一種燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)還包括控制器以及人機(jī)界面模塊，所述控制器包括了主控CPU、無線通訊模塊和擴(kuò)展模塊，所述主控CPU內(nèi)集成通信接口和輸入、輸出接口，無線通訊模塊、人機(jī)界面模塊與控制器的通信接口相連；所述給水泵和燃燒器與控制器的輸出接口無線連接；所述燃燒器包括燃燒風(fēng)機(jī)、空氣調(diào)節(jié)閥，所述燃燒器通過空氣調(diào)節(jié)閥與鍋爐爐膛連接，能實現(xiàn)對燃焦?fàn)t煤氣鍋爐的運行進(jìn)行安全保護(hù)，鍋爐蒸汽壓力的自動控制，鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定性控制，能減少因鍋爐蒸汽壓力過高而導(dǎo)致鍋爐燃燒器頻繁的啟動和停止。
【專利說明】一種燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鍋爐的控制系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源的緊張，焦?fàn)t煤氣變廢為寶的應(yīng)用也越來越廣，燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐設(shè)備是目前對焦?fàn)t煤氣應(yīng)用中最廣的，隨著焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐的被人們的日益認(rèn)可，對鍋爐設(shè)備的自動化程度和安全性的要求也越來越高。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的缺點:
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)都通過人工進(jìn)行操作，需要不間斷的實施人工監(jiān)督和人為控制，對鍋爐無法實時進(jìn)行監(jiān)控，對故障無法進(jìn)行予判，且負(fù)荷控制不穩(wěn)定容易造成鍋爐燃燒器頻繁的啟動和停止，即使增加人工干預(yù)，也起不到預(yù)期的效果。
[0005]本【背景技術(shù)】部分提供與本實用新型有關(guān)的【背景技術(shù)】信息，其未必是現(xiàn)有技術(shù)。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型內(nèi)容部分提供總體概述，并不是其全部范圍或其全部特征的全面公開內(nèi)容。
[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)，至少具有如下技術(shù)效果:高效節(jié)能，全自動化控制，能實現(xiàn)對燃焦?fàn)t煤氣鍋爐的運行進(jìn)行安全保護(hù)，鍋爐蒸汽壓力的自動控制，鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定性控制，能減少因鍋爐蒸汽壓力過高而導(dǎo)致鍋爐燃燒器頻繁的啟動和停止。
[0008]為解決上述現(xiàn)有的技術(shù)問題，本實用新型采用如下方案:一種燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括鍋筒、鍋爐爐膛、燃燒器、蒸汽管、給水泵、焦?fàn)t煤氣進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥、用戶端，所述鍋爐爐膛位于鍋筒內(nèi)部，所述燃燒器通過空氣調(diào)節(jié)閥及焦?fàn)t煤氣進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥與鍋爐爐膛連接用于給鍋爐爐膛加熱，鍋爐的蒸汽出口與用戶端接，該控制系統(tǒng)還包括控制器以及人機(jī)界面模塊，所述控制器包括了主控⑶匕無線通訊模塊和擴(kuò)展模塊，所述主控0^內(nèi)集成通信接口和輸入、輸出接口，無線通訊模塊、人機(jī)界面模塊與控制器的通信接口相連；所述給水泵和燃燒器與控制器的輸出接口無線連接；所述燃燒器包括燃燒風(fēng)機(jī)、空氣調(diào)節(jié)閥，所述燃燒器通過空氣調(diào)節(jié)閥與鍋爐爐膛連接，所述空氣調(diào)節(jié)閥、焦?fàn)t煤氣進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥與鍋爐爐膛連接的管道上設(shè)有前饋增益調(diào)節(jié)器，所述前饋增益調(diào)節(jié)器與控制器的輸出接口連接；鍋爐煙道出口處設(shè)有含氧量檢測裝置，所述含氧量檢測裝置與前饋增益調(diào)節(jié)器相連。
[0009]采用這種結(jié)構(gòu)，可以通過控制器實現(xiàn)自動化控制，從而實現(xiàn)鍋爐蒸汽壓力的自動控制，通過控制器實現(xiàn)燃燒器的最佳燃燒狀態(tài)，來穩(wěn)定鍋爐的負(fù)荷，能夠減少因鍋爐蒸汽壓力過高而導(dǎo)致鍋爐燃燒器頻繁的啟動和停止。
[0010]進(jìn)一步的適用范圍將通過下文提供的描述而變得顯而易見。該實用新型內(nèi)容中的描述和具體示例僅用于說明目的，而并非旨在限制本實用新型的范圍。
[0011 ] 在進(jìn)一步特征中，所述人機(jī)界面模塊為彩色觸摸屏。
[0012]在進(jìn)一步特征中，所述蒸汽管上還設(shè)有蒸汽溫度控制器、蒸汽壓力警報器、蒸汽壓力控制器、流量監(jiān)測器，所述蒸汽溫度控制器、蒸汽壓力警報器、蒸汽壓力控制器、流量監(jiān)測器位于鍋爐爐膛與用戶端之間，所述蒸汽溫度控制器、蒸汽壓力警報器、蒸汽壓力控制器、流量監(jiān)測器均通過無線與控制器的輸入接口相連。
[0013]在進(jìn)一步特征中，所述給水泵的入口管道上設(shè)有給水壓力控制器，給水壓力控制器與主控CPU的輸入接口無線連接。
[0014]在進(jìn)一步特征中，所述主控CPU內(nèi)部設(shè)置有聯(lián)鎖保護(hù)裝置。
[0015]有益效果:
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型采用上述技術(shù)方案提供的一種燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)，至少具有如下技術(shù)效果:高效節(jié)能，全自動化控制，能實現(xiàn)對燃焦?fàn)t煤氣鍋爐的運行進(jìn)行安全保護(hù)，鍋爐蒸汽壓力的自動控制，鍋爐負(fù)荷穩(wěn)定性控制，能減少因鍋爐蒸汽壓力過高而導(dǎo)致鍋爐燃燒器頻繁的啟動和停止。
[0017]本實用新型的各種目的、特征、方面和優(yōu)點將通過以下本實用新型的優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明而變得更加明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]本文描述的附圖僅用于說明目的，并不意圖以任何方式限制本公開的范圍。
[0019]圖1為燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)工作示意圖；
[0020]圖2為控制系統(tǒng)|旲塊連接不意圖。
[0021]圖中，鍋筒1、鍋爐爐膛2、燃燒器3、空氣調(diào)節(jié)閥31、前饋增益調(diào)節(jié)器32、含氧量檢測裝置33、蒸汽溫度控制器34、蒸汽壓力警報器35、蒸汽壓力控制器36、流量監(jiān)測器37、給水泵4、給水壓力控制器41、焦?fàn)t煤氣進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥5、用戶端6。
[0022]貫穿附圖的若干個示圖，相應(yīng)的標(biāo)號指示相應(yīng)的部件。

【具體實施方式】
[0023]下面的描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的，決不是想要限制本實用新型、本實用新型的應(yīng)用或者用途。為了清楚，在附圖中會使用相應(yīng)的附圖標(biāo)記來標(biāo)注類似的元件。此處所應(yīng)用的，短語“A、B和C中的至少一個”應(yīng)該解釋為應(yīng)用非排他邏輯“或”表示邏輯上的(A或B或C)。應(yīng)該理解，在不改變本實用新型原理的情況下，可以以不同的順序執(zhí)行方法中的各個步驟。
[0024]具體的形狀由設(shè)計人員根據(jù)具體的需求所作的變更仍不應(yīng)視為脫離本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容。
[0025]現(xiàn)在將參照附圖更充分地描述本公開的示例。下面的描述本質(zhì)上僅是示例性的，并不是旨在限制本公開、應(yīng)用或用途。
[0026]如圖1-2所示，一種燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括鍋筒1、鍋爐爐膛2、燃燒器3、蒸汽管、給水泵4、焦?fàn)t煤氣進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥5、用戶端6，鍋爐爐膛2位于鍋筒I內(nèi)部，燃燒器3通過空氣調(diào)節(jié)閥31及焦?fàn)t煤氣進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥5與鍋爐爐膛2連接用于給鍋爐爐膛2加熱，鍋爐的蒸汽出口與用戶端6接，其特征在于:該控制系統(tǒng)還包括控制器以及人機(jī)界面模塊，控制器包括了主控CPU、無線通訊模塊和擴(kuò)展模塊，主控CPU內(nèi)集成通信接口和輸入、輸出接口，無線通訊模塊、人機(jī)界面模塊與控制器的通信接口相連；給水泵4和燃燒器3與控制器的輸出接口無線連接；燃燒器3包括燃燒風(fēng)機(jī)、空氣調(diào)節(jié)閥31，燃燒器3通過空氣調(diào)節(jié)閥31與鍋爐爐膛2連接，空氣調(diào)節(jié)閥31、焦?fàn)t煤氣進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥5與鍋爐爐膛2連接的管道上設(shè)有前饋增益調(diào)節(jié)器32，前饋增益調(diào)節(jié)器32與控制器的輸出接口連接；鍋爐煙道出口處設(shè)有含氧量檢測裝置33，含氧量檢測裝置33與前饋增益調(diào)節(jié)器32相連，人機(jī)界面模塊為彩色觸摸屏，蒸汽管上還設(shè)有蒸汽溫度控制器34、蒸汽壓力警報器35、蒸汽壓力控制器36、流量監(jiān)測器37，蒸汽溫度控制器34、蒸汽壓力警報器35、蒸汽壓力控制器36、流量監(jiān)測器37位于鍋爐爐膛2與用戶端6之間，蒸汽溫度控制器34、蒸汽壓力警報器35、蒸汽壓力控制器36、流量監(jiān)測器37均通過無線與控制器的輸入接口相連，給水泵4的入口管道上設(shè)有給水壓力控制器41，給水壓力控制器41與主控CPU的輸入接口無線連接，主控CPU內(nèi)部設(shè)置有聯(lián)鎖保護(hù)裝置。
[0027]燃焦?fàn)t煤氣鍋爐的控制系統(tǒng)控制整個燃燒器3準(zhǔn)備-檢漏-前吹掃-點火一運行_待機(jī)_停爐的過程，該控制程序分為準(zhǔn)備程序、檢漏程序、前吹掃程序、點火程序、運行程序、待機(jī)程序、連鎖保護(hù)程序和停爐程序五個部分。
[0028]首先是準(zhǔn)備程序:燃燒器3運行前，首先必須進(jìn)行爐膛前吹掃。爐膛吹掃時開啟鼓風(fēng)設(shè)備進(jìn)行吹掃。其次是檢漏過程:對進(jìn)入燃燒器3前的焦?fàn)t煤氣進(jìn)行是否管道有泄漏進(jìn)行監(jiān)測；第三是點火程序:系統(tǒng)檢漏完畢后，燃燒器3進(jìn)入點火程序，點火子程序為打開點火變壓器、點輔火、點主火和火焰負(fù)荷控制。當(dāng)系統(tǒng)點火成功后，進(jìn)入運行程序，即燃燒器3進(jìn)入火焰調(diào)節(jié)。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是保證鍋爐蒸汽壓力滿足用戶要求；系統(tǒng)的控制對象是燃燒器3的進(jìn)風(fēng)量和進(jìn)氣量。系統(tǒng)采集鍋爐蒸汽壓力信號，同時設(shè)定期望值，通過控制器的PID算法，使得系統(tǒng)實時連續(xù)調(diào)節(jié)燃燒器3的進(jìn)風(fēng)量和進(jìn)氣量。再次是待機(jī)程序:考慮到焦?fàn)t煤氣的熱值比較低，點火周期比較長而且比較難點著火，因此，當(dāng)蒸汽壓力到達(dá)上限時，燃燒器3點火閥打開，進(jìn)入到長明火狀態(tài)；聯(lián)鎖程序:當(dāng)鍋爐蒸汽壓力超高、煤氣壓力異常保護(hù)和燃燒風(fēng)機(jī)過載等鍋爐故障時，聯(lián)鎖程序啟動，自動進(jìn)入停爐程序。最后是停爐程序:當(dāng)系統(tǒng)緊急停爐或者停爐時，關(guān)閉切斷焦?fàn)t煤氣供給，進(jìn)行后吹掃，最后進(jìn)行燃燒器3復(fù)位.。
[0029]在燃燒器3點火-停爐的運行程序和聯(lián)鎖保護(hù)程序中，要不斷地進(jìn)行信號的檢測和控制，其中運行程序中的鍋筒I的蒸汽壓力控制部分，是整個控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。蒸汽壓力的控制實現(xiàn):蒸汽壓力控制回路將鍋筒I蒸汽壓力檢測值和設(shè)定值進(jìn)行比較，其偏差作為控制器的輸入信號，控制器進(jìn)行PID運算后，輸出控制信號去調(diào)節(jié)焦?fàn)t煤氣調(diào)節(jié)閥的開度，含氧量檢測裝置33和輸出控制信號共同作用在前饋增益調(diào)節(jié)器32上，由前饋增益調(diào)節(jié)器32來調(diào)節(jié)燃燒風(fēng)機(jī)風(fēng)門的開度，以此來實現(xiàn)燃燒器3最佳燃燒狀態(tài)，來達(dá)到蒸汽壓力的設(shè)定要求。
[0030]此外，燃燒控制算法可帶有人工指導(dǎo)功能，用戶可以設(shè)定從點火到滿負(fù)荷的時間，因此在不同的溫度狀態(tài)下，一旦用戶輸入了啟動和滿負(fù)荷的時間要求，燃燒控制軟件將根據(jù)實際的蒸汽壓力進(jìn)行負(fù)荷的控制，在差距較大的情況下，將全開式燃燒，在接近滿負(fù)荷狀態(tài)，智能化軟件根據(jù)動態(tài)的PID參數(shù)對燃燒風(fēng)門進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證滿負(fù)荷狀態(tài)的平穩(wěn)到達(dá)，減少超調(diào)，以到達(dá)最佳的控制效果，完全滿足不同壓力狀態(tài)下從起動到滿負(fù)荷的時間要求。在實際控制過程中，控制軟件采用脈沖輸出，控制燃燒器的伺服馬達(dá)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，以達(dá)到負(fù)荷要求。這樣的系統(tǒng)控制能穩(wěn)定鍋爐的負(fù)荷，減少因鍋爐油溫過高而導(dǎo)致鍋爐燃燒器頻繁的起動和停止，實現(xiàn)鍋爐蒸汽壓力的自動化控制。
[0031]在聯(lián)鎖保護(hù)程序中，燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐的本體安全保護(hù)功能如下:
[0032]焦?fàn)t煤氣壓力異常保護(hù):焦?fàn)t煤氣壓力高、低都將產(chǎn)生報警信號，并停止點火。
[0033]壓縮空氣壓力異常保護(hù):壓縮空氣壓力異常時都將產(chǎn)生報警信號，并停止啟爐。
[0034]風(fēng)壓異常保護(hù):風(fēng)壓異常時產(chǎn)生報警信號，并停止啟爐。
[0035]泄漏保護(hù):當(dāng)焦?fàn)t煤氣檢漏發(fā)生泄漏時，產(chǎn)生報警信號，停止點火。
[0036]熄火保護(hù):當(dāng)燃燒過程中無法檢測到火焰信號時，產(chǎn)生報警信號，停止運行。
[0037]蒸汽壓力超高:當(dāng)蒸汽壓力超高時產(chǎn)生報警信號，則停止燃燒，并進(jìn)行后吹掃，吹掃后復(fù)位。
[0038]焦?fàn)t煤氣主閥零位故障:當(dāng)焦?fàn)t煤氣主閥零位故障時產(chǎn)生報警信號，停止鍋爐運行，并進(jìn)行后吹掃，吹掃后復(fù)位。
[0039]煙道溫度超高:當(dāng)煙道溫度超高時，產(chǎn)生報警信號，停止鍋爐運行，并進(jìn)行后吹掃，吹掃后復(fù)位。
[0040]給水泵故障:當(dāng)鍋爐起動后，給水運行信號延時候仍沒有反饋，產(chǎn)生報警信號，禁止起動鍋爐。
[0041]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明，本實用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
[0042]對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然的是，在不偏離在此的發(fā)明構(gòu)思的情況下，除已描述的以外可能有很多的變型。因此，除在所附權(quán)利要求的精神中以外不應(yīng)限制發(fā)明的主題。此外，在解釋說明書和權(quán)利要求中，所有的術(shù)語應(yīng)以與上下文一致的可能最寬廣的方式解釋。具體地，術(shù)語“包括”應(yīng)解釋成指以非排他的方式的元件、部件、或步驟，表示所參考的元件、部件、或步驟可能存在、或可被利用、或者可與未明確參考的其他元件、部件、或步驟結(jié)合。在說明書和/或權(quán)利要求參考選自由八、8、(1..和~構(gòu)成的組的某事物中的至少一個的情況下，文本應(yīng)解釋成僅需要來自組的一個元素，而非八加~、或8加~等。
[0043]盡管本文較多地使用了鍋筒1、鍋爐爐膛2、燃燒器3、空氣調(diào)節(jié)閥31、前饋增益調(diào)節(jié)器32、含氧量檢測裝置33、蒸汽溫度控制器34、蒸汽壓力警報器35、蒸汽壓力控制器36、流量監(jiān)測器37、給水泵4、給水壓力控制器41、焦?fàn)t煤氣進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥5、用戶端6等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
【權(quán)利要求】
1.一種燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括鍋筒(I)、鍋爐爐膛(2)、燃燒器(3)、蒸汽管、給水泵(4)、焦?fàn)t煤氣進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥(5)、用戶端(6)，所述鍋爐爐膛(2)位于鍋筒(I)內(nèi)部，所述燃燒器(3)通過空氣調(diào)節(jié)閥(31)及焦?fàn)t煤氣進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥(5)與鍋爐爐膛(2)連接用于給鍋爐爐膛(2)加熱，鍋爐的蒸汽出口與用戶端(6)接，其特征在于:該控制系統(tǒng)還包括控制器以及人機(jī)界面模塊，所述控制器包括了主控CPU、無線通訊模塊和擴(kuò)展模塊，所述主控CPU內(nèi)集成通信接口和輸入、輸出接口，無線通訊模塊、人機(jī)界面模塊與控制器的通信接口相連；所述給水泵(4)和燃燒器(3)與控制器的輸出接口無線連接；所述燃燒器(3)包括燃燒風(fēng)機(jī)、空氣調(diào)節(jié)閥(31)，所述燃燒器(3)通過空氣調(diào)節(jié)閥(31)與鍋爐爐膛(2)連接，所述空氣調(diào)節(jié)閥(31)、焦?fàn)t煤氣進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥(5)與鍋爐爐膛(2)連接的管道上設(shè)有前饋增益調(diào)節(jié)器(32)，所述前饋增益調(diào)節(jié)器(32)與控制器的輸出接口連接；鍋爐煙道出口處設(shè)有含氧量檢測裝置(33)，所述含氧量檢測裝置(33)與前饋增益調(diào)節(jié)器(32)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于:所述人機(jī)界面模塊為彩色觸摸屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于:所述蒸汽管上還設(shè)有蒸汽溫度控制器(34)、蒸汽壓力警報器(35)、蒸汽壓力控制器(36)、流量監(jiān)測器(37)，所述蒸汽溫度控制器(34)、蒸汽壓力警報器(35)、蒸汽壓力控制器(36)、流量監(jiān)測器(37)位于鍋爐爐膛(2)與用戶端(6)之間，所述蒸汽溫度控制器(34)、蒸汽壓力警報器(35)、蒸汽壓力控制器(36)、流量監(jiān)測器(37)均通過無線與控制器的輸入接口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于:所述給水泵(4)的入口管道上設(shè)有給水壓力控制器(41)，給水壓力控制器(41)與主控CPU的輸入接口無線連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃焦?fàn)t煤氣蒸汽鍋爐控制系統(tǒng)，其特征在于:所述主控CPU內(nèi)部設(shè)置有聯(lián)鎖保護(hù)裝置。
【文檔編號】F22B35/18GK204114899SQ201420484565
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】胡真, 張振亮, 陳小容 申請人:杭州德聯(lián)科技股份有限公司