CN103017196A - 锅炉配风优化自动控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种锅炉配风优化自动控制系统及其控制方法,所述系统包括:锅炉炉膛、鼓风机、锅炉尾部烟道、引风机、负压计、氧量计及PLC自动控制系统;PLC自动控制系统用于设定炉膛负压设定值及氧量设定值,负压计及氧量计分别用于测量锅炉炉膛内的负压得到负压测量值及锅炉尾部烟道处的氧量得到氧量测量值,PLC自动控制系统接收负压测量值及氧量测量值并与炉膛负压设定值及氧量设定值进行比较,根据比较结果发送指令调节引风机的引风量及鼓风机的鼓风量,以将锅炉炉膛内的负压及锅炉末级受热面之后的锅炉尾部烟道中的氧量调整到设定值内,使锅炉始终在经济状况下运行,也可单独采用氧量的自动调节或单独采用炉膛负压的自动调节。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉节能技术,更具体地说,涉及一种锅炉配风优化自动控制系统及其控制方法。
背景技术
锅炉是高耗能的设备,且数量众多。目前我国的在用锅炉普遍存在着能效低下,能源浪费严重的问题。由于锅炉配风不良而导致的锅炉排烟热损失和不完全燃烧损失较大从而使锅炉热效率偏低是当前绝大多数锅炉存在的问题。造成此种情况的原因一是节能计量装置装配不全,二是锅炉运行情况多变,三是没有根据运行情况进行相应的调节。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对锅炉运行过程中存在的上述问题,提供一种锅炉配风优化自动控制系统及其控制方法,能够对锅炉的配风进行自动控制和自动调整,使锅炉始终保持在经济的运行状态。
为解决上述技术问题,本发明采用了如下技术方案:
提供一种锅炉配风优化自动控制系统,包括:
锅炉炉膛;
鼓风机,所述鼓风机与锅炉炉膛相连通,用于向锅炉炉膛内鼓风;
锅炉尾部烟道,所述锅炉尾部烟道与锅炉炉膛相连通,用于排放烟气;
引风机,所述引风机设于锅炉尾部烟道中以对锅炉炉膛进行向外引风;
负压计,所述负压计设于锅炉炉膛内,用于测量锅炉炉膛内的负压并输出负压测量值;
氧量计,所述氧量计设于锅炉尾部烟道中并位于锅炉末级受热面之后,用于测量锅炉末级受热面之后的锅炉尾部烟道中的氧量并输出氧量测量值;
PLC自动控制系统,所述PLC自动控制系统与鼓风机、引风机、负压计及氧量计电连接,PLC自动控制系统用于:设定炉膛负压设定值和氧量设定值;接收负压计所输出的负压测量值并与炉膛负压设定值进行比较,根据负压测量值与炉膛负压设定值的比较结果向引风机发送控制指令来控制引风机的引风量;接收氧量计所输出的氧量测量值并与氧量设定值进行比较,根据氧量测量值与氧量设定值的比较结果向鼓风机发送控制指令来控制鼓风机的鼓风量。
优选地,所述鼓风机包括第一风机本体、第一电机及第一风门挡板,通过调节第一电机的转速和/或第一风门挡板的开度来控制鼓风机的鼓风量,所述引风机包括第二风机本体、第二电机及第二风门挡板,通过调节第二电机的转速和/或第二风门挡板的开度来控制引风机的引风量。
优选地,所述第一电机及第二电机为变频调速电机,所述第一风门挡板及第二风门挡板上分别安装有第一开度执行机构及第二开度执行机构,所述PLC自动控制系统与所述第一电机、第二电机、第一开度执行机构及第二开度执行机构电连接。
优选地,所述氧量计设于锅炉尾部烟道中并位于锅炉末级受热面之后一米范围内。
优选地,所述PLC自动控制系统设有计时器,所述计时器用于设定时间间隔,所述PLC自动控制系统还用于根据计时器设定的时间间隔周期性的采集负压测量值及氧量测量值并与炉膛负压设定值和氧量设定值分别进行比较。
还提供一种锅炉配风优化自动控制方法,包括步骤:
(a)在PLC自动控制系统中设定炉膛负压设定值和氧量设定值;
(b)测量锅炉炉膛内的负压得到负压测量值,以及测量锅炉末级受热面之后的锅炉尾部烟道中的氧量得到氧量测量值;
(c)通过PLC自动控制系统采集所测得的负压测量值及氧量测量值并分别与所设定的炉膛负压设定值和氧量设定值进行比较,并根据比较结果执行如下操作:若负压测量值及氧量测量值均在设定值内,则执行步骤(d);若负压测量值不在所设的最佳负压值内,则由PLC自动控制系统发送控制指令调节引风机的引风量来调整锅炉炉膛内的负压值;若氧量测量值不在所设的氧量设定值内,则由PLC自动控制系统发送控制指令调节鼓风机的鼓风量来调整锅炉末级受热面之后的锅炉尾部烟道中的氧量值。
(d)设定一个时间间隔并等待,到达时间间隔时返回步骤(c)进行继续监控。
优选地,所述氧量设定值及炉膛负压设定值为锅炉的设计值或经测量计算得出。
优选地,所述锅炉炉膛内的负压测量值由设于锅炉炉膛内的负压计测量得出,并由所述负压计输出与负压测量值相对应的数值信号到PLC自动控制系统;所述锅炉末级受热面之后的锅炉尾部烟道中的氧量测量值由安装于锅炉尾部烟道内并位于锅炉末级受热面之后一米范围内的氧量计测量得出,并由所述氧量计输出与氧量测量值相对应的数值信号到PLC自动控制系统。
优选地,所述步骤(c)中,由PLC自动控制系统发送控制指令调节鼓风机的鼓风量来调整锅炉炉膛内的负压值的步骤具体为:由PLC自动控制系统设定引风机的电机转速或引风机的风门挡板开度的步长值,并发出指令按照设定的步长值,通过调整引风机的电机转速或引风机的风门挡板开度来调节引风机的引风量从而调整锅炉炉膛内的负压值;所述步骤(c)中,由PLC自动控制系统发送控制指令调节鼓风机的鼓风量来调整锅炉末级受热面之后的锅炉尾部烟道中的氧量值的步骤具体为:由PLC自动控制系统设定鼓风机的电机转速或鼓风机的风门挡板开度的步长值,并发出指令按照设定的步长值,通过调整鼓风机的电机转速或鼓风机的风门挡板开度来调整锅炉末级受热面处的氧量值;
优选地,所述时间间隔由计时器设定,所述PLC自动控制系统根据计时器设定的时间间隔周期性的采集负压测量值及氧量测量值并与炉膛负压设定值和氧量设定值分别进行比较。
本发明的锅炉配风优化自动控制系统及其控制方法具有以下有益效果:能够自动调整氧量值和炉膛负压值到设定值内,使锅炉始终在经济状况下运行,也可单独采用氧量的自动调节或单独采用炉膛负压的自动调节使锅炉始终在经济状况下运行。
附图说明
图1为本发明锅炉配风优化自动控制系统一较佳实施例的结构示意图。
图2为本发明锅炉配风优化自动控制方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步详细说明。
如图1所示,为本发明锅炉配风优化自动控制系统的一较佳实施例。
所述锅炉配风优化自动控制系统,包括:锅炉炉膛1、鼓风机2、锅炉尾部烟道3、引风机4、负压计5、氧量计6及PLC自动控制系统7。
所述鼓风机2与锅炉炉膛1相连通,用于向锅炉炉膛1内鼓风。
所述锅炉尾部烟道3与锅炉炉膛1相连通,用于排放烟气。
所述引风机4设于锅炉尾部烟道3中以对锅炉炉膛1进行向外引风,以将锅炉炉膛1内的烟气引至烟囱。
所述负压计5设于锅炉炉膛1内,用于测量锅炉炉膛1内的负压并输出负压测量值。
所述氧量计6设于锅炉尾部烟道3中并位于锅炉末级受热面31之后,用于测量锅炉末级受热面31之后的锅炉尾部烟道3中的氧量并输出氧量测量值。所述锅炉末级受热面31可位于锅炉尾部烟道3中或锅炉炉膛1中,在本实施例中,所述锅炉末级受热面31位于锅炉尾部烟道3中。
所述PLC自动控制系统7与鼓风机2、引风机4、负压计5及氧量计6电连接。所述PLC自动控制系统7用于:设定炉膛负压设定值和氧量设定值,其中炉膛负压设定值和氧量设定值可以是一个具体值或一个范围值;接收负压计5所输出的负压测量值并与炉膛负压设定值进行比较,根据负压测量值与炉膛负压设定值的比较结果向引风机4发送控制指令来控制引风机4的引风量;接收氧量计6所输出的氧量测量值并与氧量设定值进行比较,根据氧量测量值与氧量设定值的比较结果向鼓风机2发送控制指令来控制鼓风机2的鼓风量。
在本实施例中,所述鼓风机2包括第一风机本体21、第一电机22及第一风门挡板23,通过调节第一电机22的转速和/或第一风门挡板23的开度来控制鼓风机2的鼓风量,所述引风机4包括第二风机本体41、第二电机42及第二风门挡板43,通过调节第二电机42的转速和/或第二风门挡板43的开度来控制引风机4的引风量。
所述第一电机22及第二电机42为变频调速电机,所述第一风门挡板23及第二风门挡板43上分别安装有第一开度执行机构(图未示)及第二开度执行机构(图未示),所述PLC自动控制系统7与所述第一电机22、第二电机42、第一开度执行机构及第二开度执行机构电连接,以对第一电机22、第二电机42、第一开度执行机构及第二开度执行机构进行控制。所述第一开度执行机构可采用现有能够实现第一风门挡板23根据步长值调节开度的装置,例如包括连接在第一风门挡板23与第一风机本体21之间的转轴,以及驱动第一风门挡板23转动的步进电机或变频调速电机等,PLC自动控制系统7对步进电机或变频调速电机进行控制从而调节第一风门挡板23的开度。所述第二开度执行机构可采用与第一开度执行机构相同的装置。
优选地,所述氧量计6设于锅炉尾部烟道3中并位于锅炉末级受热面31之后一米范围内,以尽可能准确地测量锅炉末级受热面31之后的锅炉尾部烟道3中的氧量。
所述PLC自动控制系统7设有计时器,所述计时器用于设定时间间隔,所述PLC自动控制系统7还用于根据计时器设定的时间间隔周期性的采集负压计5所测的负压测量值及氧量计6所测的氧量测量值并与炉膛负压设定值和氧量设定值分别进行比较。
上述锅炉配风优化自动控制系统,能够自动调整氧量值和炉膛负压值使锅炉始终在经济状况下运行,也可单独采用氧量的自动调节或单独采用炉膛负压的自动调节使锅炉始终在经济状况下运行。
如图2所示,为本发明锅炉配风优化自动控制方法的流程示意图。
所述锅炉配风优化自动控制方法,包括步骤:
(a)在PLC自动控制系统7中设定炉膛负压设定值和氧量设定值,其中炉膛负压设定值和氧量设定值可以是一个具体值或一个范围值;
(b)测量锅炉炉膛1内的负压得到负压测量值,以及测量锅炉末级受热面31之后的锅炉尾部烟道3中的氧量得到氧量测量值;
(c)通过PLC自动控制系统7采集所测得的负压测量值及氧量测量值并分别与所设定的炉膛负压设定值和氧量设定值进行比较,并根据比较结果执行如下操作:若负压测量值及氧量测量值均在设定值内,则执行步骤(d);若负压测量值不在所设的最佳负压值内,则由PLC自动控制系统7发送控制指令调节引风机4的引风量来调整锅炉炉膛1内的负压值;若氧量测量值不在所设的氧量设定值内,则由PLC自动控制系统7发送控制指令调节鼓风机2的鼓风量来调整锅炉末级受热面31之后的锅炉尾部烟道3中的氧量值。
当锅炉炉膛1内的负压值及锅炉末级受热面31之后的锅炉尾部烟道3中的氧量值调整到各自的设定值内时停止调整,锅炉在经济状态下运行。
(d)设定一个时间间隔并等待,到达时间间隔时返回步骤(c)进行继续监控。
在监控过程中,若锅炉的运行情况发生变化,即实际测量的参数值发生变化而没有在设定值内时,则按照步骤(c)中的方法进行调整。在整个控制调整的过程中,氧量值的调整和炉膛负压值的调整是两个独立的系统。
所述氧量设定值及炉膛负压设定值为锅炉的设计值或经测量计算得出,其中氧量设定值和炉膛负压设定值可以是一个具体值或一个范围值。所述氧量设定值与炉膛负压设定值为锅炉运行时的最佳氧量值与最佳炉膛负压值,其可以是锅炉出厂资料上推荐的氧量值和炉膛负压值(即锅炉的设计值)。由于实际锅炉运行中,会出现实际使用燃料与设计燃料不同,锅炉运行情况多变,此时则需要根据锅炉运行的具体参数来进行测量和计算得出最佳氧量值与最佳炉膛负压值,并将其作为氧量设定值与炉膛负压设定值。
所述锅炉炉膛1内的负压测量值由设于锅炉炉膛1内的负压计5测量得出,并由所述负压计5输出与负压测量值相对应的数值信号到PLC自动控制系统7;所述锅炉末级受热面31之后的锅炉尾部烟道3中的氧量测量值由安装于锅炉尾部烟道3内并位于锅炉末级受热面31之后一米范围内的氧量计6测量得出,并由所述氧量计6输出与氧量测量值相对应的数值信号到PLC自动控制系统7。
所述步骤(c)中,由PLC自动控制系统7发送控制指令调节鼓风机2的鼓风量来调整锅炉炉膛1内的负压值的步骤具体为:由PLC自动控制系统7设定引风机4的电机转速或引风机4的风门挡板开度的步长值,并发出指令按照设定的步长值,通过调整引风机4的电机转速或引风机4的风门挡板开度来调节引风机4的引风量从而调整锅炉炉膛1内的负压值;所述步骤(c)中,由PLC自动控制系统7发送控制指令调节鼓风机2的鼓风量来调整锅炉末级受热面31之后的锅炉尾部烟道3中的氧量值的步骤具体为:由PLC自动控制系统7设定鼓风机2的电机转速或鼓风机2的风门挡板开度的步长值,并发出指令按照设定的步长值,通过调整鼓风机2的电机转速或鼓风机2的风门挡板开度来调整锅炉末级受热面31处的氧量值;
所述时间间隔由计时器设定,所述PLC自动控制系统7根据计时器设定的时间间隔周期性的采集负压测量值及氧量测量值并与炉膛负压设定值和氧量设定值分别进行比较。
上述锅炉配风优化自动控制方法,能够自动调整氧量值和炉膛负压值到设定值内,使锅炉始终在经济状况下运行,也可单独采用氧量的自动调节或单独采用炉膛负压的自动调节使锅炉始终在经济状况下运行。
以上所述仅是本发明的优选择实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进各润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种锅炉配风优化自动控制系统,其特征在于,包括:
锅炉炉膛;
鼓风机,所述鼓风机与锅炉炉膛相连通,用于向锅炉炉膛内鼓风;
锅炉尾部烟道,所述锅炉尾部烟道与锅炉炉膛相连通,用于排放烟气;
引风机,所述引风机设于锅炉尾部烟道中以对锅炉炉膛进行向外引风;
负压计,所述负压计设于锅炉炉膛内,用于测量锅炉炉膛内的负压并输出负压测量值;
氧量计,所述氧量计设于锅炉尾部烟道中并位于锅炉末级受热面之后,用于测量锅炉末级受热面之后的锅炉尾部烟道中的氧量并输出氧量测量值;
PLC自动控制系统,所述PLC自动控制系统与鼓风机、引风机、负压计及氧量计电连接,PLC自动控制系统用于:设定炉膛负压设定值和氧量设定值;接收负压计所输出的负压测量值并与炉膛负压设定值进行比较,根据负压测量值与炉膛负压设定值的比较结果向引风机发送控制指令来控制引风机的引风量;接收氧量计所输出的氧量测量值并与氧量设定值进行比较,根据氧量测量值与氧量设定值的比较结果向鼓风机发送控制指令来控制鼓风机的鼓风量。
2.根据权利要求1所述的锅炉配风优化自动控制系统,其特征在于,所述鼓风机包括第一风机本体、第一电机及第一风门挡板,通过调节第一电机的转速和/或第一风门挡板的开度来控制鼓风机的鼓风量,所述引风机包括第二风机本体、第二电机及第二风门挡板,通过调节第二电机的转速和/或第二风门挡板的开度来控制引风机的引风量。
3.根据权利要求2所述的锅炉配风优化自动控制系统,其特征在于,所述第一电机及第二电机为变频调速电机,所述第一风门挡板及第二风门挡板上分别安装有第一开度执行机构及第二开度执行机构,所述PLC自动控制系统与所述第一电机、第二电机、第一开度执行机构及第二开度执行机构电连接。
4.根据权利要求1所述的锅炉配风优化自动控制系统,其特征在于,所述氧量计设于锅炉尾部烟道中并位于锅炉末级受热面之后一米范围内。
5.根据权利要求1所述的锅炉配风优化自动控制系统,其特征在于,所述PLC自动控制系统设有计时器,所述计时器用于设定时间间隔,所述PLC自动控制系统还用于根据计时器设定的时间间隔周期性的采集负压测量值及氧量测量值并与炉膛负压设定值和氧量设定值分别进行比较。
6.一种锅炉配风优化自动控制方法,其特征在于,包括步骤:
(a)在PLC自动控制系统中设定炉膛负压设定值和氧量设定值;
(b)测量锅炉炉膛内的负压得到负压测量值,以及测量锅炉末级受热面之后的锅炉尾部烟道中的氧量得到氧量测量值;
(c)通过PLC自动控制系统采集所测得的负压测量值及氧量测量值并分别与所设定的炉膛负压设定值和氧量设定值进行比较,并根据比较结果执行如下操作:若负压测量值及氧量测量值均在设定值内,则执行步骤(d);若负压测量值不在所设的最佳负压值内,则由PLC自动控制系统发送控制指令调节引风机的引风量来调整锅炉炉膛内的负压值;若氧量测量值不在所设的氧量设定值内,则由PLC自动控制系统发送控制指令调节鼓风机的鼓风量来调整锅炉末级受热面之后的锅炉尾部烟道中的氧量值;
(d)设定一个时间间隔并等待,到达时间间隔时返回步骤(c)进行继续监控。
7.根据权利要求6所述的锅炉配风优化自动控制方法,其特征在于,所述氧量设定值及炉膛负压设定值为锅炉的设计值或经测量计算得出。
8.根据权利要求6所述的锅炉配风优化自动控制方法,其特征在于,所述锅炉炉膛内的负压测量值由设于锅炉炉膛内的负压计测量得出,并由所述负压计输出与负压测量值相对应的数值信号到PLC自动控制系统;所述锅炉末级受热面之后的锅炉尾部烟道中的氧量测量值由安装于锅炉尾部烟道内并位于锅炉末级受热面之后一米范围内的氧量计测量得出,并由所述氧量计输出与氧量测量值相对应的数值信号到PLC自动控制系统。
9.根据权利要求6所述的锅炉配风优化自动控制方法,其特征在于,所述步骤(c)中,由PLC自动控制系统发送控制指令调节鼓风机的鼓风量来调整锅炉炉膛内的负压值的步骤具体为:由PLC自动控制系统设定引风机的电机转速或引风机的风门挡板开度的步长值,并发出指令按照设定的步长值,通过调整引风机的电机转速或引风机的风门挡板开度来调节引风机的引风量从而调整锅炉炉膛内的负压值;所述步骤(c)中,由PLC自动控制系统发送控制指令调节鼓风机的鼓风量来调整锅炉末级受热面之后的锅炉尾部烟道中的氧量值的步骤具体为:由PLC自动控制系统设定鼓风机的电机转速或鼓风机的风门挡板开度的步长值,并发出指令按照设定的步长值,通过调整鼓风机的电机转速或鼓风机的风门挡板开度来调整锅炉末级受热面处的氧量值。
10.根据权利要求6所述的锅炉配风优化自动控制方法,其特征在于,所述时间间隔由计时器设定,所述PLC自动控制系统根据计时器设定的时间间隔周期性的采集负压测量值及氧量测量值并与炉膛负压设定值和氧量设定值分别进行比较。
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