專利名稱：工業(yè)鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)鍋爐燃燒控制裝置，具體是提供一種工業(yè)鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行控制裝置，其以檢測鍋爐煙道氣體成分中的O2含量和CO含量作為參考值，控制工業(yè)鍋爐助燃風(fēng)量以及控制引風(fēng)風(fēng)量，用以實(shí)現(xiàn)燃料合理、優(yōu)化燃燒，平衡煙氣流向，以實(shí)現(xiàn)滿足生產(chǎn)工藝需求前提下節(jié)能燃燒運(yùn)行的自動控制。
背景技術(shù)：
目前，公知的工業(yè)鍋爐燃燒節(jié)能主要以燃燒器(噴嘴)結(jié)構(gòu)改造、燃料熱值檢測控制、鍋爐保溫密封改造以及空燃比配比調(diào)節(jié)為主，通過一系列措施提高燃料的燃燒質(zhì)量。但是，這些措施并沒有從根本上解決問題，某些改造措施雖然起了一定的作用，對改善燃燒質(zhì)量和優(yōu)化空氣系數(shù)有一定效果，但是自動化程度不高，操作復(fù)雜，需要鍋爐操作人員根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行頻繁的修正設(shè)定，對操作人員的技術(shù)熟練程度和勞動強(qiáng)度都有很高要求，容易疲勞作業(yè)，操作不當(dāng)還會增加能耗甚至出現(xiàn)安全生產(chǎn)事故。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是針對以上問題，提供一種工業(yè)鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行控制裝置，其將工業(yè)鍋爐的空氣系數(shù)、爐膛溫度控制結(jié)合在同一控制系統(tǒng)中，進(jìn)行智能適應(yīng)并自動修正、自動控制配風(fēng)，讓燃料在不同工藝條件下進(jìn)行最合理的燃燒，達(dá)到節(jié)能的最大化。系統(tǒng)集成了智能自適應(yīng)控制，簡化了操作，減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，也在根本上實(shí)現(xiàn)了工業(yè)鍋爐的合理、節(jié)能、優(yōu)效運(yùn)行。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種工業(yè)鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行控制裝置，包括工業(yè)鍋爐爐體05)，所述工業(yè)鍋爐爐體0 的煙道04)內(nèi)設(shè)置有引風(fēng)機(jī)(23)，所述引風(fēng)機(jī)通過引風(fēng)流量控制器02)控制，工業(yè)鍋爐爐體05)內(nèi)設(shè)置有燃燒器(10)、鍋爐溫度檢測器(11)、鍋爐壓力檢測器(12)、 煙道換熱器(1 和煙氣取樣探頭(14)，所述燃燒器(10)連接燃燒控制機(jī)構(gòu)，所述煙氣取樣探頭(14)連接煙氣檢測機(jī)構(gòu)。燃燒控制機(jī)構(gòu)包括相互并接的燃料管道(6)和助燃風(fēng)管道(1)，所述的燃料管道上串接有助燃風(fēng)機(jī)O)，助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥門(3)和助燃風(fēng)流量檢測器G)，所述助燃風(fēng)機(jī) (2)上設(shè)置助燃風(fēng)流量控制器(1)，所述的助燃風(fēng)流量檢測器(4)連接燃燒器(10)；所述的燃料管道(6)上串接有燃料流量調(diào)節(jié)閥(7)，燃料壓力檢測器(8)，和燃料流量檢測器(9)， 所述的燃料流量檢測器⑶)連接燃燒器(10)。煙氣檢測機(jī)構(gòu)包括三通電磁閥(16)，所述的三通電磁閥(16) —端通過煙氣過濾器(1 連接煙氣取樣探頭(14)，一端連接反吹和校驗(yàn)氣源(17)，一端連接串接的冷卻器除雜器(18)，氧含量檢測器(19)，一氧化碳含量檢測器OO)和煙氣取樣泵01)。本實(shí)用新型的一種工業(yè)鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行控制裝置，具有以下特點(diǎn)①在煙道換熱器前安裝煙氣采樣探頭，并對采樣氣體進(jìn)行在線過濾除塵，除水并去除有害成分再通過在線實(shí)時(shí)煙氣成分分析儀，檢測出煙氣中所含的02，CO含量，相比氧化鋯僅能檢測A含量，檢測CO含量能加強(qiáng)系統(tǒng)控制的穩(wěn)定性和安全性。②根據(jù)燃燒學(xué)理論對空氣過剩的分析以及特定鍋爐燃燒數(shù)學(xué)模型的計(jì)算，根據(jù)對煙氣分析所檢測出的A和CO含量進(jìn)行綜合計(jì)算，便可得出工業(yè)鍋爐的燃燒質(zhì)量。③通過煤粉鍋爐分層燒嘴二次配風(fēng)對燃燒環(huán)境的影響因素，通過鍋爐燃燒數(shù)學(xué)模型計(jì)算，合理配置各分層二次配風(fēng)流量，并以檢測到的燃燒質(zhì)量為參考，進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。④保持鍋爐安全連鎖控制環(huán)節(jié)不變，將助燃風(fēng)(二次風(fēng))流量控制在安全線之上， 變頻或機(jī)械調(diào)節(jié)流量故障自動切換至滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。結(jié)合燃料特性以及工藝特性，在滿足工藝生產(chǎn)溫度以及爐膛壓力的前提下，根據(jù)煙氣成分、燃燒溫度、燃料熱值、燃料流量、爐膛壓力等信息并采用工業(yè)鍋爐燃燒數(shù)學(xué)模型算法，對燃燒助燃風(fēng)進(jìn)行精確控制；在工藝生產(chǎn)要求范圍內(nèi)，對引風(fēng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足優(yōu)效燃燒對爐壓穩(wěn)定的需求。使用在線實(shí)時(shí)煙氣成分分析儀對煙氣成分進(jìn)行檢測分析；使用高、低壓變頻器，助燃風(fēng)管道閥門對助燃風(fēng)機(jī)拖動系統(tǒng)進(jìn)行控制；使用高、低壓變頻器，煙道閥門對引風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行控制；使用PLC，DCS對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視和控制；使用上位機(jī)和組態(tài)軟件對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制調(diào)節(jié)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的一種工業(yè)鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行控制裝置，在滿足工藝生產(chǎn)所需的溫度以及他要求的前提下，可以極大的減少鍋爐燃耗。鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行自整定，全程自動控制，控制中無需人工干預(yù)，設(shè)備壽命長，信號漂移小，操作簡單。

圖1是一種工業(yè)鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行控制裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。圖1中1-助燃風(fēng)流量控制器，2-助燃風(fēng)機(jī)，3-助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥門，4-助燃風(fēng)流量檢測器，5-助燃風(fēng)管道，6-燃料(燃?xì)?管道，7-燃料流量調(diào)節(jié)閥，8-燃料壓力檢測器， 9-燃料流量檢測器，10-燃燒器，11-鍋爐溫度檢測器，12-鍋爐壓力檢測器，13-煙道換熱器，14-煙氣取樣探頭，15-煙氣過濾器，16-三通電磁閥，17-反吹和校驗(yàn)氣源，18-冷卻器除雜器，19-氧含量檢測器，20- 一氧化碳含量檢測器，21-煙氣取樣泵，22-引風(fēng)流量控制器， 23-引風(fēng)機(jī)，24-煙道，25-工業(yè)鍋爐爐體。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的一種工業(yè)鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行控制裝置作進(jìn)一步的描述。如圖1所示，燃料管道6上安裝有調(diào)節(jié)閥門7，流量檢測器9，壓力檢測器8，燃料管道連接至燃燒器10，根據(jù)鍋爐的生產(chǎn)需求和工藝需求在鍋爐25爐壁安裝有數(shù)個(gè)燃燒器，其結(jié)構(gòu)形式均相同，并以分支管道的形式連接；助燃風(fēng)是由助燃風(fēng)機(jī)2產(chǎn)生，并由助燃風(fēng)流量控制1進(jìn)行調(diào)節(jié)，助燃風(fēng)管道5安裝調(diào)節(jié)閥門3，并由助燃風(fēng)管道上的流量檢測器4進(jìn)行檢測，助燃風(fēng)最后以分支管道的形式進(jìn)入燃燒器10，與燃料混合并在爐體25內(nèi)部發(fā)生燃燒。鍋爐本體25為燃燒發(fā)生空間，爐壁安裝有爐膛溫度檢測器11與爐膛壓力檢測器 12，爐膛壓力檢測為3套獨(dú)立檢測探頭，燃燒產(chǎn)生的煙氣通過煙道換熱器13，在煙道換熱器
4前煙道開孔安裝煙氣采樣探頭14，由煙氣采樣泵21將煙氣抽出，并通過煙氣過濾器15進(jìn)行過濾，經(jīng)過三通電磁閥，通過煙氣冷卻除雜器18進(jìn)行冷卻除雜，再通過O2檢測氣室19和 CO檢測氣室20檢測這兩種氣體成分的含量，最后通過煙氣采樣泵21排出，煙氣三通電磁閥 16連接校驗(yàn)氣體和反吹氣源進(jìn)行標(biāo)定和過濾器反吹。煙氣通過煙道M排放，由引風(fēng)機(jī)23抽取，并由引風(fēng)流量控制器22調(diào)節(jié)引風(fēng)機(jī)23 的煙氣流量。1.節(jié)能燃燒運(yùn)行控制通過對O2濃度和CO濃度的檢測，配合具體工業(yè)鍋爐的燃燒溫度、燃料特性、燃燒器特性等因素，在控制系統(tǒng)中使用鍋爐燃燒數(shù)學(xué)模型，根據(jù)工藝參數(shù)設(shè)定A和co的控制目標(biāo)值，并通過調(diào)節(jié)助燃風(fēng)流量(通過閥門3或者助燃風(fēng)流量控制1)進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，以燃料壓力8和燃料流量9和爐膛溫度11作為擾動前饋進(jìn)行適當(dāng)修正。當(dāng)鍋爐溫度需要調(diào)節(jié)時(shí) (提升溫度或降低溫度)，操作人員只需要調(diào)節(jié)燃料的流量，其余調(diào)節(jié)動作均由節(jié)能燃燒運(yùn)行控制裝置自動完成。需要提升溫度時(shí)，操作人員加大燃料流量，此時(shí)，強(qiáng)制的空煤比連鎖控制會直接按比例增大配風(fēng)量，但此時(shí)的配風(fēng)量只是粗略的，節(jié)能燃燒運(yùn)行自動控制裝置會根據(jù)鍋爐尾部煙氣中的02和0)含量自動修正助燃風(fēng)流量，自動調(diào)節(jié)到系統(tǒng)設(shè)定的02和0)控制目標(biāo)值， 此時(shí)燃料的燃燒會達(dá)到最佳狀態(tài)，燃燒溫度達(dá)到最高，未完全燃燒所產(chǎn)生的CO濃度最小。需要降低溫度時(shí)，操作人員減少燃料流量，此時(shí)，強(qiáng)制的空煤比連鎖控制會直接按比例減少配風(fēng)量，節(jié)能燃燒運(yùn)行自動控制裝置會根據(jù)鍋爐尾部煙氣中的化和co含量自動修正助燃風(fēng)流量，自動調(diào)節(jié)到系統(tǒng)設(shè)定的A和CO控制目標(biāo)值，此時(shí)燃料的燃燒會達(dá)到最佳狀態(tài)，燃燒溫度達(dá)到最高，未完全燃燒所產(chǎn)生的co濃度最小。當(dāng)由于干擾原因(燃料熱值、壓力波動或者其他外部因素)導(dǎo)致溫度降低或升高時(shí)，節(jié)能燃燒運(yùn)行自動控制裝置會將這些干擾因素加入到控制回路中，根據(jù)各干擾因素對整個(gè)控制回路的影響程度對控制輸出進(jìn)行適量調(diào)整，以消除干擾對溫度和燃燒質(zhì)量的波動影響。2.工業(yè)鍋爐爐膛壓力的控制爐膛壓力對燃燒質(zhì)量和燃燒氣氛有很大影響，使用爐膛壓力檢測作為控制參考信號，使用引風(fēng)流量控制環(huán)節(jié)22或者引風(fēng)管道閥門對引風(fēng)流量進(jìn)行控制，根據(jù)鍋爐對爐膛壓力的要求，使?fàn)t膛壓力穩(wěn)定在工藝和節(jié)能優(yōu)效運(yùn)行的范圍之內(nèi)，并自動進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)系統(tǒng)在進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)時(shí)，燃料流量和助燃風(fēng)流量的改變會大幅度的影響爐膛壓力的波動，本裝置將這些因素加入到控制回路的擾動中去，根據(jù)這些因素對爐膛壓力的影響程度對控制輸出進(jìn)行相應(yīng)的修正，以改善干擾對爐膛壓力波動的沖擊。以上所述的實(shí)施例，只是本實(shí)用新型較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種工業(yè)鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行控制裝置，包括工業(yè)鍋爐爐體(25)，所述工業(yè)鍋爐爐體 (25)的煙道(24)內(nèi)設(shè)置有引風(fēng)機(jī)(23)，所述引風(fēng)機(jī)(23)通過引風(fēng)流量控制器(22)控制， 其特征在于，所述工業(yè)鍋爐爐體05)內(nèi)設(shè)置有燃燒器(10)、鍋爐溫度檢測器(11)、鍋爐壓力檢測器(12)、煙道換熱器(1 和煙氣取樣探頭(14)，所述燃燒器(10)連接燃燒控制機(jī)構(gòu)，所述煙氣取樣探頭(14)連接煙氣檢測機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行控制裝置，其特征在于，所述的燃燒控制機(jī)構(gòu)包括相互并接的燃料管道(6)和助燃風(fēng)管道(1)，所述的燃料管道(6)上串接有助燃風(fēng)機(jī)O)，助燃風(fēng)調(diào)節(jié)閥門(3)和助燃風(fēng)流量檢測器G)，所述助燃風(fēng)機(jī)(2)上設(shè)置助燃風(fēng)流量控制器(1)，所述的助燃風(fēng)流量檢測器(4)連接燃燒器(10)；所述的燃料管道 (6)上串接有燃料流量調(diào)節(jié)閥(7)，燃料壓力檢測器(8)，和燃料流量檢測器(9)，所述的燃料流量檢測器(9)連接燃燒器(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行控制裝置，其特征在于，所述的煙氣檢測機(jī)構(gòu)包括三通電磁閥(16)，所述的三通電磁閥(16) —端通過煙氣過濾器(15) 連接煙氣取樣探頭(14)，一端連接反吹和校驗(yàn)氣源(17)，一端連接串接的冷卻器除雜器 (18)，氧含量檢測器(19)，一氧化碳含量檢測器00)和煙氣取樣泵01)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種工業(yè)鍋爐控制裝置，具體是提供一種工業(yè)鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行控制裝置，其結(jié)構(gòu)包括工業(yè)鍋爐爐體(25)，所述工業(yè)鍋爐爐體(25)的煙道(24)內(nèi)設(shè)置有引風(fēng)機(jī)(23)，所述引風(fēng)機(jī)(23)通過引風(fēng)流量控制器(22)控制，工業(yè)鍋爐爐體(25)內(nèi)設(shè)置有燃燒器(10)、鍋爐溫度檢測器(11)、鍋爐壓力檢測器(12)、煙道換熱器(13)和煙氣取樣探頭(14)，所述燃燒器(10)連接燃燒控制機(jī)構(gòu)，所述煙氣取樣探頭(14)連接煙氣檢測機(jī)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，其在滿足工藝生產(chǎn)所需的溫度以及他要求的前提下，可以極大的減少鍋爐燃耗。鍋爐節(jié)能燃燒運(yùn)行自整定，全程自動控制，控制中無需人工干預(yù)，設(shè)備壽命長，信號漂移小，操作簡單。
文檔編號F23N5/00GK202281248SQ20112040269
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者屈鑌, 李向陽 申請人:無錫市凱天環(huán)保科技有限公司