一種智能變頻船用焚燒爐控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種智能變頻船用焚燒爐控制系統(tǒng)，尤其涉及一種可用于焚燒處理食品、生活廢棄物、污油等固液船舶廢棄物的船用焚燒爐控制系統(tǒng)，屬于船舶建造技術(shù)、焚燒技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)申請(qǐng)人了解由于船舶營(yíng)運(yùn)流動(dòng)性大，周期長(zhǎng)，靠岸時(shí)間短的現(xiàn)狀存在，導(dǎo)致了大量的船舶廢棄物難以處理的問題出現(xiàn)。如果這些廢棄物處理不當(dāng)，將其投入海中，不僅對(duì)海水水質(zhì)造成污染，而且使海洋中動(dòng)植物的棲息環(huán)境遭到破壞，嚴(yán)重影響到海洋生態(tài)平衡。另夕卜，若放置等到港口上岸處理，將占用艙室空間，且食品廢棄物等不易保存，將影響到整個(gè)艙室的環(huán)境衛(wèi)生。因此，船用焚燒爐焚燒處理系統(tǒng)是遠(yuǎn)洋船舶必配的船上防污染設(shè)備之一，其重要性不容忽視。
[0003]按照船用焚燒爐最新技術(shù)規(guī)范MEPC.244 (66)《船上焚燒爐標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)條件》第3.9條款規(guī)定要求，船舶廢棄物的焚燒過程應(yīng)在負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行，即在所有情況下，爐膛內(nèi)的壓力均低于焚燒爐所在房間的環(huán)境壓力，防止在焚燒爐運(yùn)行過程中有火焰外溢，造成安全事故或人身傷害。
[0004]為了達(dá)到這個(gè)目的，通常在焚燒爐煙氣出口管路上增加抽氣風(fēng)機(jī)和煙氣風(fēng)門。抽氣風(fēng)機(jī)用于抽取爐膛內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的煙氣，使?fàn)t膛產(chǎn)生負(fù)壓。煙氣風(fēng)門作用是通過調(diào)節(jié)煙氣風(fēng)門擋板的開度來調(diào)節(jié)排出煙氣的量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)爐膛負(fù)壓的作用。
[0005]檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)?00810041450.X，名稱為船用焚燒爐控制系統(tǒng)實(shí)用新型專利，其控制系統(tǒng)中也是利用調(diào)風(fēng)門機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)爐膛負(fù)壓，采用這種機(jī)構(gòu)會(huì)大量占用艙室的空間。
[0006]同時(shí)，現(xiàn)有的船用焚燒爐所采用的抽氣風(fēng)機(jī)電機(jī)為工頻控制，其一直按最大風(fēng)量，即全負(fù)荷運(yùn)行工況運(yùn)轉(zhuǎn)，不隨焚燒爐系統(tǒng)點(diǎn)火工況、固體垃圾燃燒工況、污油燃燒工況、燃燒停止工況、固體垃圾加料工況，作自動(dòng)調(diào)整，改變抽氣風(fēng)量、風(fēng)壓。因此，系統(tǒng)電功率消耗大，不節(jié)能，且存在煙氣風(fēng)門擋板實(shí)際開度與風(fēng)門執(zhí)行器PLC控制系統(tǒng)不相吻合的現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致煙氣過多地排出或煙氣不能及時(shí)排出。煙氣過多的排出，爐膛負(fù)壓增加，蓄熱能力降低，能耗增加；相反，煙氣不能及時(shí)排出，導(dǎo)致爐膛負(fù)壓降低，爐膛含氧量降低，燃燒效率下降，煙氣中易生成有害氣體，且容易觸發(fā)爐膛火焰報(bào)警，造成系統(tǒng)故障。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種智能變頻船用焚燒爐控制系統(tǒng)，達(dá)到抽氣風(fēng)機(jī)風(fēng)量按不同燃燒介質(zhì)工況、運(yùn)行工況所需。其具有高效節(jié)能、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、縮小了占用艙室的安裝空間，靈活性大，且減少了系統(tǒng)電功率消耗，降低了系統(tǒng)維修、故障頻率，同時(shí)能提高整個(gè)焚燒爐系統(tǒng)的燃燒效率，降低了焚燒過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)，保證了爐膛溫度、煙氣溫度、煙氣排放指標(biāo)等均滿足最新規(guī)范MEPC.244^6)和ISO13617:2001《造船與船舶技術(shù)船用焚燒爐要求》要求。
[0008]為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型一種智能變頻船用焚燒爐控制系統(tǒng)，包括船用焚燒爐本體；所述船用焚燒爐本體上設(shè)有電控箱和機(jī)械壓力式燃燒器；所述機(jī)械壓力式燃燒器與柴油柜相連；還包括與船用焚燒爐本體相連的污泥油柜；所述電控箱設(shè)有用于控制上述裝置的PLC控制系統(tǒng)。
[0009]進(jìn)一步地，所述船用焚燒爐本體設(shè)有機(jī)械壓力式燃燒器，燃燒器上油栗進(jìn)口與柴油柜底部氣動(dòng)快關(guān)閥相連，氣動(dòng)快關(guān)閥直接連于柴油柜底部，用于應(yīng)急切斷燃油管系；所述燃燒器上油栗出口管路上裝有壓力表、壓力開關(guān)、總電磁閥、柴油I號(hào)電磁閥、柴油2號(hào)電磁閥；所述油栗自帶回流口，回流口連接至柴油柜頂部。
[0010]進(jìn)一步地，所述燃燒器內(nèi)置火焰監(jiān)測(cè)器；污油來自污油柜，通過污油循環(huán)栗，一小部分輸送至焚燒爐污油進(jìn)口管路，絕大部分返回至污油柜，目的是為了對(duì)污油進(jìn)行循環(huán)攪拌，使污油混合均勻，便于能充分燃燒。
[0011 ] 進(jìn)一步地，還包括蒸汽進(jìn)口管路和冷凝水出口管路；所述蒸汽進(jìn)口管路上設(shè)有手動(dòng)球閥、電磁閥；所述冷凝水出口管路上設(shè)有手動(dòng)球閥。
[0012]進(jìn)一步地，所述污油柜上還設(shè)有污油加熱溫度控制器，低液位浮球開關(guān)、高液位浮球開關(guān)；所述污油循環(huán)栗進(jìn)口設(shè)有氣動(dòng)快關(guān)閥，循環(huán)栗出口設(shè)有截止止回閥，還包括放泄閥，用于泄放污油，清洗、檢修污油柜。
[0013]進(jìn)一步地，所述船用焚燒爐本體污油進(jìn)口管路上污油經(jīng)球閥、壓力表、污油壓力開關(guān)、污油計(jì)量栗、I號(hào)污油閥、2號(hào)污油閥后，噴入爐膛進(jìn)行燃燒。
[0014]進(jìn)一步地，所述污油回油管路上設(shè)有手動(dòng)球閥，壓縮空氣管路上裝有手動(dòng)球閥、二位二通電磁閥出口與2號(hào)污油閥連通，針閥(38)、壓力表、壓力開關(guān)、壓力開關(guān)、手動(dòng)球閥分別按序安裝在電磁閥出口管路上，二位三通電磁閥進(jìn)口與手動(dòng)球閥相連，一個(gè)出口與I號(hào)污油閥相通，另一個(gè)出口與冷凝水放泄閥相連。
[0015]進(jìn)一步地，所述爐膛熱電偶裝在爐膛底部。煙氣熱電偶裝在煙氣風(fēng)機(jī)靠煙氣出口處。污油溫度傳感器接至污油計(jì)量栗出口管路上。
[0016]進(jìn)一步地，將煙氣熱電偶輸出的溫度信號(hào)輸出端、煙氣風(fēng)機(jī)電機(jī)電源線接入變頻器的輸入端，將變頻器輸出端接入PLC程序控制器。
[0017]進(jìn)一步地，所述低液位浮球開關(guān)、污油壓力開關(guān)、霧化介質(zhì)壓縮空氣壓力開關(guān)、壓力開關(guān)、分別將爐膛熱電偶、煙氣熱電偶及污油溫度傳感器上輸出的溫度傳感器模擬信號(hào)接至電控箱內(nèi)的PLC輸入端；煙氣風(fēng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)、燃燒器上的電機(jī)、風(fēng)門擋板控制器的開度信號(hào)、壓力開關(guān)、柴油總電磁閥、柴油I號(hào)電磁閥、柴油2號(hào)電磁閥、火焰監(jiān)測(cè)器、污油計(jì)量栗的變頻器模擬輸出信號(hào)、污油柜蒸汽加熱輸出信號(hào)與電控箱的PLC輸出端相連。
[0018]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:前述的船用焚燒爐控制系統(tǒng)，所述高溫?zé)煔怙L(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速受變頻器控制。所述燃燒器，污油計(jì)量栗，污油循環(huán)栗，柴油、污油及壓縮空氣或蒸汽管路控制閥件均通過焚燒爐電控箱控制。所述控制系統(tǒng)中包括檢測(cè)模塊、控制器和執(zhí)行部分；其中檢測(cè)模塊由爐膛溫度傳感器、爐膛負(fù)壓傳感器、煙氣溫度傳感器、污油溫度傳感器和污油燃燒程序計(jì)數(shù)器組成，控制器由PID調(diào)整器及給定的設(shè)置點(diǎn)組成，執(zhí)行部分由變頻器和高溫風(fēng)機(jī)組成。所述爐膛溫度傳感器、煙氣溫度傳感器為N型鎧裝式熱電偶，污油溫度傳感器為PT100型電阻式溫度傳感器。所述所有的溫度檢查都在30~60s時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行。當(dāng)焚燒爐運(yùn)行狀態(tài)或功能發(fā)生了改變，直到相應(yīng)的時(shí)間間隔過后才會(huì)對(duì)高溫風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速做出調(diào)整，這樣確保風(fēng)機(jī)電機(jī)不受頻繁改變轉(zhuǎn)速，而影響使用壽命。
[0019]進(jìn)一步的，由系統(tǒng)中煙氣風(fēng)機(jī)的總背壓確定煙氣管路中的煙氣流速，再由管路中的煙氣流速計(jì)算出煙氣風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，得出風(fēng)機(jī)葉輪線速度、葉輪轉(zhuǎn)速，從而計(jì)算電機(jī)的轉(zhuǎn)速，再線性對(duì)應(yīng)變頻器輸出電機(jī)頻率，從而達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。為了確保爐膛內(nèi)的煙氣能及時(shí)排出，同時(shí)避免因電機(jī)在低頻區(qū)工作，散熱不良等易引起燒毀線圈現(xiàn)象發(fā)生，因此，設(shè)置電機(jī)頻率調(diào)節(jié)下限值為10Hz。
[0020]進(jìn)一步地，焚燒爐系統(tǒng)通過PLC控制，控制系統(tǒng)有操作功能和報(bào)警系統(tǒng)設(shè)定。在報(bào)警系統(tǒng)中設(shè)置了煙氣風(fēng)機(jī)變頻器故障、PLC與煙氣風(fēng)機(jī)變頻器之間通訊故障報(bào)警，一旦觸發(fā)報(bào)警，焚燒爐系統(tǒng)自動(dòng)停止燃燒器工作，確保系統(tǒng)能安全、可靠運(yùn)行。
[0021]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型利用變頻技術(shù)，對(duì)船用焚燒爐系統(tǒng)中高溫?zé)煔怙L(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻控制，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行工況要求，結(jié)合監(jiān)測(cè)到的爐膛溫度、煙氣溫度及爐膛負(fù)壓，自動(dòng)調(diào)節(jié)煙氣風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而使風(fēng)機(jī)按設(shè)定程序所需的風(fēng)機(jī)抽風(fēng)量的需求作調(diào)整，這樣，可大大減少了風(fēng)機(jī)電功率消耗，達(dá)到了系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能的目的。同時(shí)本系統(tǒng)中，取消了傳統(tǒng)船用焚燒爐系統(tǒng)中的煙氣風(fēng)門，縮小了艙室安裝煙氣風(fēng)門的占用空間要求，簡(jiǎn)化了煙氣管路。
【附圖說明】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0023]圖1為本實(shí)用新型的船用焚燒爐控制系統(tǒng)原理圖。
[0024]圖中:1_船用焚燒爐本體；2_高溫?zé)煔怙L(fēng)機(jī)；3_變頻器；4_煙氣管道；5_膨脹節(jié)；
6-污油泥柜；7_柴油柜；8_電控箱；9_燃燒器；10_柴油氣動(dòng)快關(guān)閥；11_油栗；12_壓力表；13-壓力開關(guān)；14-柴油總電磁閥；15_柴油I號(hào)電磁閥；16-柴油2號(hào)電磁閥；17_火焰監(jiān)測(cè)器；18_燃燒器風(fēng)門擋板；19_手動(dòng)球閥；20_蒸汽電磁閥；21_溫度控制器；22_手動(dòng)球閥；23_放泄閥；24_氣動(dòng)快關(guān)閥；25_污油循環(huán)栗；26_截止止回閥；27_低液位浮球開關(guān)；28-高液位浮球開關(guān)；29_手動(dòng)球閥；30_壓力表；31_污油壓力開關(guān)；32_污油計(jì)量栗；33_1號(hào)污油閥；34-2號(hào)污油閥；35_手動(dòng)球閥；36_手動(dòng)球閥；37_ 二位二通電磁閥；38_針閥；39-壓力表；40_壓力開關(guān)；41_壓力開關(guān)；42_手動(dòng)球閥；43_ 二位三通電磁閥；44_手動(dòng)球閥；45_污油溫度傳感器；46_爐膛熱電偶；47_煙氣熱電偶。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1所示，本實(shí)用新型船用焚燒爐本體I設(shè)有機(jī)械壓力式燃燒器9，燃燒器9上油栗進(jìn)口與柴油柜7底部氣動(dòng)快關(guān)閥10相連，氣動(dòng)快關(guān)閥10直接連于柴油柜7底部，用于應(yīng)急切斷燃油管系；燃燒器9上油栗11出口管路上裝有壓力表12、壓力開關(guān)13、總電磁閥14、柴油I號(hào)電磁閥15、柴油2號(hào)電磁閥16 ;油栗11自帶回流口，回流口連接至柴油柜7頂部。燃燒器9內(nèi)置火焰監(jiān)測(cè)器17。污油來自污油柜6，通過污油循環(huán)栗25，一小部分輸送至焚燒爐污油進(jìn)口管路，絕大部分返回至污油柜，目的是為了對(duì)污油進(jìn)行循環(huán)攪拌，使污油混合均勻，便于能充分燃燒。蒸汽進(jìn)口管路上設(shè)有手動(dòng)球閥19、電磁閥20 ;冷凝水出口管路上設(shè)有手動(dòng)球閥22。污油柜上還設(shè)有污油加熱溫度控制器21，低液位浮球開關(guān)27、高液位浮球開關(guān)28。在污油循環(huán)栗25進(jìn)口設(shè)有氣動(dòng)快關(guān)閥24，循環(huán)栗25出口設(shè)有截止止回閥26。放泄閥23，用于泄放污油，清洗、檢修污油柜。焚燒爐本體I污油進(jìn)口管路上污油經(jīng)球閥29、壓力表30、污油壓力開關(guān)31、污油計(jì)量栗32、I號(hào)污油閥33、2號(hào)污油閥34后，噴入爐膛進(jìn)行燃燒。污油回油管路上設(shè)有手動(dòng)球閥35。壓縮空氣管路上裝有手動(dòng)球閥36、二位二通電磁閥37出口與2號(hào)污油閥34連通，針閥38、壓力表39、壓力開關(guān)40、壓力開