专利名称：一种燃煤蒸汽锅炉用燃烧控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锅炉控制设备，尤其涉及一种燃煤蒸汽锅炉用的燃烧控制系统。
背景技术：
燃煤蒸汽锅炉的功能即是用煤作为能源，将水加热生成一定压力的水蒸汽，为了节省能源即要锅炉尽量地烧更少的煤生产出更多的蒸汽，让锅炉更加合理和高效的燃烧就成为锅炉控制的核心任务之一。目前市面上的燃煤锅炉的燃烧所采用的控制方法基本上是以蒸汽压力和鼓风量形成单一回路来控制目标蒸汽压力，炉排作为鼓风被动量跟随鼓风按一定比例给定，有些高端锅炉也会引入烟气含氧量做为控制修正。这样的控制方法在实际应用中，由于影响氧·含量的因素较多，如炉膛密封不好等，测量出的烟气氧含量所能表征燃烧的完全性的能力将大打折扣，使在实际使用中，虽然氧含量控制在一定范围，但实际上空气供给不足，燃烧并不充分，浪费了多余的燃煤，或过分燃烧，空气供给太多，剩余空气会带走过多的热量，使锅炉热效率降低。
发明内容本实用新型提供了一种通过增加炉排尾部的温度(即炉灰温度)作为另一辅助被控量的一种燃煤蒸汽锅炉用燃烧控制系统，该系统风煤比的控制不仅参照烟气氧含量，把炉灰温度作为前馈量来控制风煤比，这样更加准确的反应炉膛内煤的燃烧状态，提高控制精度和稳定性。本实用新型具体通过以下技术方案来实现的一种燃煤蒸汽锅炉用燃烧控制系统，所述的燃煤蒸汽锅炉包括炉膛、炉排、锅桶、排烟道和主蒸汽管，所述的燃烧控制系统它包括主控制器、蒸汽压力传感器、氧含量传感器、炉灰温度传感器、炉排变频器和鼓风变频器，所述的蒸汽压力传感器安装在所述的燃煤蒸汽锅炉的主蒸汽管上，蒸汽压力传感器的信号输出端与主控制器的对应信号输入端相连，所述的氧含量传感器安装在所述的燃煤蒸汽锅炉的排烟道上，氧含量传感器的信号输出端与主控制器的对应信号输入端相连，所述的炉灰温度传感器安装在所述的燃煤蒸汽锅炉的炉膛内，炉灰温度传感器的信号输出端与主控制器的对应信号输入端相连，主控制器的信号输出端分别与炉排变频器和鼓风变频器的控制信号输入端相连。所述的主控制器包括蒸汽压力PID控制单元和烟气氧含量PID控制单元，所述的蒸汽压力PID控制单元的输入端与蒸汽压力传感器的信号输出端相连，蒸汽压力PID控制单元的信号输出端与炉排变频器的控制信号输入端相连，所述的烟气氧含量PID控制单元的一输入端与氧含量传感器的信号输出端相连，烟气氧含量PID控制单元的另一输入端与炉灰温度传感器的信号输出端相连，烟气氧含量PID控制单兀的信号输出端与鼓风变频器的控制信号输入端相连。PID是一种回路控制数学模型，其含义P—比例控制，I一积分控制，D一微分控制。所述的炉排变频器和鼓风变频器通过电路分别与炉排电机和鼓风电机相连，控制对应电机的转速，从而控制炉膛内输煤炉排的行走速度(给煤量)和鼓风量。所述的主控制器采用的是可编程逻辑控制器(即PLC控制器)。所述的炉灰温度传感器采用的是热电偶。本实用新型的有益效果是克服了传统的因为蒸汽压力和鼓风量形成单一回路来控制目标蒸汽压力，由于氧含量测量不准而影响燃烧充分性的弊端，有效的提高了锅炉燃烧的效率。
图I为本实用新型的一种燃煤蒸汽锅炉用燃烧控制系统的整体示意图。图2为本实用新型的一种燃煤蒸汽锅炉用燃烧控制系统的控制原理框图。图中1-炉膛、2-炉排、3-锅桶、4-排烟道、5-主蒸汽管、6-主控制器、7_蒸汽压力传感器、8-氧含量传感器、9-炉灰温度传感器、10-炉排变频器、11-鼓风变频器。
具体实施方式
如图1、2所示，一种燃煤蒸汽锅炉用燃烧控制系统，所述的燃煤蒸汽锅炉包括炉膛I、炉排2、锅桶3、排烟道4和主蒸汽管5，所述的燃烧控制系统它包括主控制器6、蒸汽压力传感器7、氧含量传感器8、炉灰温度传感器9、炉排变频器10和鼓风变频器11，所述的蒸汽压力传感器10安装在所述的燃煤蒸汽锅炉的主蒸汽管5上，蒸汽压力传感器10的信号输出端与主控制器6的对应信号输入端相连，所述的氧含量传感器8安装在所述的燃煤蒸汽锅炉的排烟道4上，氧含量传感器8的信号输出端与主控制器6的对应信号输入端相连，所述的炉灰温度传感器9安装在所述的燃煤蒸汽锅炉的炉膛I内，炉灰温度传感器9的信号输出端与主控制器6的对应信号输入端相连，主控制器6的信号输出端分别与炉排变频器10和鼓风变频器11的控制信号输入端相连。控制对应电机的转速，从而控制炉膛内输煤炉排的行走速度(即给煤量)和鼓风量。当该燃煤控制装置工作时，主蒸汽管5上的蒸汽压力传感器7将测定到的主蒸汽压力输入给主控制器6的一输入端口，主控制器6将此压力值与主控制器6上的主蒸汽压力设定值(工况压力目标值)相比较，进行PID数学运算后，得到炉排转速(给煤量)控制信号，此控制信号通过主控制器6的一输出端口传输给炉排变频器10调整炉排行进速度，从而控制给煤量，使炉膛I内有足够的燃料用来燃烧加热使蒸汽压力达到和稳定在设定值。又由于要使对应的煤量充分燃烧，必需给出足够的风量(即氧气量)，此风量的控制通过如下回路实现排烟道4上的氧量传感器8测定的烟气氧含量输入给主控制器6的另一输入端口，主控制器6将此氧含量值与主控制器6上的氧含量设定值(工况氧量目标值)相比较，进行PID数学运算后，得到鼓风变频器控制信号，此控制信号通过主控制器6的另一输出端口传输给鼓风变频器11调整鼓风速度，从而控制给风量，使排烟道4的氧含量稳定在其设定值，使炉膛I内的燃料能充分燃烧。同时为克服氧含量传感器8测量氧含量的波动性和不准确性，我们将炉灰温度做为表征燃烧充分性的依据即烟气氧含量PID控制回路的前馈，通过炉灰温度传感器9测量到炉灰温度输入主控制器的第三输入端口，主控制器6将炉灰温度按事先确定的数学模型进行运算后去修正氧含量的设定值，使氧含量的目标值更能表征炉膛内的燃烧状况 。
权利要求1.一种燃煤蒸汽锅炉用燃烧控制系统，所述的燃煤蒸汽锅炉包括炉膛(I)、炉排(2)、锅桶(3)、排烟道(4)和主蒸汽管(5)，其特征在于所述的燃烧控制系统包括主控制器(6)、蒸汽压力传感器(7)、氧含量传感器(8)、炉灰温度传感器(9)、炉排变频器(10)和鼓风变频器(11)，所述的蒸汽压力传感器(7)安装在所述的燃煤蒸汽锅炉的主蒸汽管(5)上，蒸汽压力传感器(7)的信号输出端与主控制器(6)的对应信号输入端相连，所述的氧含量传感器(8)安装在所述的燃煤蒸汽锅炉的排烟道(4)上，氧含量传感器(8)的信号输出端与主控制器(6)的对应信号输入端相连，所述的炉灰温度传感器(9)安装在所述的燃煤蒸汽锅炉的炉膛(I)内，炉灰温度传感器(9)的信号输出端与主控制器(6)的对应信号输入端相连,主控制器(6)的信号输出端分别与炉排变频器(10)和鼓风变频器(11)的控制信号输入端相连。
2.根据权利要求I所述的一种燃煤蒸汽锅炉用燃烧控制系统，其特征在于所述的主控制器(6)包括蒸汽压力PID控制单元和烟气氧含量PID控制单元，所述的蒸汽压力PID控制单元的输入端与蒸汽压力传感器(7)的信号输出端相连，蒸汽压力PID控制单元的信号输出端与炉排变频器(10)的控制信号输入端相连，所述的烟气氧含量PID控制单元的一输入端与氧含量传感器(8)的信号输出端相连，烟气氧含量PID控制单元的另一输入端与炉灰温度传感器(9)的信号输出端相连,烟气氧含量PID控制单兀的信号输出端与鼓风变频器(11)的控制信号输入端相连。
3.根据权利要求I所述的一种燃煤蒸汽锅炉用燃烧控制系统，其特征在于所述的炉排变频器(10)和鼓风变频器(11)通过电路分别与炉排电机和鼓风电机相连，控制对应电机的转速。
4.根据权利要求I所述的一种燃煤蒸汽锅炉用燃烧控制系统，其特征在于所述的主控制器(6)采用的是可编程逻辑控制器。
5.根据权利要求I所述的一种燃煤蒸汽锅炉用燃烧控制系统，其特征在于所述的炉灰温度传感器(9 )采用的是热电偶。
专利摘要一种燃煤蒸汽锅炉用燃烧控制系统，它包括主控制器、蒸汽压力传感器、氧含量传感器、炉灰温度传感器、炉排变频器和鼓风变频器，所述的主控制器的输入端分别与设置在蒸汽锅炉炉膛内的炉灰温度传感器、设置在蒸汽管道上的蒸汽压力传感器和设置在排烟风道上的氧含量传感器相连，主控制器的输出端分别与炉排变频器和鼓风变频器相连。
文档编号F23N5/00GK202709171SQ20122036243
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月25日 优先权日2012年7月25日
发明者刘岩山 申请人:南京科达新控仪表有限公司