專利名稱:鍋爐自控儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及燃燒的調(diào)節(jié)或控制,特別是在調(diào)節(jié)鍋爐給水,以及調(diào)節(jié)送風、引風的同時,調(diào)節(jié)燃料的供給的一種裝置。
目前我國燃煤工業(yè)鍋爐,除鍋爐給水采用了一些自控措施外,其余各輔機的控制全為手動或遙控操作,4噸/時及以下的工業(yè)鍋爐甚至連一些必須的熱工檢測儀表都沒有,全靠司爐工憑感覺進行操作,因此大多數(shù)工業(yè)鍋爐的燃料未能完全燃燒,熱效率很低,浪費了大量的能源,且嚴重污染環(huán)境和極易造成各種事故。發(fā)明人曾在“電子與自動化”雜志一九八二年第一期上發(fā)表“4噸/時及以下燃煤鍋爐自控系統(tǒng)”一文,公開了我國目前可供工業(yè)鍋爐配套應用的自動給水系統(tǒng)和燃燒控制系統(tǒng),闡明了工業(yè)鍋爐采用自動控制的意義及控制系統(tǒng)的工作原理等。國外一般都是通過各個單獨的系統(tǒng)對鍋爐的自動給水系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)進行局部的控制,如蘇聯(lián)專利SU840557就公開了一種工業(yè)鍋爐的水位檢測和自動控制系統(tǒng),SU1206565又公開了一種自動調(diào)節(jié)的燃料供給系統(tǒng)。這種分散的裝置不能成為一臺鍋爐完整的全自控系統(tǒng),對維修保養(yǎng)及使用都帶來許多不方便,同時造價也比較昂貴。
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊,操作方便,安全可靠,適用于我國實際情況的綜合功能的工業(yè)鍋爐自動控制儀,可與2-10噸/時的蒸汽鍋爐或熱水鍋爐配套使用。
本發(fā)明是一個完整的工業(yè)鍋爐自動控制系統(tǒng),它包括給水自動調(diào)節(jié)、燃燒自動調(diào)節(jié),即自動控制鍋爐的送風量、引風量及給煤量,使其自動配比,獲得較佳的燃燒工況;同時自動顯示水位和汽壓,在水位過高、水位過低及蒸汽超壓等情況下都能發(fā)出聲、光報警。
給水自動控制是用水位為主信號,通過多點電極棒或浮球電感作一次元件,將水位變化的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,并?jīng)PI調(diào)節(jié)電路和放大比較電路,以開關(guān)量為輸出,推動繼電器來控制給水電動調(diào)節(jié)閥,使鍋爐水位能按給定值保持在一定范圍內(nèi)。
燃燒自動控制是以蒸汽壓力為主信號,控制送風量和給煤量,主信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柡?,?jīng)PI調(diào)節(jié)電路和放大比較電路來控制鼓風門、引風門的開度及爐排電機的速度,達到所選擇最佳的風煤配比和所需的爐膛負壓,使鍋爐負荷波動在30%范圍內(nèi)時,蒸汽壓力仍然穩(wěn)定在某一給定數(shù)值。
本發(fā)明綜合歸納了繼電器電路及晶體管放大電路的優(yōu)點,采用先進的大規(guī)模集成電路四運放LM324A,三端穩(wěn)壓器7812、7912,時基電路ME556,雙色發(fā)光二極管等電子元器件,組成一個完整的工業(yè)鍋爐自動控制閉環(huán)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
本發(fā)明還對鍋爐水位,蒸汽壓力等參數(shù)通過雙色燈光和儀表顯示、蜂鳴報警,在危險低水位時,輸出繼電器觸點開關(guān)信號,切斷鼓風機、爐排、引風機電機的控制電流。
附
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖,附圖2為本發(fā)明鍋爐自控儀的操作面板布置圖。圖中1為穩(wěn)壓電源,2為PI調(diào)節(jié)電路,3為比較放大電路,4為電壓變換電路,5為風門開度指示表(電流表),6為電壓表,7為鼓風門執(zhí)行器,8為直流電機(或滑差電機、或變頻電機)控制器,9為爐排電機,10為引風門執(zhí)行器,11為給水閥執(zhí)行器,12為閥位開度指示表(電流表),13為電子電平轉(zhuǎn)換器,14為振蕩器,15為雙色顯示指示燈,16為蜂鳴報警器,17為繼電器開關(guān)電路,18為煤質(zhì)校正電路,19為進水自動、手動選擇開關(guān),20為爐排速度控制開關(guān),21為電源開關(guān),22為爐排速度自動、手動選擇開關(guān),23為風門自動、手動選擇開關(guān),24~29為指示燈。
結(jié)合附圖,對本發(fā)明作詳細說明。
整個鍋爐自控儀組裝在一個小型標準機箱內(nèi),為一閉環(huán)的調(diào)節(jié)系統(tǒng),背面為各路連線的接線柱,正面為操作面板。當鍋爐水位變化時,通過電極式(或浮球式)傳感器發(fā)送出電信號或電感信號,或鍋爐蒸汽流量轉(zhuǎn)換的電信號,輸入到PI調(diào)節(jié)電路(比例、積分調(diào)節(jié))2,這一電路是以大規(guī)模集成電路四運放LM324A作為主要功能器件的,之后,一路進入以晶體管作為主要功能元件的比較放大電路3,把信號放大后推動繼電器工作,把開、閉閥門的信號輸出給給水閥執(zhí)行器11,此時,由電流表12作為閥位指示表顯示閥位開度;另一路經(jīng)電子電平轉(zhuǎn)換器13,振蕩器14,進入用雙色發(fā)光二極管制成的雙色水位指示燈15和蜂鳴報警器16,以光、聲兩種信號進行水位的顯示和報警,面板上的水位指示燈有超高、高、正常、低、極低五個指示,極低水位以下還有危險水位聯(lián)鎖停爐機構(gòu)。
燃燒控制系統(tǒng)包括鼓風門、引風門開度和爐排速度的控制三個部分,使送風量和給煤量的配比一直處于最佳的風煤配比下進行燃燒。系統(tǒng)以汽包中的蒸汽作為主信號,經(jīng)壓力變送器轉(zhuǎn)換成0-10mA或0-120Ω的電信號,也可以以蒸汽流量為發(fā)送信號,經(jīng)流量計轉(zhuǎn)換成0-10mA的電流信號,進入自控儀的PI調(diào)節(jié)電路,之后,分三路分別進入比較放大電路3,另一段PI調(diào)節(jié)電路2和電子電平轉(zhuǎn)換器13,進入比較放大電路3的信號放大后推動繼電器工作,操縱鼓風門執(zhí)行器7工作,此時由一電流表作為鼓風門開度指示表5顯示鼓風門的開度,比較放大電路3的輸出還進入到繼電器開關(guān)電路,作為引風門控制的一個輸入信號。進入另一級PI調(diào)節(jié)電路2的信號與煙氣含氧量信號和煤質(zhì)校正電路的給定信號(也轉(zhuǎn)換為0-10mA的電信號)經(jīng)積分放大后進入電壓變換電路4,經(jīng)變換成電壓信號后操縱直流電機控制器8,控制電機9作無級調(diào)速,實現(xiàn)爐排速度自動調(diào)節(jié)而改變供煤量,此時電動機可以是直流電動機,也可以是滑差電動機,也可以是變頻電動機,只要選擇相應的控制電源,即可實現(xiàn)電機的自動變速,電壓信號還通過作為爐排速度指示表6的電壓表進行爐排速度顯示,進入電子電平轉(zhuǎn)換器13的信號,經(jīng)振蕩器14進入由雙色發(fā)光二極管組成的雙色蒸汽壓力指示燈15和蜂鳴報警器16,以光、聲兩種信號進行蒸汽壓力的顯示和報警,面板上的汽壓指示燈有超壓、高壓、正常、低壓和極低五個指示燈;引風門控制由爐膛負壓和控制鼓風門的信號作為輸入,經(jīng)繼電器開關(guān)電路操縱引風門執(zhí)行器10來開閉引風門,實現(xiàn)爐膛負壓自動調(diào)節(jié),由另一電流表作為引風門開度指示表5來指示引風門的開度。
整臺控制儀由220V交流電作為電源,經(jīng)開關(guān)21,穩(wěn)壓器1后供給各電路。鼓風門開閉,引風門開閉,給水閥開閉及爐排速度除自動控制外,設(shè)有手動操縱開關(guān)K1,K2,K3,K4(19,22,23)接通手動開關(guān)即可進行人工控制。
本發(fā)明鍋爐自控儀,可提高鍋爐運行的熱效率,大大減輕工人的勞動強度,具有很大的經(jīng)濟效益,節(jié)約能源,改善環(huán)境污染,對發(fā)展國民經(jīng)濟,提高鍋爐房的科學管理水平,有著很重要的戰(zhàn)略意義,同時還可提高鍋爐運行的安全性,及延長鍋爐的使用壽命,其效果是十分明顯的。
權(quán)利要求
1.鍋爐自控儀,它由給水調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)和燃燒調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)組成,以水位和蒸汽壓力為主信號,經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏亢筝斎胱钥貎x,其特征是電信號經(jīng)PI調(diào)節(jié)電路和比較放大電路輸出開關(guān)量推動繼電器來進行控制和操作鼓風門和給水閥執(zhí)行器的;經(jīng)PI調(diào)節(jié)電路和電壓變換電路來控制和操作爐排電機的;經(jīng)繼電器開關(guān)電路來控制引風門執(zhí)行器的;電信號還經(jīng)過電子電平轉(zhuǎn)換器、振蕩器來使發(fā)光二極管閃光,進行水位和汽壓的雙色顯示和蜂鳴器報警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的鍋爐自控儀,其特征是自控儀設(shè)有煙氣含氧量信號、煤質(zhì)校正電路信號通過自動調(diào)節(jié)對爐排電機進行控制的電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所說的鍋爐自控儀,其特征是引風門控制電路同時接受鼓風門的開度反饋和爐膛負壓信號為輸入信號的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所說的鍋爐自控儀,其特征是鼓風門、引風門、給水閥門的開度是用電流表指示的,爐排電機的速度是用電壓表指示的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說的鍋爐自控儀,其特征是PI調(diào)節(jié)電路是以大規(guī)模集成電路四運放LM324A為主要功能元件的。
全文摘要
本發(fā)明鍋爐自控儀由給水調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)和燃燒調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)兩部分組成,以水位和蒸汽壓力為主信號經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏亢筝斎胱钥貎x,經(jīng)采用大規(guī)模集成電路和晶體管運放電路,通過執(zhí)行器來操縱和控制風門和閥門的開閉及爐排電機轉(zhuǎn)速,達到鍋爐水位及蒸汽壓力恒定。還具有水位和汽壓的雙色顯示及蜂鳴器報警,自控儀結(jié)構(gòu)緊湊,操作方便,安全可靠,能節(jié)約能源,適于大量推廣應用。
文檔編號F22B37/00GK1055048SQ90102818
公開日1991年10月2日 申請日期1990年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月19日
發(fā)明者程志華 申請人:上海廣安工程應用技術(shù)研究所