專利名稱：燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鍋爐的控制系統(tǒng)，尤其涉及一種燃油氣蒸汽鍋爐的控制系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
燃油氣鍋爐設(shè)備已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)的生產(chǎn)和生活中，隨著現(xiàn)代化建設(shè)和人 們生活水平的提高，人們對鍋爐設(shè)備的自動化程度的要求也越來越高，現(xiàn)有技術(shù)中的燃油 氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)需要高強度勞動力的配合，需要不間斷的實施監(jiān)督和控制，實時使 蒸汽壓力滿足鍋爐負荷要求也有一定的困難，鍋爐負荷不穩(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。鍋爐的蒸汽壓力也實現(xiàn)不了自動化 控制，需要附加其它蒸汽壓力控制器，這也增加了鍋爐控制系統(tǒng)的體積。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種高效節(jié)能、全自動化控制的燃油氣 蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能實現(xiàn)鍋爐蒸汽壓力、汽包水位的自動化控制，鍋爐負荷 穩(wěn)定性控制，能減少因鍋爐負荷不穩(wěn)定而導(dǎo)致鍋爐燃燒器頻繁的啟動和停止。為解決上述問題，本實用新型的技術(shù)方案是一種燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)，所述燃油氣蒸汽鍋爐包括汽包、燃燒器和燃燒 器爐膛，所述控制系統(tǒng)包括主控制器、人機界面模塊、給水控制器和汽包，所述的主控制器 包括主控CPU和擴展模塊，主控CPU內(nèi)集成通信接口和輸入輸出接口，人機界面模塊與主 控制器的通信接口相連，燃燒器、給水控制器分別與主控制器的輸出接口相連，主控制器的 輸出接口通過燃氣調(diào)節(jié)閥與燃燒器爐膛相連，主控制器的輸出接口與燃氣調(diào)節(jié)閥的連接處 與燃燒器爐膛之間設(shè)有前饋增益調(diào)節(jié)器，該前饋增益調(diào)節(jié)器通過燃燒風(fēng)機與燃燒器爐膛相 連，燃燒風(fēng)機的通風(fēng)入口處設(shè)有含氧量檢測裝置，該含氧量檢測裝置與前饋增益調(diào)節(jié)器相 連，給水控制器與汽包相連，汽包的蒸汽輸出管上設(shè)有蒸汽壓力傳感器和蒸汽流量計，該蒸 汽壓力傳感器與主控制器的輸入接口相連，該蒸汽流量計與主控制器的輸出接口與燃氣調(diào) 節(jié)閥的連接處相連。優(yōu)選地，所述的給水控制器為變頻器給水控制器。優(yōu)選地，所述的汽包與主控制器之間設(shè)有單沖量調(diào)節(jié)電路。優(yōu)選地，所述的汽包與主控制器之間設(shè)有三沖量調(diào)節(jié)電路。優(yōu)選地，所述的控制系統(tǒng)它還包括聯(lián)鎖保護裝置，該聯(lián)鎖保護裝置與主控制器的 輸出接口相連。優(yōu)選地，所述的主控制器還包括無線通信模塊，該無線通信模塊與控制模塊的通 信接口相連。優(yōu)選地，所述的人機界面模塊設(shè)有彩色觸摸屏。本實用新型提供了一種高效節(jié)能、全自動化控制的燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)，3該控制系統(tǒng)能實現(xiàn)鍋爐蒸汽壓力、汽包水位的自動化控制，通過控制實現(xiàn)燃燒器的最佳燃 燒狀態(tài)，來穩(wěn)定鍋爐的負荷，能減少因鍋爐負荷不穩(wěn)定而導(dǎo)致鍋爐燃燒器頻繁的啟動和停止。
圖1是燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)工作示意圖。圖2是控制系統(tǒng)模塊連接示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。如圖1、圖2所示，本實用新型的燃油氣蒸汽鍋爐包括汽包1、燃燒器2和燃燒器 爐膛3，控制系統(tǒng)包括主控制器4、人機界面模塊、聯(lián)鎖保護裝置和給水控制器11，所述的主 控制器4包括主控CPU、無線通信模塊和擴展模塊，主控CPU內(nèi)集成通信接口和輸入輸出接 口，無線通信模塊、人機界面模塊分別與主控制器4的通信接口相連，該人機界面模塊設(shè)有 彩色觸摸屏，聯(lián)鎖保護裝置與主控制器4的輸出接口相連，燃燒器2、給水控制器11分別與 主控制器4的輸出接口相連，該給水控制器11為變頻器給水控制，主控制器4的輸出接口 通過燃氣調(diào)節(jié)閥5與燃燒器爐膛3相連，主控制器4的輸出接口與燃氣調(diào)節(jié)閥5的連接處 與燃燒器爐膛3之間設(shè)有前饋增益調(diào)節(jié)器6，該前饋增益調(diào)節(jié)器6通過燃燒風(fēng)機7與燃燒器 爐膛3相連，燃燒風(fēng)機7的通風(fēng)入口處設(shè)有含氧量檢測裝置8，該含氧量檢測裝置8與前饋 增益調(diào)節(jié)器6相連，給水控制器11與汽包1相連，汽包1的蒸汽輸出管上設(shè)有蒸汽壓力傳 感器9和蒸汽流量計10，該蒸汽壓力傳感器9與主控制器4的輸入接口相連，該蒸汽流量計 10與主控制器4的輸出接口與燃氣調(diào)節(jié)閥5的連接處相連，所述的汽包1與主控制器4之 間設(shè)有單沖量、三沖量調(diào)節(jié)電路。燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)控制整個燃燒器點火-停爐的過程，該控制程序分為 準(zhǔn)備程序、點火程序、運行程序、聯(lián)鎖保護程序和停爐程序五個部分。首先是準(zhǔn)備程序燃燒 器2運行前，首先必須進行爐膛3吹掃。爐膛3吹掃時開啟鼓風(fēng)設(shè)備進行吹掃。其次是點火 程序系統(tǒng)吹掃完畢后，燃燒器2進入點火程序，點火子程序為前吹掃、打火、點輔火、點主 火和火焰控制。當(dāng)系統(tǒng)點火成功后，進入運行程序，即燃燒器2進入火焰調(diào)節(jié)。系統(tǒng)的控制 目標(biāo)是保證蒸汽壓力滿足負荷的要求；系統(tǒng)的控制對象是燃燒器2的進風(fēng)量和進氣量。系 統(tǒng)采集蒸汽壓力信號，同時設(shè)定期望值，通過主控制器的PID算法，使得系統(tǒng)實時連續(xù)調(diào)節(jié) 燃燒器的進風(fēng)量和進氣量。再次是聯(lián)鎖程序當(dāng)鍋爐出水溫度超高、缺水保護和燃燒風(fēng)機過 載等鍋爐故障時，聯(lián)鎖程序啟動，自動進入停爐程序。最后是停爐程序當(dāng)系統(tǒng)緊急停爐或 者故障停爐時，關(guān)閉切斷燃氣供給，進行后吹掃，最后進行燃燒器2復(fù)位。在燃燒器點火-停爐的運行程序和聯(lián)鎖保護程序中，要不斷的進行信號的控制和 檢測，其中運行程序中的鍋爐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 制是這樣實現(xiàn)的如圖1所示，蒸汽壓力控制回路將蒸汽壓力檢測值和設(shè)定值進行比較，其 偏差作為主控制器的輸入信號，主控制器進行PID運算后，輸出控制信號去調(diào)節(jié)燃氣調(diào)節(jié) 閥5的開度，含氧量檢測裝置8和輸出控制信號共同作用在前饋增益調(diào)節(jié)器6上，由前饋增 益調(diào)節(jié)器6來調(diào)節(jié)燃燒風(fēng)機7風(fēng)門的開度，以此來實現(xiàn)燃燒器2最佳燃燒狀態(tài)，來達到蒸汽4壓力的設(shè)定要求。為了實現(xiàn)蒸汽壓力的穩(wěn)定控制，可以引入蒸汽流量作為前饋信號，更為及 時操縱燃氣調(diào)節(jié)閥和燃燒風(fēng)機的開度。此外，燃燒控制算法可帶有人工指導(dǎo)功能，用戶可以指設(shè)定從點火到滿負荷的時 間，因此，在不同的溫度狀態(tài)下，一旦用戶輸入了起動、滿負荷的時間要求，燃燒控制軟件將 根據(jù)實際的蒸汽壓力進行負荷的控制，在差距較大的情況下，采用全開式燃燒，在接近滿負 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)門進行調(diào)節(jié)，保證滿負荷狀態(tài)的平穩(wěn)到 達，減少超調(diào)，以到達最佳的控制效果，完全滿足不同壓力狀態(tài)下從起動到滿負荷的時間要 求。在實際控制過程中，控制軟件采用標(biāo)準(zhǔn)脈沖輸出，控制燃燒器的電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，以 達到負荷要求。汽包水位控制是鍋爐控制系統(tǒng)中除燃燒控制外最為重要的一個調(diào)節(jié)回路，也是整 個控制系統(tǒng)中必須投入自動的調(diào)節(jié)回路之一。給水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的是通過控制鍋爐的上水 流量從而實現(xiàn)保持鍋爐汽包內(nèi)水位的穩(wěn)定性，使其在某一設(shè)定值上下輕微浮動，有效地減 輕了由操作人員手動控制水位的所產(chǎn)生的繁重工作。蒸汽鍋爐給水控制系統(tǒng)由單沖量和三沖量調(diào)節(jié)組成，單沖量調(diào)節(jié)通過汽包水位實 際值與設(shè)定值之間的偏差控制給水變頻器的輸出，該控制一般在鍋爐負荷小于30%的情況 下投入使用；三沖量調(diào)節(jié)是通過汽包水位實際值、鍋爐蒸汽流量和鍋爐給水流量組成，由以 汽包水位為被控變量，給水流量為控制變量，蒸汽流量為前饋信號的串級加前饋控制系統(tǒng)。 三沖量水位控制不僅能有效克服“假水位”影響，而且能抑抑制給水?dāng)_動。該控制一般在鍋 爐負荷大于30%的情況下自動投入使用。單沖量調(diào)節(jié)和三沖量調(diào)節(jié)的控制切換通過系統(tǒng) 對鍋爐運行情況進行判斷后自行實現(xiàn)，不需要人為干預(yù)。當(dāng)主蒸汽流量及主給水流量的變 送器正常工作時，主給水調(diào)節(jié)即為三沖量自動控制方式。此時單沖量調(diào)節(jié)處于跟蹤狀態(tài)，即 跟蹤三沖量調(diào)節(jié)的輸出。若主蒸汽流量或主給水流量的變送器出現(xiàn)信號故障時給水調(diào)節(jié)自 動切換至單沖量調(diào)節(jié)方式。鍋爐汽包液位控制具有手動調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)兩種模式，手動調(diào) 節(jié)和自動調(diào)節(jié)間可實現(xiàn)無擾動切換。給水控制多采用變頻控制給水泵方式取代傳統(tǒng)的調(diào)節(jié) 閥，以達到節(jié)能降耗的目的。給水泵工作方式為一用一備，用戶可以采用手動或定時的方式 進行給水泵的切換使用。在聯(lián)鎖保護程序中，燃油氣蒸汽鍋爐的本體安全保護功能如下(1)燃料壓力異常保護燃料壓力高、低都將產(chǎn)生報警信號，并停止點火過程；(2)風(fēng)壓異常保護風(fēng)壓壓力高、低都將產(chǎn)生報警信號，并停止點火過程；(3)泄漏保護發(fā)現(xiàn)燃料泄漏，則產(chǎn)生報警信號，停止點火過程，同時啟動安全切斷 泄放系統(tǒng)；(4)熄火保護當(dāng)火焰檢測發(fā)現(xiàn)熄火時，產(chǎn)生報警信號，停止點火過程；(5)鍋爐出水溫度高時，產(chǎn)生報警信號，如果溫度繼續(xù)升高達到極高點，則緊急停 止燃燒，并進入吹掃狀態(tài)，吹掃后復(fù)位；(6)當(dāng)鍋爐水位低時，產(chǎn)生報警信號，如果水位繼續(xù)降低達到極低點，則緊急停止 燃燒，并進入吹掃狀態(tài)，吹掃后復(fù)位；(7)當(dāng)鍋爐出水壓力高時，產(chǎn)生報警信號，如果壓力繼續(xù)抬升達到極高點，則緊急 停止燃燒，并進入吹掃狀態(tài)，吹掃后復(fù)位；(8)當(dāng)鍋爐故障或緊急停車信號發(fā)出，則緊急停止燃燒，產(chǎn)生報警信號，并進入吹掃狀態(tài)，吹掃后復(fù)位；(9)排煙超溫當(dāng)排煙溫度超過設(shè)定值時，聲光報警；(10)燃燒風(fēng)機保護當(dāng)風(fēng)機電機缺相及過載時，熱繼電器會動作，切斷風(fēng)機電源，停爐并聲光報警；(11)循環(huán)泵保護當(dāng)循環(huán)水泵電機缺相及過載時，熱繼電器會動作，切斷風(fēng)機電 源，聲光報警；(12)斷電保護當(dāng)外部電源突然停電，鍋爐停止運行，來電時必須重新啟動，鍋爐 才能運行。在燃油氣蒸汽鍋爐的本體安全保護下，燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)安全系統(tǒng)不斷 提高，熱效率也得到了保障。最后，應(yīng)當(dāng)指出，以上實施例僅是本實用新型較有代表性的例子。顯然，本實用新 型不限于上述實施例，還可以有許多變形。凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均應(yīng)認(rèn)為屬于本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)，所述燃油氣蒸汽鍋爐包括汽包、燃燒器和燃燒器 爐膛，其特征是，所述控制系統(tǒng)包括主控制器、人機界面模塊、給水控制器和汽包，所述的主 控制器包括主控CPU和擴展模塊，主控CPU內(nèi)集成通信接口和輸入輸出接口，人機界面模塊 與主控制器的通信接口相連，燃燒器、給水控制器分別與主控制器的輸出接口相連，主控 制器的輸出接口通過燃氣調(diào)節(jié)閥與燃燒器爐膛相連，主控制器的輸出接口與燃氣調(diào)節(jié)閥的 連接處與燃燒器爐膛之間設(shè)有前饋增益調(diào)節(jié)器，該前饋增益調(diào)節(jié)器通過燃燒風(fēng)機與燃燒器 爐膛相連，燃燒風(fēng)機的通風(fēng)入口處設(shè)有含氧量檢測裝置，該含氧量檢測裝置與前饋增益調(diào) 節(jié)器相連，給水控制器與汽包相連，汽包的蒸汽輸出管上設(shè)有蒸汽壓力傳感器和蒸汽流量 計，該蒸汽壓力傳感器與主控制器的輸入接口相連，該蒸汽流量計與主控制器的輸出接口 與燃氣調(diào)節(jié)閥的連接處相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的給水控制 器為變頻器給水控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的汽包與主 控制器之間設(shè)有單沖量調(diào)節(jié)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的汽包與主 控制器之間設(shè)有三沖量調(diào)節(jié)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)，其特征在于，它還包括聯(lián)鎖保 護裝置，該聯(lián)鎖保護裝置與主控制器的輸出接口相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的主控制器 還包括無線通信模塊，該無線通信模塊與控制模塊的通信接口相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的人機界面 模塊設(shè)有彩色觸摸屏。
專利摘要本實用新型涉及一種燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)，燃油氣蒸汽鍋爐包括汽包、燃燒器和燃燒器爐膛，控制系統(tǒng)包括主控制器、人機界面模塊、給水控制器和汽包，人機界面模塊與主控制器的通信接口相連，燃燒器、給水控制器分別與主控制器的輸出接口相連，主控制器的輸出接口與燃氣調(diào)節(jié)閥的連接處與燃燒器爐膛之間設(shè)有前饋增益調(diào)節(jié)器，燃燒風(fēng)機的通風(fēng)入口處設(shè)有含氧量檢測裝置，汽包的蒸汽輸出管上設(shè)有蒸汽壓力傳感器和蒸汽流量計。本實用新型提供了一種高效節(jié)能、全自動化控制的燃油氣蒸汽鍋爐的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)能實現(xiàn)鍋爐蒸汽壓力、汽包水位的自動化控制，能減少因鍋爐負荷不穩(wěn)定而導(dǎo)致鍋爐燃燒器頻繁的啟動和停止。
文檔編號F22B35/00GK201827874SQ201020548119
公開日2011年5月11日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者張振亮, 胡真, 陳小容 申請人:杭州德聯(lián)科技有限公司