专利名称：燃油气蒸汽锅炉的控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锅炉的控制系统，尤其涉及一种燃油气蒸汽锅炉的控制系 统。
背景技术：
燃油气锅炉设备已经广泛应用于各行各业的生产和生活中，随着现代化建设和人 们生活水平的提高，人们对锅炉设备的自动化程度的要求也越来越高，现有技术中的燃油 气蒸汽锅炉的控制系统需要高强度劳动力的配合，需要不间断的实施监督和控制，实时使 蒸汽压力满足锅炉负荷要求也有一定的困难，锅炉负荷不稳定容易造成锅炉燃烧器频繁的 启动和停止，即使增加人工干预，也起不到预期的效果。锅炉的蒸汽压力也实现不了自动化 控制，需要附加其它蒸汽压力控制器，这也增加了锅炉控制系统的体积。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种高效节能、全自动化控制的燃油气 蒸汽锅炉的控制系统，该控制系统能实现锅炉蒸汽压力、汽包水位的自动化控制，锅炉负荷 稳定性控制，能减少因锅炉负荷不稳定而导致锅炉燃烧器频繁的启动和停止。为解决上述问题，本实用新型的技术方案是一种燃油气蒸汽锅炉的控制系统，所述燃油气蒸汽锅炉包括汽包、燃烧器和燃烧 器炉膛，所述控制系统包括主控制器、人机界面模块、给水控制器和汽包，所述的主控制器 包括主控CPU和扩展模块，主控CPU内集成通信接口和输入输出接口，人机界面模块与主 控制器的通信接口相连，燃烧器、给水控制器分别与主控制器的输出接口相连，主控制器的 输出接口通过燃气调节阀与燃烧器炉膛相连，主控制器的输出接口与燃气调节阀的连接处 与燃烧器炉膛之间设有前馈增益调节器，该前馈增益调节器通过燃烧风机与燃烧器炉膛相 连，燃烧风机的通风入口处设有含氧量检测装置，该含氧量检测装置与前馈增益调节器相 连，给水控制器与汽包相连，汽包的蒸汽输出管上设有蒸汽压力传感器和蒸汽流量计，该蒸 汽压力传感器与主控制器的输入接口相连，该蒸汽流量计与主控制器的输出接口与燃气调 节阀的连接处相连。优选地，所述的给水控制器为变频器给水控制器。优选地，所述的汽包与主控制器之间设有单冲量调节电路。优选地，所述的汽包与主控制器之间设有三冲量调节电路。优选地，所述的控制系统它还包括联锁保护装置，该联锁保护装置与主控制器的 输出接口相连。优选地，所述的主控制器还包括无线通信模块，该无线通信模块与控制模块的通 信接口相连。优选地，所述的人机界面模块设有彩色触摸屏。本实用新型提供了一种高效节能、全自动化控制的燃油气蒸汽锅炉的控制系统，3该控制系统能实现锅炉蒸汽压力、汽包水位的自动化控制，通过控制实现燃烧器的最佳燃 烧状态，来稳定锅炉的负荷，能减少因锅炉负荷不稳定而导致锅炉燃烧器频繁的启动和停止。
图1是燃油气蒸汽锅炉的控制系统工作示意图。图2是控制系统模块连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。如图1、图2所示，本实用新型的燃油气蒸汽锅炉包括汽包1、燃烧器2和燃烧器 炉膛3，控制系统包括主控制器4、人机界面模块、联锁保护装置和给水控制器11，所述的主 控制器4包括主控CPU、无线通信模块和扩展模块，主控CPU内集成通信接口和输入输出接 口，无线通信模块、人机界面模块分别与主控制器4的通信接口相连，该人机界面模块设有 彩色触摸屏，联锁保护装置与主控制器4的输出接口相连，燃烧器2、给水控制器11分别与 主控制器4的输出接口相连，该给水控制器11为变频器给水控制，主控制器4的输出接口 通过燃气调节阀5与燃烧器炉膛3相连，主控制器4的输出接口与燃气调节阀5的连接处 与燃烧器炉膛3之间设有前馈增益调节器6，该前馈增益调节器6通过燃烧风机7与燃烧器 炉膛3相连，燃烧风机7的通风入口处设有含氧量检测装置8，该含氧量检测装置8与前馈 增益调节器6相连，给水控制器11与汽包1相连，汽包1的蒸汽输出管上设有蒸汽压力传 感器9和蒸汽流量计10，该蒸汽压力传感器9与主控制器4的输入接口相连，该蒸汽流量计 10与主控制器4的输出接口与燃气调节阀5的连接处相连，所述的汽包1与主控制器4之 间设有单冲量、三冲量调节电路。燃油气蒸汽锅炉的控制系统控制整个燃烧器点火-停炉的过程，该控制程序分为 准备程序、点火程序、运行程序、联锁保护程序和停炉程序五个部分。首先是准备程序燃烧 器2运行前，首先必须进行炉膛3吹扫。炉膛3吹扫时开启鼓风设备进行吹扫。其次是点火 程序系统吹扫完毕后，燃烧器2进入点火程序，点火子程序为前吹扫、打火、点辅火、点主 火和火焰控制。当系统点火成功后，进入运行程序，即燃烧器2进入火焰调节。系统的控制 目标是保证蒸汽压力满足负荷的要求；系统的控制对象是燃烧器2的进风量和进气量。系 统采集蒸汽压力信号，同时设定期望值，通过主控制器的PID算法，使得系统实时连续调节 燃烧器的进风量和进气量。再次是联锁程序当锅炉出水温度超高、缺水保护和燃烧风机过 载等锅炉故障时，联锁程序启动，自动进入停炉程序。最后是停炉程序当系统紧急停炉或 者故障停炉时，关闭切断燃气供给，进行后吹扫，最后进行燃烧器2复位。在燃烧器点火-停炉的运行程序和联锁保护程序中，要不断的进行信号的控制和 检测，其中运行程序中的锅炉的蒸汽压力控制部分，是整个控制系统的关键。蒸汽压力的控 制是这样实现的如图1所示，蒸汽压力控制回路将蒸汽压力检测值和设定值进行比较，其 偏差作为主控制器的输入信号，主控制器进行PID运算后，输出控制信号去调节燃气调节 阀5的开度，含氧量检测装置8和输出控制信号共同作用在前馈增益调节器6上，由前馈增 益调节器6来调节燃烧风机7风门的开度，以此来实现燃烧器2最佳燃烧状态，来达到蒸汽4压力的设定要求。为了实现蒸汽压力的稳定控制，可以引入蒸汽流量作为前馈信号，更为及 时操纵燃气调节阀和燃烧风机的开度。此外，燃烧控制算法可带有人工指导功能，用户可以指设定从点火到满负荷的时 间，因此，在不同的温度状态下，一旦用户输入了起动、满负荷的时间要求，燃烧控制软件将 根据实际的蒸汽压力进行负荷的控制，在差距较大的情况下，采用全开式燃烧，在接近满负 荷状态，智能化软件根据动态的PID参数对燃烧风门进行调节，保证满负荷状态的平稳到 达，减少超调，以到达最佳的控制效果，完全满足不同压力状态下从起动到满负荷的时间要 求。在实际控制过程中，控制软件采用标准脉冲输出，控制燃烧器的电机正转或者反转，以 达到负荷要求。汽包水位控制是锅炉控制系统中除燃烧控制外最为重要的一个调节回路，也是整 个控制系统中必须投入自动的调节回路之一。给水调节系统的目的是通过控制锅炉的上水 流量从而实现保持锅炉汽包内水位的稳定性，使其在某一设定值上下轻微浮动，有效地减 轻了由操作人员手动控制水位的所产生的繁重工作。蒸汽锅炉给水控制系统由单冲量和三冲量调节组成，单冲量调节通过汽包水位实 际值与设定值之间的偏差控制给水变频器的输出，该控制一般在锅炉负荷小于30%的情况 下投入使用；三冲量调节是通过汽包水位实际值、锅炉蒸汽流量和锅炉给水流量组成，由以 汽包水位为被控变量，给水流量为控制变量，蒸汽流量为前馈信号的串级加前馈控制系统。 三冲量水位控制不仅能有效克服“假水位”影响，而且能抑抑制给水扰动。该控制一般在锅 炉负荷大于30%的情况下自动投入使用。单冲量调节和三冲量调节的控制切换通过系统 对锅炉运行情况进行判断后自行实现，不需要人为干预。当主蒸汽流量及主给水流量的变 送器正常工作时，主给水调节即为三冲量自动控制方式。此时单冲量调节处于跟踪状态，即 跟踪三冲量调节的输出。若主蒸汽流量或主给水流量的变送器出现信号故障时给水调节自 动切换至单冲量调节方式。锅炉汽包液位控制具有手动调节和自动调节两种模式，手动调 节和自动调节间可实现无扰动切换。给水控制多采用变频控制给水泵方式取代传统的调节 阀，以达到节能降耗的目的。给水泵工作方式为一用一备，用户可以采用手动或定时的方式 进行给水泵的切换使用。在联锁保护程序中，燃油气蒸汽锅炉的本体安全保护功能如下(1)燃料压力异常保护燃料压力高、低都将产生报警信号，并停止点火过程；(2)风压异常保护风压压力高、低都将产生报警信号，并停止点火过程；(3)泄漏保护发现燃料泄漏，则产生报警信号，停止点火过程，同时启动安全切断 泄放系统；(4)熄火保护当火焰检测发现熄火时，产生报警信号，停止点火过程；(5)锅炉出水温度高时，产生报警信号，如果温度继续升高达到极高点，则紧急停 止燃烧，并进入吹扫状态，吹扫后复位；(6)当锅炉水位低时，产生报警信号，如果水位继续降低达到极低点，则紧急停止 燃烧，并进入吹扫状态，吹扫后复位；(7)当锅炉出水压力高时，产生报警信号，如果压力继续抬升达到极高点，则紧急 停止燃烧，并进入吹扫状态，吹扫后复位；(8)当锅炉故障或紧急停车信号发出，则紧急停止燃烧，产生报警信号，并进入吹扫状态，吹扫后复位；(9)排烟超温当排烟温度超过设定值时，声光报警；(10)燃烧风机保护当风机电机缺相及过载时，热继电器会动作，切断风机电源，停炉并声光报警；(11)循环泵保护当循环水泵电机缺相及过载时，热继电器会动作，切断风机电 源，声光报警；(12)断电保护当外部电源突然停电，锅炉停止运行，来电时必须重新启动，锅炉 才能运行。在燃油气蒸汽锅炉的本体安全保护下，燃油气蒸汽锅炉的控制系统安全系统不断 提高，热效率也得到了保障。最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新 型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例 所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种燃油气蒸汽锅炉的控制系统，所述燃油气蒸汽锅炉包括汽包、燃烧器和燃烧器 炉膛，其特征是，所述控制系统包括主控制器、人机界面模块、给水控制器和汽包，所述的主 控制器包括主控CPU和扩展模块，主控CPU内集成通信接口和输入输出接口，人机界面模块 与主控制器的通信接口相连，燃烧器、给水控制器分别与主控制器的输出接口相连，主控 制器的输出接口通过燃气调节阀与燃烧器炉膛相连，主控制器的输出接口与燃气调节阀的 连接处与燃烧器炉膛之间设有前馈增益调节器，该前馈增益调节器通过燃烧风机与燃烧器 炉膛相连，燃烧风机的通风入口处设有含氧量检测装置，该含氧量检测装置与前馈增益调 节器相连，给水控制器与汽包相连，汽包的蒸汽输出管上设有蒸汽压力传感器和蒸汽流量 计，该蒸汽压力传感器与主控制器的输入接口相连，该蒸汽流量计与主控制器的输出接口 与燃气调节阀的连接处相连。
2.根据权利要求1所述的燃油气蒸汽锅炉的控制系统，其特征在于，所述的给水控制 器为变频器给水控制器。
3.根据权利要求1所述的燃油气蒸汽锅炉的控制系统，其特征在于，所述的汽包与主 控制器之间设有单冲量调节电路。
4.根据权利要求1所述的燃油气蒸汽锅炉的控制系统，其特征在于，所述的汽包与主 控制器之间设有三冲量调节电路。
5.根据权利要求1所述的燃油气蒸汽锅炉的控制系统，其特征在于，它还包括联锁保 护装置，该联锁保护装置与主控制器的输出接口相连。
6.根据权利要求1所述的燃油气蒸汽锅炉的控制系统，其特征在于，所述的主控制器 还包括无线通信模块，该无线通信模块与控制模块的通信接口相连。
7.根据权利要求1所述的燃油气蒸汽锅炉的控制系统，其特征在于，所述的人机界面 模块设有彩色触摸屏。
专利摘要本实用新型涉及一种燃油气蒸汽锅炉的控制系统，燃油气蒸汽锅炉包括汽包、燃烧器和燃烧器炉膛，控制系统包括主控制器、人机界面模块、给水控制器和汽包，人机界面模块与主控制器的通信接口相连，燃烧器、给水控制器分别与主控制器的输出接口相连，主控制器的输出接口与燃气调节阀的连接处与燃烧器炉膛之间设有前馈增益调节器，燃烧风机的通风入口处设有含氧量检测装置，汽包的蒸汽输出管上设有蒸汽压力传感器和蒸汽流量计。本实用新型提供了一种高效节能、全自动化控制的燃油气蒸汽锅炉的控制系统，该控制系统能实现锅炉蒸汽压力、汽包水位的自动化控制，能减少因锅炉负荷不稳定而导致锅炉燃烧器频繁的启动和停止。
文档编号F22B35/00GK201827874SQ201020548119
公开日2011年5月11日 申请日期2010年9月29日 优先权日2010年9月29日
发明者张振亮, 胡真, 陈小容 申请人:杭州德联科技有限公司