CN103411234B - 一种定量配风经济燃烧节能控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定量配风经济燃烧节能控制系统，包括机组设备，机组设备包括进料控制器、鼓风机组、引风机组、炉排电动机以及锅炉给水泵，还包括电连接到机组设备的定量配风系统、自动化控制系统和实时诊断系统；定量配风系统，用于控制机组设备的鼓风机组、引风机组和炉排电动机的转速达到合理配比；实时诊断系统，用于接收自动化控制系统发送的锅炉性能参数并经过分析运算得出最佳控制方案，根据最佳控制方案生成调节控制指令并发送；自动化控制系统，用于监测机组设备得到锅炉性能参数以及接收调节控制指令，对机组设备进行分布式逻辑控制和过程控制。本发明的优点：高效节能、保护环境、能够延长锅炉及其配套设施的使用寿命以及安全性能高。

Description

一种定量配风经济燃烧节能控制系统

技术领域

本发明涉及锅炉节能设备，尤其涉及一种定量配风经济燃烧节能控制系统。

背景技术

锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能，其在火电站、船舶、机车和工矿企业有着非常广泛的应用。

锅炉传统的控制方法是使用挡板或阀门人工控制鼓、引风机、补水泵、循环水泵的流量，没有考虑锅炉结构和燃烧工艺，没有考虑煤种、发热量、进风量等因素。另外，由于生产工艺和生产任务不同，蒸汽、水温需求量发生变化时，需改变给煤量和配风量，以达到高效率燃烧的目的，但传统的控制方法治标不治本，既浪费能源，又污染环境。

因此，应该提供一种新的技术方案解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述不足，提供一种高效节能、保护环境、能够延长锅炉及其配套设施的使用寿命以及安全性能高的定量配风经济燃烧节能控制系统。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种定量配风经济燃烧节能控制系统，包括机组设备，所述机组设备包括进料控制器、鼓风机组、引风机组、炉排电动机以及锅炉给水泵；

还包括电连接到机组设备的定量配风系统、自动化控制系统和实时诊断系统；

所述定量配风系统，用于控制机组设备的鼓风机组、引风机组和炉排电动机的转速达到合理配比；

所述实时诊断系统，用于接收自动化控制系统发送的锅炉性能参数并经过分析运算得出最佳控制方案，根据最佳控制方案生成调节控制指令并发送；

所述自动化控制系统，用于监测机组设备得到锅炉性能参数以及接收调节控制指令，对机组设备进行分布式逻辑控制和过程控制。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

本发明提供的定量配风经济燃烧节能控制系统，包括机组设备以及电连接到机组设备的定量配风系统、自动化控制系统和实时诊断系统，定量配风系统，用于控制机组设备的鼓风机组、引风机组和炉排电动机的转速达到合理配比；实时诊断系统，用于接收自动化控制系统发送的锅炉性能参数并经过分析运算得出最佳控制方案，根据最佳控制方案生成调节控制指令并发送；自动化控制系统，用于监测机组设备得到锅炉性能参数以及接收调节控制指令，对机组设备进行分布式逻辑控制和过程控制。上述系统实现远程控制并监测机组设备的运行状况，控制并显示监测数据，通过自动控制以及高速运算得到最佳处理控制方案，并通过各种控制设备实现对锅炉设备的智能控制，进而提高了锅炉设备的整体工作效率，同时起到了节能的作用。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的定量配风经济燃烧节能控制系统的结构示意图；

图2为图1中机组设备与变频控制系统结构关系示意图；

图3为图1中自动化控制系统结构示意图；

其中：1、机组设备；2、定量配风系统；3、自动化控制系统；4、实时诊断系统；5、变频控制系统；11、进料控制器；12、鼓风机组；13、引风机组；14、炉排电动机；15、锅炉给水泵；31、上位机；32、模糊PID复合控制器；33、监控模块。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例一

如附图1至图3所示，本发明实施例一提供了一种定量配风经济燃烧节能控制系统，包括机组设备1，如图2所示，所述机组设备1包括进料控制器11、鼓风机组12、引风机组13、炉排电动机14以及锅炉给水泵15，还包括电连接到机组设备1的定量配风系统2、自动化控制系统3和实时诊断系统4；

所述定量配风系统2，用于控制机组设备1的鼓风机组12、引风机组13和炉排电动机14的转速达到合理配比；

所述实时诊断系统4，用于接收自动化控制系统发送的锅炉性能参数并经过分析运算得出最佳控制方案，根据最佳控制方案生成调节控制指令并发送；

所述自动化控制系统3，用于监测机组设备并得到锅炉性能参数以及接收调节控制指令，对机组设备进行分布式逻辑控制和过程控制。需要说明的是：系统操作人员根据最优控制方案的数据调整各主要控制点的目标值，使系统达到最佳燃烧状态，尽量提高系统效率。

分析上述控制系统结构可知：上述系统实现远程控制并监测机组设备的运行状况，控制并显示监测数据，通过自动控制以及高速运算得到最佳处理控制方案，并通过各种控制设备实现对锅炉设备的智能控制，进而提高了锅炉设备的整体工作效率，同时起到了节能的作用。

需要说明的是：所述锅炉性能参数包括锅炉炉膛温度、蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度、额定蒸发量、锅炉尾气温度、锅炉尾气含氧量、鼓风机转速、引风机转速。其中，需要说明的是，锅炉参数是表示锅炉性能的主要指标，可能包括蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度等。例如：额定蒸发量是在规定的出口压力、温度和效率下，单位时间内连续生产的蒸汽量。本发明实施例提供的控制系统属于高度自动化控制系统，可以根据上述锅炉性能参数进行监控和控制。显然上述锅炉性能参数只是需要本发明实施例提供的控制系统主要监测的性能参数，对于锅炉其他性能参数本发明实施例对此不再一一赘述。

较佳地，作为一种可实施方式，所述定量配风系统2包括PLC及变频控制系统5；

所述PLC（可编程逻辑控制器）与所述变频控制系统5电连接，所述变频控制系统5分别与锅炉给水泵15、进料控制器11、鼓风机组12、引风机组13和炉排电动机14电连接；

所述变频控制系统5用于直接调节鼓风机组12、引风机组13和炉排电动机14的转速达到合理配比。

较佳地，作为另一种可实施方式，所述定量配风系统2还包括热力式气体质量流量计（图中未显示）；

所述热力式气体质量流量计，用于对进入鼓风机组12、引风机组13、炉排电动机14的各个风室的空气流量进行测量。

较优地，作为其中一可实施例，如图3所示，

所述自动化控制系统3包括上位机；

所述上位机为工业计算机。

较优地，作为其中一可实施例，所述上位机31包括监控模块33；

所述监控模块，用于对锅炉当前时刻整个控制系统进行动态显示，并对所述控制系统中机组设备的工况参数进行连续或定时打印，以及用于在机组设备的工况参数超越预设标准数值后发送声光报警指令和启停控制指令。

较优地，作为其中一可实施例，还包括报警装置（未示出）；

所述报警装置与所述监控模块通信连接，用于在接收声光报警指令后执行报警响铃和报警闪光操作。

较优地，作为其中一可实施例，

所述变频控制系统，还用于在接收启停控制指令后对相应的鼓风机组12、引风机组13、进料控制器11、锅炉给水泵15和炉排电动机14执行控制启停控制。

较优地，作为其中一可实施例，

所述监控模块通过OPC接口与实时诊断系统通信连接。

较优地，作为其中一可实施例，

所述自动化控制系统3还包括模糊PID复合控制器32；

所述模糊PID复合控制器，用于实现对整个控制系统进行偏差调节，从而使控制调节后的机组设备的工况参数的实际值与工艺要求的预设标准数值一致。上述模糊PID复合控制器主要用于实现维持锅炉的最佳工况工作。

模糊PID复合控制器应用在工业生产过程中，对于生产装置的温度、压力、流量、液位等工艺变量常常要求维持在一定的数值上，或按一定的规律变化，以满足生产工艺的要求。

本发明的一种定量配风经济燃烧节能控制系统的实施按如下步骤依次进行：锅炉本体系统诊断测定锅炉的当前各个参数；煤质燃烧分析；煤的燃烧系统建立；节电控制；设计自控方案（风室的定量配风）；锅炉本体系统改造；自控系统实施；锅炉实时燃烧模型的计算和显示。

本发明提供的定量配风经济燃烧节能控制系统，包括机组设备1以及电连接到机组设备1的定量配风系统2、自动化控制系统3和实时诊断系统4，定量配风系统2，用于控制机组设备1的鼓风机组12、引风机组13和炉排电动机14的转速达到合理配比；自动化控制系统3，采用工业计算机实现上位机监控，用于对机组设备1进行分布式逻辑控制和过程控制，实时诊断系统4，用于接收自动化控制系统3发送的锅炉各主要参数并经过分析运算得出最佳方案，系统操作人员根据最优控制方案的数据调整各主要控制点的目标值，使系统达到最佳燃烧状态，尽量提高系统效率。

上述技术方案的有关内容解释如下：

所述监控模块通过OPC接口与实时诊断系统通信连接，所述OPC即(OLEforProcessControl，用于过程控制的OLE)是一个工业标准，OPC是包括一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控制和制造业自动化系统。

本发明实施例提供的定量配风经济燃烧节能控制系统，具有如下优点：

1、高效节能：提高燃烧效率，节省用煤10%左右，根据经验，风机、水泵的节电率为20%～50%；

2、延长寿命：驱动电机软起动、无起动的冲击电流，延长风机、水泵、管件及锅炉设备的使用寿命；

3、安全性能高：与原启动柜构成冗余备用系统，还具有丰富的自检功能和自动报警功能，确保不影响锅炉设备的正常使用；

4、环境保护：降低排烟浓度，避免冒黑烟的环境污染。

因此，本发明提供的定量配风经济燃烧节能控制系统，具有高效节能、保护环境、能够延长锅炉及其配套设施使用寿命以及安全性能高的优势。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种定量配风经济燃烧节能控制系统，包括机组设备，所述机组设备包括进料控制器、鼓风机组、引风机组、炉排电动机以及锅炉给水泵，其特征在于，

还包括电连接到机组设备的定量配风系统、自动化控制系统和实时诊断系统；

所述定量配风系统，用于控制机组设备的鼓风机组、引风机组和炉排电动机的转速达到合理配比；

所述实时诊断系统，用于接收自动化控制系统发送的锅炉性能参数并经过分析运算得出最佳控制方案，根据最佳控制方案生成调节控制指令并发送；

所述自动化控制系统，用于监测机组设备并得到锅炉性能参数以及接收调节控制指令，对机组设备进行分布式逻辑控制和过程控制；

所述锅炉性能参数包括锅炉炉膛温度、蒸汽压力、蒸汽温度、给水温度、额定蒸发量、锅炉尾气温度、锅炉尾气含氧量、鼓风机转速、引风机转速；

所述定量配风系统包括PLC及变频控制系统；

所述PLC及所述变频控制系统电连接，所述变频控制系统分别与锅炉给水泵、进料控制器、鼓风机组、引风机组和炉排电动机电连接；

所述变频控制系统用于直接调节鼓风机组、引风机组和炉排电动机的转速达到合理配比；

所述定量配风系统还包括热力式气体质量流量计；

所述热力式气体质量流量计，用于对进入鼓风机组、引风机组、炉排电动机的各个风室的空气流量进行测量。

所述自动化控制系统包括上位机；

所述上位机为工业计算机；

所述上位机包括监控模块；

所述监控模块，用于对锅炉当前时刻整个控制系统进行动态显示，并对所述控制系统中机组设备的工况参数进行连续或定时打印，以及用于在机组设备的工况参数超越预设标准数值后发送声光报警指令和启停控制指令。

2.如权利要求1所述的定量配风经济燃烧节能控制系统，其特征在于，

还包括报警装置；

所述报警装置与所述监控模块通信连接，用于在接收声光报警指令后执行报警响铃和报警闪光操作。

3.如权利要求2所述的定量配风经济燃烧节能控制系统，其特征在于，

所述变频控制系统，还用于在接收启停控制指令后对相应的鼓风机组、引风机组、进料控制器、锅炉给水泵和炉排电动机执行控制启停控制。

4.如权利要求3所述的定量配风经济燃烧节能控制系统，其特征在于，

所述监控模块通过OPC接口与实时诊断系统通信连接。

5.如权利要求4所述的定量配风经济燃烧节能控制系统，其特征在于，

所述自动化控制系统还包括模糊PID复合控制器；

所述模糊PID复合控制器，用于实现对整个控制系统进行偏差调节，从而使控制调节后的机组设备的工况参数的实际值与工艺要求的预设标准数值一致。