CN102095193A - 控制余热锅炉汽包压力的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种控制余热锅炉汽包压力的系统，包括：包含余热锅炉汽包的余热锅炉；检测与余热锅炉相连的烟道的烟气温度的测温元件；控制器，其与测温元件相连，判断烟气温度是否发生变化并根据判断结果控制蒸汽压力阀的调节；蒸汽压力调节阀，其连接在控制器和余热锅炉汽包之间，通过调节蒸汽压力调节阀的开度以控制余热锅炉汽包的压力。本发明考虑了实际生产过程中各种因素对余热锅炉汽包压力的影响，通过判断与余热锅炉相连的烟道的烟气温度是否发生变化以提前调节蒸汽压力调节阀，从而保持了余热锅炉汽包压力的稳定。

Description

控制余热锅炉汽包压力的系统

技术领域

本发明涉及冶金制造及设计技术领域，特别涉及一种控制余热锅炉汽包压力的系统。

背景技术

在熔炼炉冶炼生产金属的工艺过程中，主要的生产设备有熔炼炉、余热锅炉等。熔炼炉在熔炼过程中会产生大量的高温烟气，余热锅炉的主要作用是对烟气进行降温，同时将交换的热量用于产生蒸汽供其他生产工序使用。由于余热锅炉位于熔炼炉烟气出口，一旦发生事故，就会影响熔炼炉的生产，从而造成重大经济损失。因此，在整个冶炼过程中，余热锅炉的控制至关重要。

余热锅炉是一个多输入、多输出且各项控制参数相互耦合的复杂系统，汽包水位是余热锅炉系统非常重要的被控变量。如果水位过低，轻则影响水汽平衡、重则烧干余热锅炉，严重时会导致余热锅炉爆炸等事故。如果水位过高，容易造成蒸汽带液现象，不仅降低蒸汽的产量和质量，而且还会使过热器结垢，或者使用于蒸汽发电的汽轮机叶片损坏。而汽包水位的变化通常与汽包压力的变化有关，因此在生产过程中，将汽包压力控制在一定的范围内是非常重要的。

现有的余热锅炉汽包压力的控制方法是：检测余热锅炉汽包压力，根据余热锅炉汽包压力的变化调节蒸汽压力调节阀以微调余热锅炉汽包压力。

现有技术存在的问题是，没有考虑实际生产过程中的各种因素对余热锅炉汽包压力的影响，无法及时调节余热锅炉汽包压力以保持余热锅炉汽包压力的稳定。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决无法及时调节余热锅炉汽包压力的技术缺陷。

为达到上述目的，本发明提出一种控制余热锅炉汽包压力的系统，包括：包含余热锅炉汽包的余热锅炉；检测与所述余热锅炉相连的烟道的烟气温度的测温元件；控制器，所述控制器与所述测温元件相连，判断所述烟气温度是否发生变化并根据所述判断结果控制蒸汽压力阀的调节；所述蒸汽压力调节阀，所述蒸汽压力调节阀连接在所述控制器和所述余热锅炉汽包之间，通过调节蒸汽压力调节阀的开度以控制所述余热锅炉汽包的压力。

作为本发明的一个实施例，该系统还包括：检测余热锅炉汽包压力的压力变送器，所述压力变送器与所述控制器相连；以及蒸汽放空阀，所述蒸汽放空阀连接在所述控制器和所述余热锅炉汽包之间。所述控制器判断所述压力变送器检测的余热锅炉汽包压力的变化情况，并根据所述余热锅炉汽包压力的变化情况和所述余热锅炉汽包压力控制所述蒸汽放空阀，以及根据所述余热锅炉汽包压力控制所述蒸汽压力调节阀进行调节。

本发明考虑了实际生产过程中各种因素对余热锅炉汽包压力的影响，通过判断与余热锅炉相连的烟道的烟气温度是否发生变化以提前调节蒸汽压力调节阀，从而保持了余热锅炉汽包压力的稳定，同时通过控制蒸汽放空阀以对余热锅炉汽包压力的剧烈变化做出快速响应，从而避免了危险的发生。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的控制余热锅炉汽包压力的系统的结构示意图；以及

图2为本发明实施例的控制余热锅炉汽包压力的方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1所示为本发明实施例的控制余热锅炉汽包压力的系统的结构示意图，该系系统包括：包含余热锅炉汽包10的余热锅炉1、测温元件2、控制器3和蒸汽压力调节阀4。测温元件2检测与余热锅炉1相连的烟道7的烟气温度。控制器3与测温元件2和蒸汽压力调节阀4相连，接收测温元件2检测到的烟气温度，判断烟气温度是否发生变化，并根据判断结果控制蒸汽压力调节阀4的调节。蒸汽压力调节阀4连接在控制器3和余热锅炉汽包10之间，通过调节蒸汽压力调节阀4的开度以控制余热锅炉汽包1的压力。

在本发明的一个实施例中，控制器3包括温度判断模块31和控制模块32。温度判断模块31用于判断测温元件2检测的烟气温度是否发生变化。控制模块32根据温度判断模块31的判断结果控制蒸汽压力调节阀4的调节。具体地，如果温度判断模块31判断烟气温度升高，则控制模块32控制蒸汽压力调节阀4的开度增大；如果温度判断模块31判断烟气温度下降，则控制模块32控制蒸汽压力调节阀4的开度减小。

通过调节蒸汽压力调节阀4的开度可以控制余热锅炉汽包10的压力，但是当生产过程中发生因余热锅炉汽包压力剧烈变化而使得系统产生危险的情况时，通过调节蒸汽压力调节阀4无法快速及时地改变余热锅炉汽包压力，容易造成巨大危害。因此，在本发明的一个实施例中，该系统还可包括压力变送器5和蒸汽放空阀6。压力变送器5与控制器3相连，蒸汽放空阀6连接在控制器3和余热锅炉汽包10之间。压力变送器5检测余热锅炉汽包10的压力，并将检测到的压力值发送给控制器3，控制器3判断余热锅炉汽包压力的变化情况，并根据余热锅炉汽包压力的变化情况和余热锅炉汽包压力控制蒸汽放空阀6。同时，控制器3还可根据余热锅炉汽包压力控制蒸汽压力调节阀4进行调节以调整熔炼生产过程中余热锅炉汽包压力发生的微小变化。

在本发明的一个具体实施例中，控制器3还包括参数设置模块33和压力判断模块34。参数设置模块31用于设置余热锅炉汽包压力的第一报警值和第二报警值，其中，第二报警值大于第一报警值，应理解，根据实际生产的情况，可设定不同的第一报警值和第二报警值。压力判断模块34用于判断压力变送器5检测到的余热锅炉汽包压力的变化情况以及余热锅炉汽包压力相对于第一报警值和第二报警值的大小关系。控制模块32根据压力判断模块34的判断结果控制蒸汽放空阀6。

具体地，如果压力判断模块34判断余热锅炉汽包压力在逐渐增大且检测到的余热锅炉汽包压力值大于第二报警值，则控制模块32控制蒸汽放空阀6完全打开；如果压力判断模块34判断余热锅炉汽包压力在逐渐减小且检测到的余热锅炉汽包压力值小于第一报警值，则控制模块32控制蒸汽放空阀6完全关闭。

应理解，上述实施例仅为示例性的实施例，除此之外，还可通过PID调节器控制蒸汽放空阀6或者手动控制蒸汽放空阀6，这些修改或变化均应包含在本发明的包含范围内。

根据本发明的具体实施例，参数设置模块33还可用于设置余热锅炉汽包10的压力稳定值，应理解，根据实际生产的情况，可设定不同的压力稳定值。压力判断模块34判断压力变送器5检测到的余热锅炉汽包压力是否偏离压力稳定值。控制模块32根据压力判断模块34的判断结果控制蒸汽压力调节阀4进行调节。具体地，如果压力判断模块34判断余热锅炉汽包压力大于压力稳定值，则控制模块32控制蒸汽压力调节阀4的开度增大；如果压力判断模块34判断余热锅炉汽包压力小于压力稳定值，则控制模块32控制蒸汽压力调节阀4的开度减小。

如图2所示为本发明实施例的控制余热锅炉汽包压力的方法的流程图，结合上述的系统实施例，该方法包括以下步骤：

步骤S101，测温元件2检测与余热锅炉1相连的烟道7的烟气温度。

步骤S102，控制器3接收测温元件2检测到的烟气温度，判断烟气温度是否发生变化。

步骤S103，如果控制器3判断烟道7的烟气温度发生变化，则控制器3控制蒸汽压力调节阀4进行调节以控制余热锅炉汽包1的压力。

例如，当熔炼开始时，混合铜精矿进入炉内，富氧空气和燃油通过喷枪鼓入熔池，燃烧率骤增，烟气温度急剧上升，但是由于烟气从上升烟道到达余热锅炉有一段延时时间，因此，过一段时间后，余热锅炉汽包的压力才会上升，应理解，根据生产情况的不同，压力可上升不同的量。根据本发明实施例的方法，可提前使蒸汽压力调节阀开度增大，当压力逐渐上升时，只需微调蒸汽压力调节阀即可稳定汽包压力，进而稳定汽包水位。

类似地，当熔炼停止时，供氧系统切断，下料停止，燃烧率骤减，烟气温度急剧下降。也是因为锅炉温度下降有一段延时时间，因此，过一段时间后，余热锅炉汽包的压力才会下降，应理解，根据生产情况的不同，压力可下降不同的量。根据本发明实施例的方法，可提前使蒸汽压力调节阀开度减小，当压力逐渐下降时，只需微调蒸汽压力调节阀即可稳定汽包压力，从而稳定汽包水位。

为了防止生产过程中发生因余热锅炉汽包压力剧烈变化而使得系统产生危险，结合上述的本发明实施例的系统，利用压力变送器5检测余热锅炉汽包10的压力，将检测到的余热锅炉汽包压力发送给控制器3，控制器3根据余热锅炉汽包压力和余热锅炉汽包压力的变化情况控制蒸汽放空阀6以控制余热锅炉汽包10的压力，同时控制器3还可根据余热锅炉汽包压力控制蒸汽压力调节阀4进行调节以调整熔炼生产过程中余热锅炉汽包压力发生的微小变化。

具体地，首先设定余热锅炉汽包压力的第一报警值和第二报警值，其中，第二报警值大于第一报警值，应理解，根据实际生产的情况，可设定不同的第一报警值和第二报警值。然后，控制器3判断检测到的余热锅炉汽包压力是在逐渐增大还是逐渐减小。如果判断检测到的余热锅炉汽包压力在逐渐增大，则判断余热锅炉汽包压力是否大于第二报警值，如果判断检测到的余热锅炉汽包压力大于第二报警值，则完全打开蒸汽放空阀6；如果判断检测到的余热锅炉汽包压力在逐渐减小，则判断余热锅炉汽包压力是否小于第一报警值，如果判断检测到的余热锅炉汽包压力小于第二报警值，则完全关闭蒸汽放空阀6。

此外，还可设定余热锅炉汽包压力的稳定值，应理解，根据实际生产的情况，可设定不同的压力稳定值。然后，控制器3判断压力变送器5检测到的余热锅炉汽包压力是否偏离压力稳定值。如果判断余热锅炉汽包压力大于压力稳定值，则控制蒸汽压力调节阀4的开度增大；如果判断余热锅炉汽包压力小于压力稳定值，则控制蒸汽压力调节阀4的开度减小。

本发明通过判断与余热锅炉相连的烟道的烟气温度是否发生变化以提前调节蒸汽压力调节阀，从而保持了余热锅炉汽包压力的稳定，同时通过控制蒸汽放空阀以对余热锅炉汽包压力的剧烈变化做出快速响应，从而避免了危险的发生。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (8)

1.一种控制余热锅炉汽包压力的系统，其特征在于，包括：

包含余热锅炉汽包的余热锅炉；

检测与所述余热锅炉相连的烟道的烟气温度的测温元件；

控制器，所述控制器与所述测温元件相连，判断所述烟气温度是否发生变化并根据所述判断结果控制蒸汽压力调节阀的调节；以及

所述蒸汽压力调节阀，所述蒸汽压力调节阀连接在所述控制器和所述余热锅炉汽包之间，通过调节蒸汽压力调节阀的开度以控制所述余热锅炉汽包的压力。

2.根据权利要求1所述的控制余热锅炉汽包压力的系统，其特征在于，还包括：

检测余热锅炉汽包压力的压力变送器，所述压力变送器与所述控制器相连；以及

蒸汽放空阀，所述蒸汽放空阀连接在所述控制器和所述余热锅炉汽包之间；

所述控制器判断所述压力变送器检测的余热锅炉汽包压力的变化情况，并根据所述变化情况和所述余热锅炉汽包压力控制所述蒸汽放空阀，以及根据所述余热锅炉汽包压力控制所述蒸汽压力调节阀进行调节。

3.根据权利要求1所述的控制余热锅炉汽包压力的系统，其特征在于，所述控制器包括：

温度判断模块，用于判断所述烟道的烟气温度是否发生变化；以及

控制模块，用于根据所述温度判断模块的判断结果控制所述蒸汽压力调节阀的调节。

4.根据权利要求3所述的控制余热锅炉汽包压力的系统，其特征在于，所述控制模块根据所述温度判断模块的判断结果控制所述蒸汽压力调节阀的调节进一步包括：

如果所述温度判断模块判断所述烟道的烟气温度升高，则所述控制模块控制所述蒸汽压力调节阀的开度增大；以及

如果所述温度判断模块判断所述烟道的烟气温度下降，则所述控制模块控制所述蒸汽压力调节阀的开度减小。

5.根据权利要求2所述的控制余热锅炉汽包压力的系统，其特征在于，所述控制器还包括：

参数设置模块，用于设置所述余热锅炉汽包压力的第一报警值和第二报警值，其中，所述第二报警值大于所述第一报警值；以及

压力判断模块，用于判断所述压力变送器检测到的余热锅炉汽包压力的变化情况以及所述余热锅炉汽包压力相对于所述第一报警值和所述第二报警值的大小关系；

所述控制模块用于根据所述压力判断模块的判断结果控制所述蒸汽放空阀。

6.根据权利要求5所述的控制余热锅炉汽包压力的系统，其特征在于，所述控制模块根据所述压力判断模块的判断结果控制所述蒸汽放空阀进一步包括：

如果所述压力判断模块判断所述余热锅炉汽包压力逐渐增大且所述余热锅炉汽包压力大于所述第二报警值，则所述控制模块控制所述蒸汽放空阀完全打开；以及

如果所述压力判断模块判断所述余热锅炉汽包压力逐渐减小且所述余热锅炉汽包压力小于所述第一报警值，则所述控制模块控制所述蒸汽放空阀完全关闭。

7.根据权利要求2或5所述的控制余热锅炉汽包压力的系统，其特征在于，所述参数设置模块还用于设置所述余热锅炉汽包的压力稳定值，所述压力判断模块判断所述余热锅炉汽包压力是否偏离所述压力稳定值，所述控制模块根据所述压力判断模块的判断结果控制蒸汽压力调节阀进行调节。

8.根据权利要求2所述的控制余热锅炉汽包压力的系统，其特征在于，还包括PID调节器，所述PID调节器连接在所述蒸汽放空阀和所述压力变送器之间以控制所述蒸汽放空阀。

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