[實用新型]基于ZigBee的火電廠煙氣含氧量檢測系統

有效

• 申請號: 201320865793.4
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN203720143U
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 朱耀春;李露;王洋
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G01N27/409
• 分類號: G01N27/409
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術領域

本實用新型屬于煙氣處理技術領域，特別涉及一種基于ZigBee的火電廠煙氣含氧量檢測系統。

背景技術

火力發電廠是耗煤大戶，年耗煤量占全國原煤產量的1/5以上，提高鍋爐效率、降低煤耗、節約能源是電力系統的一項重要任務。提高鍋爐效率，可以從改進鍋爐和有關設備狀況著手，同時還要實現優化燃燒，這就需要對有關染煞參數及時、準確的在線監測，以便實現人工調節和自動控制，保持鍋爐在最佳燃燒狀態下運行。

在鍋爐運行中，必須控制好進入鍋爐的空氣質量和燃料量兩者的比例。若空氣量與燃燒量之比越大，則排煙損失越大；若空氣量與燃燒量之比越小，則化學未完全燃燒損失越大。因此，為了使鍋爐保持最佳燃燒工況，必須使空氣量與燃燒量的比例合適。

由于目前直接測量與控制過剩空氣系數還很困難，所以只能采用簡潔的測量方法。因此煙氣中氧氣含量與過剩空氣系數有確定的函數關系，且受燃料品種變化影響較小，所用通常用連續測量煙氣中氧氣含量的方法來了解過剩空氣系數，以判斷燃燒狀況，控制進入爐膛的空氣量，從而維持最佳風煤比，達到優化燃燒的目的。因此，尋找一種實用、可靠、準確、經濟的測量含氧量的方法和系統是很必要的。

實用新型內容

針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提出一種基于ZigBee的火電廠煙氣含氧量檢測系統，其特征在于，該系統由若干個煙氣氧濃度檢測器和一個煙氣含氧量匯聚儀組成；煙氣含氧量匯聚儀通過無線通信模塊分別與這些煙氣氧濃度檢測器的無線通信模塊連接。

所述煙氣氧濃度檢測器由熱電偶測溫模塊、可控硅溫度控制模塊、氧化鋯傳感模塊、單片機以及無線通信模塊組成；無線通信模塊與單片機連接；單片機分別連接熱電偶測溫模塊、可控硅溫度控制模塊、氧化鋯傳感模塊。

所述熱電偶測溫模塊采用K型熱電偶，用來檢測氧化鋯的溫度，并采用兩端式溫度傳感器集成電路來實現用冷端補償。

所述煙氣含氧量匯聚儀由單片機、無線通信模塊、按鍵與顯示模塊以及串口模塊組成；按鍵與顯示模塊與單片機連接，單片機分別與無線通信模塊、串口模塊連接。

所述無線通信模塊采用CC2430芯片來實現無線雙向通信。

實用新型的有益效果：該系統的使用，一方面可以通過測量多個位置處的氧濃度信號來保證煙氣含氧量數據的精確性，另一方面，通過組建基于ZigBee的無線網絡，實現含氧量信號的實時傳輸，既提升了火電廠運行控制中對煤種變化較大這一現象的適應力，又減少了氧化鋯氧量測量設備的布線成本。

附圖說明

圖1為基于ZigBee的煙氣含氧量檢測系統結構圖；

圖2為煙氣氧濃度檢測器結構框圖；

圖3為氧化鋯傳感器氧濃度測量原理圖；

圖4為熱電偶測溫原理圖；

圖5為煙氣含氧量匯聚儀結構框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對該實用新型所提出的系統作進一步的說明。

如圖1所示為本實用新型提出的基于ZigBee的煙氣含氧量檢測系統結構圖；該系統由若干個煙氣氧濃度檢測器和一個煙氣含氧量匯聚儀組成；這些設備之間通過集成了ZigBee協議的CC2430芯片實現無線雙向通信，可以保證煙氣含氧量信號的精確性與實時性。多個煙氣氧濃度檢測器與一個煙氣含氧量匯聚儀共同構成了一個無線數據傳輸網絡。

ZigBee是一種基于IEEE802.15.4標準的無線協議，主要應用于低通信速率，低功耗設備的組網，支持250kbit/s是數據傳輸速率，可以實現一點對多點的快速組網。ZigBee技術的主要優點有省電、可靠、成本低、時延短、網絡容量大、安全。