

1、悬臂与各工位碰撞故障监测与判断

加工一个绝缘材质的连接件将悬臂机构5上的悬臂与其底座绝缘连接，并在悬臂上引出一个导线；再在固定有各工位（1、2、4、6）部件的金属平台上引出另一个导线。将两个导线连接到控制系统3的开关量输入端口。一旦发生碰撞，相当于开关的两个触点闭合，控制系统3将会收到一个开关量信号，从而判定碰撞发生；再从为悬臂定位的高分辨率编码器输出的角度信号中可以确定碰撞发生的位置。

2、执行机构卡涩故障监测与判断

本装置的执行机构包括四个垂直升降机构（工位1、2、4、6）和一个可旋转的悬臂机构5，前者由霍尔接近开关、后者由高分辨率编码器确定各自的工作位置，事先计算好的每个位移需要的时间存储在控制系统3中。如果控制系统3对某个执行机构发出位移指令后，在对应时间段内指示新位置的传感器未发出到位信号，可判定该机构发生卡涩故障；接受位移指令的执行机构即为碰撞发生的位置。

3、取样和排灰通道堵塞、采样量超限、坩埚损坏或丢失等故障监测与判断

执行取样过程后，悬臂机构5上的悬臂将坩埚由取样工位1移送至称重工位2称重，若控制系统3得到的灰重近似为0，则可判定取样通道堵塞；若灰重大于所设上限值，则可判定采样量超上限；若灰重小于所设下限值，则可判定采样量超下限。

执行排灰过程后，悬臂机构5上的悬臂将坩埚由排灰工位4移送至称重工位2称重，若控制系统3得到的灰重大于0，即坩埚内有残留，则可判定排灰通道堵塞。

任何时候称重时，若控制系统3得到的总重量为0，则可判定坩埚损坏或丢失。

通过以上实施例，实现了失重法飞灰含碳量在线检测装置一些特定故障的诊断，可作为启动相应处置程序的触发条件，及时处理故障及其隐患，保证检测装置的正常运行。