專利名稱：全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鍋爐控制領(lǐng)域，尤其是一種全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
工業(yè)鍋爐作為一種能源轉(zhuǎn)換特種設(shè)備，在生產(chǎn)、生活中占有很重要的地位。由于我國煤炭資源總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過石油和天然氣資源，因此，我國的工業(yè)鍋爐仍然以燃煤鍋爐為主。 目前，燃煤鍋爐負(fù)荷普遍不高，且負(fù)荷波動大，擾動因素比較多，造成大多數(shù)燃煤鍋爐實(shí)際運(yùn)行效率只有70%左右，能源利用率低、能耗大以及煙塵排放產(chǎn)生的環(huán)境污染嚴(yán)重等。如何優(yōu)化燃煤鍋爐運(yùn)行，合理控制鍋爐燃燒過程，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)燃燒，達(dá)到節(jié)能減排目的是目前迫切需要解決的問題。由于燃煤鍋爐的燃燒系統(tǒng)是一個(gè)多參數(shù)、多擾動、各參數(shù)交叉影響的系統(tǒng)，存在較大的不確定性、復(fù)雜性、不穩(wěn)定性以及較大的容量滯后和較長的滯后時(shí)間，雖然通過微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對鍋爐燃燒系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，但是，現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)手段有限，燃煤鍋爐的出力不能隨外界負(fù)荷的波動而及時(shí)變化，不能有效滿足負(fù)荷需求，熱燃燒效率得不到有效提高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、有效地滿足負(fù)荷需求并能夠提高鍋爐熱燃燒效率的全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)，包括中央室監(jiān)控主機(jī)、鍋爐PLC自控裝置、鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置以及現(xiàn)場設(shè)備，中央室監(jiān)控主機(jī)、鍋爐PLC自控裝置和鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置通過高速通信網(wǎng)連接在一起，鍋爐PLC自控裝置和鍋爐房公共系統(tǒng)PLC 自控裝置分別與現(xiàn)場設(shè)備相連接。而且，所述的鍋爐PLC自控裝置和鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置均由CPU模塊與電源模塊、擴(kuò)展存儲卡、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊連接構(gòu)成，模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、開關(guān)量輸入模塊和開關(guān)量輸出模塊分別與現(xiàn)場設(shè)備相連接。而且，所述的現(xiàn)場設(shè)備包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、氧含量分析儀、 風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置、煤量調(diào)節(jié)裝置、補(bǔ)水泵、循環(huán)泵和變頻裝置。而且，所述的鍋爐PLC自控裝置為多個(gè)。而且，在高速通信網(wǎng)上還連接一與中央室監(jiān)控主機(jī)并行工作的中央室監(jiān)控備機(jī)。而且，所述的中央室監(jiān)控主機(jī)和中央室監(jiān)控備機(jī)還通過局域網(wǎng)與操作終端相連接。而且，所述的操作終端為多個(gè)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本控制系統(tǒng)采用中央監(jiān)控與鍋爐PLC自控裝置對燃煤鍋爐進(jìn)行控制，鍋爐自控裝置采用PLC對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過內(nèi)部軟件實(shí)現(xiàn)對燃煤鍋爐的自動尋優(yōu)控制功能，在有效保證鍋爐安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了鍋爐智能化及自動尋優(yōu)控制功能， 提高了燃煤鍋爐的燃燒效率，達(dá)到了節(jié)能減排節(jié)約能源的目的。2、本控制系統(tǒng)能夠根據(jù)室外溫度曲線與每天負(fù)荷曲線計(jì)算出最佳溫度設(shè)定值，完成溫度自動跟蹤控制。3、本控制系統(tǒng)通過避免了傳統(tǒng)風(fēng)-煤比定值控制無法使系統(tǒng)運(yùn)行在最佳或次最佳的燃燒狀態(tài)，使得燃燒系統(tǒng)的負(fù)荷和燃料的協(xié)調(diào)達(dá)到最理想狀態(tài)，最大程度地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)燃燒。4、本控制系統(tǒng)采用管控一體化的運(yùn)行模式保證了鍋爐運(yùn)行的安全、穩(wěn)定，同時(shí)也減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)連接示意圖；圖2是鍋爐燃燒系統(tǒng)調(diào)節(jié)示意圖；圖3是鍋爐爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)示意圖；圖4是供回水定壓調(diào)節(jié)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳述一種全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)，如圖1所示，由中央室監(jiān)控主機(jī)、中央室監(jiān)控備機(jī)、操作終端、多套鍋爐PLC自控裝置、鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置以及現(xiàn)場設(shè)備連接構(gòu)成。其中，中央室監(jiān)控主機(jī)、中央室監(jiān)控備機(jī)、操作終端通過局域網(wǎng)相連接構(gòu)成一級控制系統(tǒng)，鍋爐PLC自控裝置及鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置通過工業(yè)總線與現(xiàn)場設(shè)備相連接構(gòu)成二級控制系統(tǒng)，一級控制系統(tǒng)和二級控制系統(tǒng)通過高速通信網(wǎng)連接在一起，即中央室監(jiān)控主機(jī)、中央室監(jiān)控備機(jī)、多套鍋爐PLC自控裝置以及鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置通過高速以太網(wǎng)相連接并通過TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信。中央室監(jiān)控主機(jī)、中央室監(jiān)控備機(jī)均為內(nèi)部安裝有中央室監(jiān)控軟件的計(jì)算機(jī)，中央室監(jiān)控主機(jī)、中央室監(jiān)控備機(jī)采用并行工作方式完成實(shí)時(shí)監(jiān)控多套鍋爐PLC自控裝置和鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置的功能，操作人員可以通過操作終端對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行操作控制功能。每套鍋爐PLC自控裝置及鍋爐房公共系統(tǒng) PLC自控裝置均由PLC及其有關(guān)模塊連接構(gòu)成，即CPU模塊分別與電源模塊、擴(kuò)展存儲卡、 模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、開關(guān)量輸入模塊和開關(guān)量輸出模塊連接在一起，模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、開關(guān)量輸入模塊和開關(guān)量輸出模塊分別與現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行連接， 在CPU模塊中安裝有現(xiàn)場監(jiān)控軟件對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控功能。現(xiàn)場設(shè)備包括各種溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、氧含量分析儀、風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置、煤量調(diào)節(jié)裝置、補(bǔ)水泵和循環(huán)泵、變頻裝置等，鍋爐PLC自控裝置能夠自動采集溫度、壓力、流量、煙氣含氧量、爐排轉(zhuǎn)速、進(jìn)煤量等參數(shù)并控制風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置、煤量調(diào)節(jié)裝置、補(bǔ)水泵、循環(huán)泵、 變頻器等對鍋爐燃燒進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。下面詳細(xì)說明全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能[0024]如圖2所示，鍋爐燃燒系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)功能是通過對溫度參數(shù)、爐排轉(zhuǎn)速、進(jìn)煤量、 進(jìn)風(fēng)量等參數(shù)采集，利用進(jìn)煤量與爐排轉(zhuǎn)速、煤層厚度存在的一一對應(yīng)關(guān)系以及進(jìn)風(fēng)量同樣與鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的一一對應(yīng)關(guān)系，采用自尋優(yōu)控制方案，即初次投運(yùn)時(shí)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和摸索初步設(shè)定調(diào)風(fēng)-煤比的給定值，系統(tǒng)投入自動并穩(wěn)定后，定時(shí)啟動自尋優(yōu)功能，根據(jù)爐膛溫度的變化和煙氣含氧量的變化自動微調(diào)風(fēng)-煤比至最佳或次最佳，達(dá)到經(jīng)濟(jì)燃燒。控制系統(tǒng)根據(jù)用量負(fù)荷的需求和速度，可自動調(diào)節(jié)鼓、引風(fēng)的風(fēng)量，隨機(jī)降低或調(diào)高鼓引風(fēng)的風(fēng)量，放慢或加快爐排的行進(jìn)速度，及噴入爐內(nèi)的煤粉量。按運(yùn)行工況再調(diào)節(jié)煤層厚度，按照控制算法中經(jīng)濟(jì)燃燒相應(yīng)的煤層厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣底層的煤在高溫下充分燃燒，大大提高了煤的燃燒利用率，使鍋爐處于最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，減少了進(jìn)爐的煤量，提高了鍋爐的熱效率和熱力，達(dá)到了節(jié)煤又節(jié)電的效果，還有效地解決了瞬間負(fù)荷用量需求與鍋爐產(chǎn)能不足的矛盾。如圖3所示，爐膛負(fù)壓調(diào)節(jié)功能是通過采集引風(fēng)量的變化對爐膛壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，由于爐膛負(fù)壓的變化反映比較靈敏，可作為一個(gè)單獨(dú)的回路進(jìn)行調(diào)節(jié)，引風(fēng)量隨著鼓風(fēng)量的變化作相應(yīng)的調(diào)整，使?fàn)t膛負(fù)壓始終保持在一定壓力值，維持整個(gè)燃燒系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 根據(jù)實(shí)際情況，可以制定鍋爐出口水溫度隨室外溫度的變化曲線，使自控裝置根據(jù)室外溫度的變化自動調(diào)整鍋爐出口水溫度的給定值，既做到了實(shí)時(shí)調(diào)整，又避免人為修改給定值給系統(tǒng)帶來的較大擾動，同時(shí)節(jié)約能源。如圖4所示，供回水定壓調(diào)節(jié)功能是通過循環(huán)水泵調(diào)節(jié)以保持系統(tǒng)供回水壓力穩(wěn)定，為系統(tǒng)正常供熱提供保障。由于補(bǔ)水泵和循環(huán)水泵控制是保證正常、穩(wěn)定供熱的重要環(huán)節(jié)，補(bǔ)水泵和循環(huán)水泵控制均采用定值調(diào)節(jié)。根據(jù)定壓點(diǎn)的壓力，通過變頻器調(diào)節(jié)補(bǔ)水泵轉(zhuǎn)速，及時(shí)補(bǔ)充水量，防止系統(tǒng)缺水，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。需要強(qiáng)調(diào)的是，本實(shí)用新型所述的實(shí)施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實(shí)用新型并不限于具體實(shí)施方式
中所述的實(shí)施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案得出的其他實(shí)施方式，同樣屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求1.一種全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)，其特征在于包括中央室監(jiān)控主機(jī)、鍋爐PLC自控裝置、鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置以及現(xiàn)場設(shè)備，中央室監(jiān)控主機(jī)、鍋爐PLC自控裝置和鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置通過高速通信網(wǎng)連接在一起，鍋爐PLC自控裝置和鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置分別與現(xiàn)場設(shè)備相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的鍋爐PLC 自控裝置和鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置均由CPU模塊與電源模塊、擴(kuò)展存儲卡、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊連接構(gòu)成，模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、開關(guān)量輸入模塊和開關(guān)量輸出模塊分別與現(xiàn)場設(shè)備相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的現(xiàn)場設(shè)備包括溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、氧含量分析儀、風(fēng)量調(diào)節(jié)裝置、煤量調(diào)節(jié)裝置、補(bǔ)水泵、循環(huán)泵和變頻裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的鍋爐PLC自控裝置為多個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)，其特征在于在高速通信網(wǎng)上還連接一與中央室監(jiān)控主機(jī)并行工作的中央室監(jiān)控備機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的中央室監(jiān)控主機(jī)和中央室監(jiān)控備機(jī)還通過局域網(wǎng)與操作終端相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的操作終端為多個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種全自動燃煤鍋爐自動控制系統(tǒng)，其主要技術(shù)特點(diǎn)是包括中央室監(jiān)控主機(jī)、鍋爐PLC自控裝置、鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置以及現(xiàn)場設(shè)備，中央室監(jiān)控主機(jī)、鍋爐PLC自控裝置和鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置通過高速通信網(wǎng)連接在一起，鍋爐PLC自控裝置和鍋爐房公共系統(tǒng)PLC自控裝置分別與現(xiàn)場設(shè)備相連接。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，通過PLC自動裝置與中央監(jiān)控室主機(jī)之間的配合實(shí)現(xiàn)了對燃煤鍋爐的全自動控制功能，保證了鍋爐運(yùn)行質(zhì)量、降低了燃煤、用電成本并且提高了鍋爐供熱效率，同時(shí)也提高了供熱系統(tǒng)的自動化水平。
文檔編號F24H9/20GK202018027SQ20112011700
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者侯燕洪, 劉俊杰, 劉紅苗, 張寶智, 戴倩, 王大為, 胡凱, 趙鋼 申請人:天津市光彩自控工程有限公司