[发明专利]一种基于谐波电流的喷射式高压电极锅炉产氢报警方法

说明书

本发明公开了一种基于谐波电流的喷射式高压电极锅炉产氢报警方法，包括以下步骤：在高压电极锅炉的外部保护装置中设置报警参数及采样处理参数；通过传感器周期性获取高压电极锅炉的循环泵转速、高压电极锅炉输入电压及高压电极锅炉电极电流三个采集量；对每个周期采集到的高压电极锅炉电极电流进行快速傅里叶变换并处理，得到高压电极锅炉电流谐波数据并与报警参数对比，若谐波数据不超过报警参数，则不发出产氢报警，若谐波数据超过报警参数，则发出产氢报警；通过传感器周期性获取高压电极锅炉循环泵转速、输入电压及电极电流三个采集量，能够通过谐波电流分析喷射式高压电极锅炉异常产氢，应用于现场时有助于提高高压电极锅炉安全性。

技术领域

本发明涉及能源安全技术领域，具体为一种基于谐波电流的喷射式高压电极锅炉产氢报警方法。

背景技术

能源领域，随着碳达峰碳中和目标的提出，高压电极锅炉逐步取代燃煤锅炉，发挥热电解耦功能及清洁低碳特点，在工业及民生领域起到重要作用。喷射式高压电极锅炉是高压电极锅炉中的一个重要分支，有证据表明，在其工作过程中可能产生氢气。氢气在空气中的爆炸极限为4％～75.6％，喷射式高压电极锅炉内部一旦产生氢气，将对安全运行及维护工作造成极其不利的影响。现有技术中，缺乏对喷射式高压电极锅炉异常产氢方面的报警技术，导致喷射式高压电极锅炉使用时存在一定的隐患

基于此，本发明设计了一种基于谐波电流的喷射式高压电极锅炉产氢报警方法，以解决上述提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于谐波电流的喷射式高压电极锅炉产氢报警方法，通过传感器周期性获取高压电极锅炉循环泵转速、高压电极锅炉输入电压及高压电极锅炉电极电流三个采集量，并对每个采样周期对电流采集量进行快速傅里叶变换并处理，得到高压电极锅炉电流谐波数据并报警参数对比，能够通过谐波电流分析喷射式高压电极锅炉异常产氢，能够辅助高压电极锅炉优化设计，应用于现场时有助于提高高压电极锅炉安全性，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于谐波电流的喷射式高压电极锅炉产氢报警方法，包括以下步骤：

S1，在高压电极锅炉的外部保护装置中设置报警参数及采样处理参数；

S2，通过传感器周期性获取高压电极锅炉的循环泵转速、高压电极锅炉输入电压及高压电极锅炉电极电流三个采集量；

S3，对每个周期采集到的高压电极锅炉电极电流进行快速傅里叶变换并处理，得到高压电极锅炉电流谐波数据并与报警参数对比，若谐波数据不超过报警参数，则不发出产氢报警，若谐波数据超过报警参数，则发出产氢报警。

优选的，所述采样处理参数包括采样频率F和采样周期T，通过传感器周期性获取的高压电极锅炉电极电流Ir、高压电极锅炉输入电压Ur和高压电极锅炉循环泵转速Nt，报警参数设定值包括电流总谐波失真设定值THD_Iset、各次谐波电流谐波失真设定值HD_Ikset、高压电极锅炉循环泵启动临界转速N_start和高压电极锅炉循环泵转速记录间隔系数n。

优选的，以采样频率F和采样周期T，周期性通过传感器采集电流，通过快速傅里叶变换FFT计算得到电极电流I_r，不考虑40次以上谐波分量，

式中：I₀为电极电流直流分量，I_mk为k次谐波电流峰值，ω为基波角频率，φ_k为k次谐波初相角，k∈{1，2，3…39，40}。

优选的，根据I_mk计算得到k次谐波电流有效值I_kRMS

根据各次谐波电流有效值计算得到总电极电流有效值I_rRMS