鍋爐自動控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鍋爐自動控制系統(tǒng)及自動控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，其將燃料燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為蒸汽或高溫水的熱能。在燃燒設(shè)備部分，燃料燃燒不斷放出熱量，同時產(chǎn)生大量高溫?zé)煔猓瑹煔庾詈笸ㄟ^排煙裝置排出。鍋爐廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代社會的生產(chǎn)生活中，現(xiàn)有的以煤、油或生物質(zhì)為燃料的鍋爐多數(shù)難以達(dá)到《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13271-2014)的要求，尤其在燃料未充分燃燒的情況下，污染更加嚴(yán)重。
[0003]實際運行中，控制鍋爐燃燒處于最佳狀態(tài)是節(jié)約能源，減少污染物產(chǎn)生的關(guān)鍵。而鍋爐的燃燒過程除了和鍋爐本身的設(shè)計有關(guān)外，更和一線鍋爐工人的操作息息相關(guān)。人工操作難以精確控制，使鍋爐不能在最佳狀態(tài)運行，不僅浪費了能源，而且產(chǎn)生了大量的大氣污染物。因此，亟需一種能夠有效降低大氣污染物的產(chǎn)生且能夠使鍋爐內(nèi)的燃料處于高效燃燒狀態(tài)的鍋爐自動控制系統(tǒng)以及鍋爐自動控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，在于提供一種能夠有效降低大氣污染物的產(chǎn)生且能夠使鍋爐內(nèi)的燃料處于高效燃燒狀態(tài)的鍋爐自動控制系統(tǒng)以及鍋爐自動控制方法。
[0005 ]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種鍋爐自動控制系統(tǒng)，包括進(jìn)料裝置、燃燒室以及排煙裝置，所述進(jìn)料裝置將燃料輸送至所述燃燒室內(nèi)，所述燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入排煙裝置并由所述排煙裝置排出，所述鍋爐自動控制系統(tǒng)還包括蒸汽壓力傳感器、蒸汽溫度傳感器、煙氣檢測器、中央控制器、進(jìn)料輸送機、鼓風(fēng)機、爐排調(diào)速機以及引風(fēng)機，所述蒸汽壓力傳感器用于檢測燃燒室內(nèi)的蒸汽壓力并將所測壓力輸入所述中央控制器，所述蒸汽溫度傳感器用于檢測燃燒室內(nèi)的蒸汽溫度并將所測溫度輸入所述中央控制器，所述煙氣檢測器用于檢測所述燃燒室產(chǎn)生的煙氣中的氣體成分、濃度并將檢測數(shù)據(jù)輸入所述中央控制器，所述中央控制器的輸出端分別與所述進(jìn)料輸送機、鼓風(fēng)機、爐排調(diào)速機以及引風(fēng)機連接，所述進(jìn)料輸送機驅(qū)動進(jìn)料裝置對所述燃燒室內(nèi)的燃料供給進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述鼓風(fēng)機、爐排調(diào)速機以及引風(fēng)機對所述燃燒室內(nèi)的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鼓風(fēng)機包括一次風(fēng)機和二次風(fēng)機。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述煙氣檢測器包括氧氣檢測模塊。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述煙氣檢測器包括碳氧化合物檢測模塊。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述煙氣檢測器包括氮氧化合物檢測模塊。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述煙氣檢測器包括二氧化硫檢測模塊。
[0011 ] —種鍋爐自動控制方法，包括步驟:進(jìn)料，進(jìn)料裝置將燃料輸送至燃燒室內(nèi)；壓力、溫度檢測，蒸汽壓力傳感器對燃燒室內(nèi)的蒸汽壓力進(jìn)行檢測并將所測壓力輸入所述中央控制器，蒸汽溫度傳感器對燃燒室內(nèi)的蒸汽溫度進(jìn)行檢測并將所測溫度輸入中央控制器;煙氣檢測，煙氣檢測器對燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的煙氣中的氣體成分、濃度進(jìn)行檢測并將所測數(shù)據(jù)輸入中央控制器;燃燒控制，中央控制器將得到的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的最佳工作參數(shù)進(jìn)行對比，再控制進(jìn)料輸送機對燃料的供給進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制一次風(fēng)機、二次風(fēng)機、爐排調(diào)速機以及引風(fēng)機對風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0012]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在煙氣檢測步驟中，煙氣檢測器中的氧氣檢測模塊對煙氣中的氧氣濃度進(jìn)行檢測并將所測值輸入中央控制器;在燃燒控制步驟中，中央控制器接收煙氣檢測器測得的氧氣濃度值并與預(yù)設(shè)的氧氣濃度范圍對比，當(dāng)煙氣的氧氣濃度過高時，降低二次鼓風(fēng)機轉(zhuǎn)速直至達(dá)到預(yù)設(shè)的氧氣濃度范圍。
[0013]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在煙氣檢測步驟中，煙氣檢測器中的碳氧化合物檢測模塊對煙氣中的一氧化碳和二氧化碳濃度進(jìn)行檢測并將所測值輸入中央控制器;在燃燒控制步驟中，中央控制器接收煙氣檢測器測得的一氧化碳和二氧化碳濃度值并將二者的比值與預(yù)設(shè)的比值范圍對比，當(dāng)一氧化碳與二氧化碳的濃度比值過高時，降低進(jìn)料輸送機和爐排調(diào)速機的轉(zhuǎn)速，同時增加一次風(fēng)機的轉(zhuǎn)速直至達(dá)到預(yù)設(shè)的比值范圍。
[0014]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在煙氣檢測步驟中，煙氣檢測器中的氮氧化合物檢測模塊對煙氣中的一氧化氮和二氧化氮濃度進(jìn)行檢測并將所測值輸入中央控制器;在燃燒控制步驟中，中央控制器接收煙氣檢測器測得的一氧化氮和二氧化氮的濃度值并將測得的濃度值與預(yù)設(shè)的濃度范圍對比，當(dāng)測得的濃度值過高時，降低一次風(fēng)機、二次風(fēng)機和爐排調(diào)速機的轉(zhuǎn)速直至達(dá)到預(yù)設(shè)的濃度范圍。
[0015]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在燃燒控制步驟中，中央控制器接收蒸汽壓力傳感器測得的壓力值并與預(yù)設(shè)的壓力范圍對比；當(dāng)壓力低于預(yù)設(shè)的壓力范圍時，增加鼓風(fēng)機、爐排調(diào)速機和進(jìn)料輸送機的轉(zhuǎn)速，同時降低引風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的壓力范圍；當(dāng)壓力高于預(yù)設(shè)的壓力范圍時，降低鼓風(fēng)機、爐排調(diào)速機和進(jìn)料輸送機的轉(zhuǎn)速，同時增加引風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的壓力范圍。
[0016]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在燃燒控制步驟中，中央控制器接收蒸汽溫度傳感器測得的溫度值并與預(yù)設(shè)的溫度范圍對比；當(dāng)溫度低于預(yù)設(shè)的溫度范圍時，增加爐排調(diào)速機的轉(zhuǎn)速，同時降低二次風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度范圍；當(dāng)溫度高于預(yù)設(shè)的溫度范圍時，降低爐排調(diào)速機的轉(zhuǎn)速，同時增加二次風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度范圍。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明鍋爐自動控制系統(tǒng)以及自動控制方法將煙氣的檢測引入控制系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對燃料的進(jìn)料和燃燒的多重控制，有效降低大氣污染物的產(chǎn)生且能夠使燃料處于高效的燃燒狀態(tài)。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明鍋爐自動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明鍋爐自動控制系統(tǒng)的蒸汽壓力控制的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明鍋爐自動控制方法的蒸汽壓力控制的流程圖；
圖4是本發(fā)明鍋爐自動控制系統(tǒng)的蒸汽溫度控制的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明鍋爐自動控制方法的蒸汽溫度控制的流程圖；
圖6是本發(fā)明鍋爐自動控制系統(tǒng)的氧氣濃度控制的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是本發(fā)明鍋爐自動控制方法的氧氣濃度控制的流程圖；
圖8是本發(fā)明鍋爐自動控制系統(tǒng)的碳氧化合物濃度控制的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是本發(fā)明鍋爐自動控制方法的碳氧化合物濃度控制的流程圖；
圖10是本發(fā)明鍋爐自動控制系統(tǒng)的氮氧化合物濃度控制的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11是本發(fā)明鍋爐自動控制方法的氮氧化合物濃度控制的流程圖。
【具體實施方式】
[0019]以下將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中的各個技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。
[0020]請參照圖1，本發(fā)明鍋爐自動控制系統(tǒng)包括進(jìn)料裝置、燃燒室、排煙裝置、蒸汽壓力傳感器、蒸汽溫度傳感器、煙氣檢測器、中央控制器、進(jìn)料輸送機、鼓風(fēng)機、爐排調(diào)速機以及引風(fēng)機;鼓風(fēng)機包括一次風(fēng)機和二次風(fēng)機。
[0021 ]進(jìn)料裝置將燃料輸送至燃燒室內(nèi)，燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入排煙裝置并由排煙裝置排出，蒸汽壓力傳感器用于檢測燃燒室內(nèi)的蒸汽壓力并將所測壓力輸入中央控制器，蒸汽溫度傳感器用于檢測燃燒室內(nèi)的蒸汽溫度并將所測溫度輸入中央控制器，煙氣檢測器用于檢測燃燒室產(chǎn)生的煙氣中的氣體成分、濃度并將檢測數(shù)據(jù)輸入中央控制器，中央控制器的輸出端分別與進(jìn)料輸送機、鼓風(fēng)機、爐排調(diào)速機以及引風(fēng)機連接，進(jìn)料輸送機驅(qū)動進(jìn)料裝置對燃燒室內(nèi)的燃料供給進(jìn)行調(diào)節(jié)，一次風(fēng)機、二次風(fēng)機、爐排調(diào)速機以及引風(fēng)機對燃燒室內(nèi)的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0022]煙氣檢測器包括氧氣檢測模塊、碳氧化合物檢測模塊、氮氧化合物檢測模塊以及二氧化硫檢測模塊。
[0023]煙氣檢測器中的各個傳感器模塊將采集的數(shù)據(jù)輸入中央處理器，由中央處理器將輸入的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的最佳工作參數(shù)進(jìn)行對比，然后控制進(jìn)料輸送機、一次風(fēng)機、二次風(fēng)機、爐排調(diào)速機以及引風(fēng)機的運行，調(diào)整燃料的輸送過程，調(diào)整風(fēng)量供給，使燃燒達(dá)到最佳狀態(tài)，減少污染物的產(chǎn)生。
[0024]本發(fā)明鍋爐自動控制方法包括鍋爐自動控制方法，包括如下步驟:
S1、進(jìn)料，進(jìn)料裝置將燃料輸送至燃燒室內(nèi)。
[0025]S2、壓力、溫度檢測，蒸汽壓力傳感器對燃燒室內(nèi)的蒸汽壓力進(jìn)行檢測并將所測壓力輸入所述中央控制器，蒸汽溫度傳感器對燃燒室內(nèi)的蒸汽溫度進(jìn)行檢測并將所測溫度輸入中央控制器。
[0026]S3、煙氣檢測，煙氣檢測器對燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的煙氣中的氣體成分、濃度進(jìn)行檢測并將所測數(shù)據(jù)輸入中央控制器。
[0027]S4、燃燒控制，中央控制器將得到的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的最佳工作參數(shù)進(jìn)行對比，再控制進(jìn)料輸送機對燃料的供給進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制一次風(fēng)機、二次風(fēng)機、爐排調(diào)速機以及引風(fēng)機對風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0028]本發(fā)明鍋爐自動控制方法采用蒸汽壓力傳感器采集燃燒室內(nèi)的蒸汽壓力，用蒸汽溫度傳感器采集燃燒室內(nèi)的蒸汽溫度，通過煙氣檢測器采集燃燒室出口處的氧氣濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、一氧化氮濃度、二氧化氮濃度、二氧化硫濃度，煙氣檢測器采集初始數(shù)據(jù)后自動處理，輸出以下參數(shù):二氧化碳濃度、一氧化碳濃度、二氧化硫濃度、燃燒效率值、過?？諝饬?、煙氣損失、特定燃料的露點、氮氧化合物含