论文部分内容阅读
汽轮机内蒸汽湿度的大小和分布状况直接影响汽轮机运行的经济性和安全性。因此,对蒸汽湿度进行在线、实时、准确地监测具有重要意义。在本文中,首先通过对比现阶段的各种蒸汽湿度测量方法的优缺点,选择了具有连续、无需接触特性的微扰谐振腔测湿方法,并分析了微扰法测频原理和腔内蒸汽湿度与谐振腔谐振频偏的关系理论,以及影响谐振腔谐振频率的干扰因素。其次,根据蒸汽测湿对于快速性和易实现性的需要,设计了基于傅里叶变换的蒸汽湿度测量模拟系统。系统中,通过研究关于正弦信号离散傅里叶分析所存在的特殊问题,得出采样速率需为信号速率大于4的整数倍,和为准确恢复信号幅频特性,离散采样点数需为正弦信号若干整周期的结论。然后,通过应用FILTERCAD, MAX274设计软件与LTC1562, MAX274芯片制作了新型的,具有高精确度的谐振电路来模拟充满湿蒸气的谐振腔,并按照正弦信号采样要求,应用NI数据采集卡进行数据采集,对于采集所得离散点应用LABVIEW(?)MATLAB软件进行傅里叶分析和频谱寻峰,进而求得模拟测湿系统的“蒸汽湿度”。为了能够得到更加精确的蒸汽湿度值,对系统实验结果进行了频谱泄露问题分析,给出了“变采样率、采样点数法”,“系统函数消除频谱泄露法”两种改进方案,对改进方案的正确性进行了理论推导和性能比较,并选择后者为最终改进方案。最后,按照已经实验成功的改进模拟测湿方案,在现有条件下搭建了微波频段的基于傅里叶变换的谐振腔蒸汽湿度测量系统。由于实验室设备与环境的限制,通过手动调节谐振腔谐振频点使得被采集信号频率落在NI数据采集卡采集范围内,完成了谐振腔内蒸汽湿度的测量,证明了基于傅里叶变换的蒸汽湿度测量系统不但具有良好实时性和可实现性而且达到了很好的测量精确度。为了使基于傅里叶变换的蒸汽湿度测量系统的各功能部件更加模块化,能够进一步适用到火电厂的汽轮机湿度在线监测中,研究并选择了精确度较高、性价比高、符合测量要求的A/D转换部分、数字下变频模块、DSP处理芯片的设计方法,为下一步研究工作提供了方向。