专利名称：中小型燃煤链条锅炉节能自动控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于锅炉自动控制领域。具体地说是一种中小型燃煤链条锅炉节能自动控制系统。
背景技术：
目前，35吨以下燃煤链条工业锅炉的整体价格较低，所以此类型的锅炉出厂时电控系统不具备智能控制系统，只满足人工操作的要求，在实际的操作中，由于司炉工人的素质不同，又受到心理、健康、夜班等因素的影响，造成锅炉不能运行在最佳状态，致使锅炉的热工效率仅能达到50％-60％。与国家规定的70％-75％相差甚大，浪费了大量的煤炭资源。
现在市场上仅有能完成部分或局部控制的通用锅炉控制器，但不能完成信号采集、自动控制、驱动等全部工作，此类控制器通常是由单片机完成，个体较小，功能单一，灵活性差，不能自成系统。另外采用自制单片机系统或工业计算机系统，无法满足在锅炉房恶劣的环境下运行，平均无故障运行时间仅为2年。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种中小型燃煤链条锅炉节能自动控制系统，以实现对35吨以下燃煤链条锅炉的自动控制，提高炉膛温度和给水温度，降低排烟温度和炉渣的含碳量，实现节煤节电功能。同时使用寿命长。
本实用新型是以如下技术方案实现的一种中小型燃煤链条锅炉节能自动控制系统，其特征是它包括可编程序控制器，采集锅筒水位极高极低状态的水位传感器，采集实时实际锅筒水位的锅筒水位传感器、采集实时蒸汽流量的蒸汽流量传感器，采集实时锅筒蒸汽压力的蒸汽压力传感器，采集实时炉膛负压的炉膛负压传感器，采集实时炉膛温度的炉膛温度传感器，采集实时烟道温度的烟道温度传感器，采集实时省后水温的省后水温传感器，上述各传感器分别与可编程控制器的输入端电连接，将采集的信号输送给可编程控制器；它还包括与可编程控制器的I/O接口电连接的控制锅炉运行的引风机变频器、鼓风机变频器、给水泵变频器、炉排变频器以及故障报警器、操作台。
其工作原理是各传感器将采集的锅炉的各项参数输入控制器，由控制器将输入的参数与预先设定的最佳工作参数进行比对，然后控制引风机、鼓风机、给水泵、炉排的运行，以不断调节给煤、给风、给水使锅炉保持稳定、持续的燃烧，减少过量给煤、给风造成的浪费。
本实用新型的优点是系统功能全、能完成全部信号采集、自动控制驱动。节煤、节电、平均无故障时间10年以上。
以下结合附图及实施例对本实用新型进一步详细描述。
图1是本实用新型系统结构方框图；图2是系统燃烧控制流程图；图3是系统给水控制流程图；图4是系统负压控制流程图；图5是操作台布置图；图6是系统运行显示的主画面；图7是系统运行显示的参数设置画面。
图中1、水位报警传感器，2、水位传感器，3、蒸汽流量传感器，4、蒸汽压力传感器，5、炉膛负压传感器，6、炉膛温度传感器，7、省后水温传感器，8、烟道温度传感器，9、可编程控制器，10、操作台，11、触摸屏，12、故障报警器，13、其他执行机构，14、炉排变频器，15、给水泵变频器，16、鼓风机变频器，17、引风机变频器，18、引风机，19、鼓风机，20、给水电机，21、炉排电机，22、后备系统。
具体实施方式
如
图1所示，本系统采集锅炉各实时运行状态信号的传感器包括锅筒水位报警传感器1，采集锅筒极高、极低水位信号用于报警；锅炉水位传感器2采用电感浮球水位传感器，用于采集锅筒实时实际水位；蒸汽流量传感器3用于采集实时蒸汽流量；蒸汽压力传感器4用于采集实时锅筒蒸汽压力；炉膛负压传感器5用于采集实时炉膛负压；炉膛温度传感器6采用热电偶传感器，用于采集实时炉膛温度；省后水位传感器7选用热电偶传感器，用于采集实时省后水温；烟道温度传感器8选用热电偶感器，用于采集实时烟道温度。控制器9采用工业可编程控制器西门子S7-200PLC。上述各传感器均与控制器9的输入端口电连接向控制器输送采集的锅炉的各实时信息。可编程控制器的I/O接口分别通过变频器14、15、16、17与炉排电机21、给水电机20、鼓风电机19、引风电机18电连接。在控制器内存储有如图2、图3、图4所示运行程序。
如图5所示操作台10布置图，台面布局合理，便于操作。
如图6、图7所示，触摸屏11上有系统运行时的显示画面和参数设置画面。
其控制原理是各传感器将采集的实时信号传输给可编程序控制器，可编程控制器与设定的数据比较，将处理结果驱动各执行机构控制锅炉运行在最佳状态。
其节煤节电原理是节煤原理(1)提高煤的燃烧效率燃煤锅炉通过自动控制，使煤充分燃烧，即根据负荷状况对蒸汽压力、流量、煤量、炉膛温度、排烟温度、烟气含氧量进行综合分析和寻优调整，以达到人工操作难以达到的近似理想的效果。同时还可以根据煤质的好坏，加湿程度等因素适当改变调整参数以达到最佳燃烧工况。使进煤量、进风量全优配置，煤在炉膛前部充分燃烧，大大降低炉渣的含炭量。
(2)改断续燃烧为连续燃烧燃煤锅炉在人工司炉时，锅炉的燃烧处于断续燃烧状态，汽压低时，开引风、鼓风，加快炉排速度；汽压高时，停引风、鼓风、炉排，使锅炉的燃烧时断时续。技术较好的司炉工可以通过调节给水减少断续状态，但因无法调节进风量而无法真正实现持续燃烧。而且人工也不可能时刻调节给煤、给风、给水。
燃煤锅炉采用自动控制后，控制器根据蒸汽压力、蒸汽流量、炉膛温度、锅筒水位、给水温度、排烟温度不断调节给煤、给风、给水，使锅炉达到稳定、持续的燃烧。减少过量给煤、给风的浪费。
(3)实现最佳风煤配比在人工司炉时不论给煤多少，都采用相同的鼓风量和引风量，造成风煤配比不当，不利于煤的经济燃烧。
采用自动控制后，系统会根据不同的给煤量不断调整鼓、引风量，保持最优的风煤配比。
(4)提高省煤器的工作效率在人工司炉时，进水通常是水位低时打开水泵，以最快速度(水泵工频运行)进水，到达预定水位后停止水泵，这样省煤器无法充分发挥作用。
采用自动控制后，控制器根据蒸汽流量大小，通过变频器调节水泵转速，保持持续进水，省煤器内一直有水流动，提高了省煤器的热交换效率，使锅炉进水温度提高10-20摄氏度。
(5)减少引风机带走的热量。
在人工司炉时鼓风机、引风机只有一种速度，不论给煤多少、汽压高低风机只能以一种速度运行，过量的引风带走了大量的热量，降低了炉温，采用自动控制后，风机采用变频调速，根据不同工况自动调节风量，大大减少引风机带走的热量。烟道温度平均降低20-30摄氏度。
节电原理在锅炉的设计中为了保证锅炉在各种工况都能运行，风机和电机容量的选型通常较大。鼓、引风机的调节均由人工根据实际需要调节挡板来实现，通常鼓、引风机挡板开度约50-80％，虽然挡板开度调小，但电机转速不变，所以风机耗电变化不大，能量损失大，风机效率低。
以变频调速调节来取代原有的风(阀)门节流调节，当所需风量减小时，电机转速减慢，耗电将大幅下降。一方面节约了电力，另一方面为锅炉提供稳定可调的风量，有利于锅炉的稳定运行，同时还起到保护风机、电机的作用。
电机降低转速后，用电量会大幅降低，例如通过公式计算，电机转速降低10％，用电量下降27.5％。所以锅炉节电效益非常可观。
权利要求1.一种中小型燃煤链条锅炉节能自动控制系统，其特征是它包括可编程控制器(9)，采集锅筒水位极高、极低状态的锅筒水位报警传感器(1)，采集实时实际锅筒水位的锅筒水位传感器(2)、采集实时蒸汽流量的蒸汽流量传感器(3)，采集实时锅筒蒸汽压力的蒸汽压力传感器(4)，采集实时炉膛负压的炉膛负压传感器(5)，采集实时炉膛温度的炉膛温度传感器(6)，采集实时烟道温度的烟道温度传感器(8)，采集实时省后水温的省后水温传感器(7)，上述各传感器分别与可编程控制器的输入端电连接将采集的信号输送给可编程控制器(PLC)(9)；它还包括与可编程控制器(9)的I/O接口电连接的控制锅炉运行的引风机变频器(17)、鼓风机变频器(16)、给水泵变频器(15)、炉排变频器(14)以及故障报警器(12)、操作台(10)及显示部分。
2.根据权利要求1所述的一种中小型燃煤链条锅炉节能自动控制系统，其特征是锅筒水位报警传感器(1)采用电极水位传感器；锅筒水位传感器采用电感浮球水位传感器；炉膛温度传感器(6)、烟道温度传感器(8)及省后水温传感器(7)均采用热电偶传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种中小型燃煤链条锅炉节能自动控制系统。属锅炉自动控制装置。由工业可编程控制器和多个采集锅炉实时运行信号的传感器及驱动、操作显示部分组成。各传感器将采集的锅炉实时运行状态信号送控制器，由控制器将信号与设定的最佳状态信号比对，并驱动执行机构控制锅炉的运行状态。本系统使锅炉节煤、节电、使用寿命长。
文档编号F23B30/02GK2898630SQ200620072828
公开日2007年5月9日 申请日期2006年4月22日 优先权日2006年4月22日
发明者陆磊 申请人:陆磊