基于虛擬儀器的汽輪機(jī)性能試驗(yàn)系統(tǒng)研制及應(yīng)用.pdf

1、汽輪機(jī)性能試驗(yàn)是汽輪機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和安全性評(píng)價(jià)的重要手段，同時(shí)對(duì)于燃煤機(jī)組的節(jié)能降耗工作具有重要的意義。然而目前的汽輪機(jī)性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集存在實(shí)時(shí)性差和通信可靠性弱的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)預(yù)處理智能化水平低，試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算還處于離線處理階段。所以實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)性能試驗(yàn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、智能化數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)在線計(jì)算功能將進(jìn)一步深化汽輪機(jī)性能試驗(yàn)在機(jī)組節(jié)能降耗工作上的指導(dǎo)意義。
　　虛擬儀器是儀器技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其硬件設(shè)備完成信號(hào)的測(cè)量、采集，

2、利用軟件即可完成信號(hào)的分析和處理。本文基于虛擬儀器技術(shù)，研制一種汽輪機(jī)性能試驗(yàn)系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能化預(yù)處理和數(shù)據(jù)的在線計(jì)算分析。
　　硬件設(shè)計(jì)方面，由于數(shù)據(jù)采集組件是系統(tǒng)硬件的核心，經(jīng)過(guò)比選多款數(shù)據(jù)采集設(shè)備后，選用的是模塊硬件指標(biāo)更高、通信實(shí)時(shí)性更強(qiáng)、數(shù)據(jù)采集編程更簡(jiǎn)便的NI公司的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品—NI Compact DAQ機(jī)箱及NI C系列NI9203數(shù)據(jù)采集板卡，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)一次原件的信號(hào)測(cè)量

3、，采集的信號(hào)由數(shù)據(jù)交換組件傳遞至計(jì)算機(jī)。
　　軟件設(shè)計(jì)方面，系統(tǒng)軟件由虛擬儀器軟件編制，包括試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理和計(jì)算分析三部分。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集軟件包括試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集控制、信號(hào)的分析和降噪處理，應(yīng)用圖形化應(yīng)用軟件 LabVIEW和驅(qū)動(dòng)軟件 NI-DAQmx開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集模塊，控制數(shù)據(jù)采集；應(yīng)用傅里葉變換分析信號(hào)頻譜，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)噪聲干擾處于低頻帶范圍；采用 Butterworth低通濾波器實(shí)現(xiàn)信號(hào)的降噪處理。以西柏坡＃5機(jī)組熱力試驗(yàn)為例

4、，依靠Fisher有序聚類實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的預(yù)處理，從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中提取用于試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算的“穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)數(shù)據(jù)”。試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算部分核心涉及給水流量的計(jì)算和熱力參數(shù)修正，根據(jù)給水流量顯示矩陣計(jì)算方程計(jì)算給水流量，應(yīng)用常規(guī)熱平衡法計(jì)算熱力性能經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)（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(jī)性能試驗(yàn)系統(tǒng)收集納入監(jiān)測(cè)范圍電廠的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，應(yīng)用虛擬儀器軟件實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)