CN104566323B - 一种锅炉模块化控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锅炉模块化控制方法，主要有于完成锅炉点火起炉准备、点火起炉、锅炉运行、停炉、检修过程的模块化控制，适用于锅炉设备。本发明对锅炉不同使用时段或安全保障环节划分为12个模块：锅炉点火准备模块、锅炉点火模块、锅炉升压模块、锅炉调节模块、锅炉微调模块、锅炉排污模块、锅炉卸压模块、锅炉停炉模块、锅炉故障模块、锅炉报警模块、锅炉检修模块、锅炉联动仿真模块，制定各个模块控制方案完成各物理设备的协同配合，并改变了原来按设备概貌图找到对应设备对某个参数独立设定的零碎操控方式为从锅炉构成子系统中成批调用关联参数，自动时它们的关联系数预置，手动时它们相互独立，实现锅炉安全、稳定、快速响应的配方化操控。

Description

一种锅炉模块化控制方法

技术领域

本发明涉及一种锅炉模块化控制方法，具体涉及一种对锅炉安全、启动、运行、卸载、停炉等环节的一种控制方法。属动力锅炉设备及控制技术领域。

背景技术

蒸汽锅炉作为热源和动力源的蒸汽生产设备，在国民生产生活经济中发挥着重要作用，被广泛地应用于国民经济各个部门。一台锅炉要能安全、可靠、有效地运行，运行参数达到设计值，除了锅炉本身设备和各种辅机完好外，还必须要求自动化仪表工作和自动控制系统方案正确。通过调研我们发现，我国的工业用锅炉控制方式使用是单点多步控制方式，对每一台设备的操控都要进行多项单一设定，针对锅炉系统的辅助设备较多，如是锅炉运行状态发生波动时，其操作步骤、参数修改、恢复等工作就显得较为繁琐，操作精度将受到影响。随着科学技术的不断发展以及对节省能源和自动控制要求的不断提高，对实现锅炉控制系统的控制模式、操控和各种情况下的响应提出了更高的要求。

发明内容

本发明为解决上述现有技术的问题，能达到锅炉模块化控制方法。

本发明锅炉模块化控制方法包括锅炉点火起炉准备、点火起炉、锅炉运行、停炉、检修，其特征在于：控制方法运行过程时，可以使用模块配方参数成组/成套同时调用控制锅炉点火准备模块、锅炉点火模块、锅炉升压模块、锅炉调节模块、锅炉微调模块、锅炉排污模块、锅炉卸压模块、锅炉停炉模块、锅炉故障模块、锅炉报警模块、锅炉检修模块和锅炉联动仿真模块，控制设备电源来自市电或电池。

所述控制方法中锅炉点火准备模块用于锅炉点火前的条件设定，给水泵、母管控制阀件的状态检测，汽包压力的设定。

所述控制方法中锅炉点火模块用于送引风机的自调，分层给煤装置速度自动调整、炉排转速的自调。

所述方法中升降压模块用于梯级自调升压，联动送引风机加速自调，炉排机、分层给煤系统自调。

所述控制方法中锅炉调节模块用于送引风机的高速自调，分层给煤装置速度自动调整、炉排转速的自调。

所述方法中锅炉微调模块用于正常运行参数的自动设定。

所述控制方法中锅炉排污模块（5）用于定期排污的环境自调设定。

所述控制方法中锅炉卸压模块用于送引风机减速自调、炉排机、分层给煤停机，碎渣机、刮渣机、输渣皮带机延时停机，启动卸压模块，打开泄压阀降压，减少供煤，调低送引风量，启动停炉模块切断供煤，加快炉排转速排渣，保证锅炉水位。

所述控制方法中锅炉停炉模块用于分层给煤停止，炉排高速自调，送引风机延时自停，碎渣机、刮渣机、输渣皮带机延时停机，给水泵延时停机。

所述控制方法中锅炉故障模块用于送引风机低速自调，给水泵自控；所述方法中锅炉报警模块用于语音提示报警事件，语音提示操作事件；所述方法中锅炉检修模块用于自动解除系统联动状态，系统使用管理员进行多参数设置；所述方法中锅炉联动仿真模块通过软件进行配套设备运行仿真，测试各类报警的信号。

本发明把锅炉分作12个模块，并对各个模块的应用和关联设备的协同配合关系作了策略设计；12个模块分别为：锅炉点火准备模块、锅炉点火模块、锅炉升压模块、锅炉调节模块、锅炉微调模块、锅炉排污模块、锅炉卸压模块、锅炉停炉模块、锅炉故障模块、锅炉报警模块、锅炉检修模块、锅炉联动仿真模块。实施方法是当对锅炉现场巡检确认机械电气设备完好、正常、环境安全具备起机条件，开启锅炉点火装备模块，控制系统按照初始自检程序自诊断，对通讯、电气设备故障状态扫描，确认无故障。再对锅炉液位检测判定液位处于工艺安全高度区间。再启动锅炉点火模块，步进启动炉排电机，启动下煤电机，让铺煤炉排向前运行一定距离，低速启动送引风机，缓慢点着燃煤，当温度达到设定值时，启动升压模块，炉排速度加快，送引风机转速梯段提升，炉膛温度上升，锅水经对流管热交换后，开始蒸发产生蒸汽。随着蒸汽量增多，温度升高，锅内压力上升，当压力达到设定值的80%时，启动锅炉调节模块，降低送引风机转速和炉排转速以减小升压惯性；当汽包压力达到设定值的95%时，启动锅炉运行微调模块，控制器执行以汽包压力为输出的闭环控制，以稳定输出压力，使其趋近设定值。通过锅水指标的检测结果，系统自己计算最合理的排污周期，到时系统自动提示操作员排污。操作员启动排污模块，供水系统开始一水位为另一个重要输出参数快速自动调节，保持，供水量等于蒸发量和排污量。

卸压模块和停炉模块的工作过程为：如果计划性停炉，则手动启动卸压模块，打开泄压阀降压，减少供煤，调低送引风量。启动停炉模块切断供煤，加快炉排转速排渣，保证锅炉水位。

故障模块和报警模块的工作过程为：当锅炉在点火后，出现故障，自动启动锅炉故障模块，根据故障等级和类别，判定锅炉是否该卸压，是否改停炉。同时启动锅炉报警模块，把故障输出到报警终端设备。

检修模块和联动仿真模块的如图2所示：当停炉检修时，启动锅炉检修模块，这时操作界面锁定，必须密码解锁后方才可以操作设备，防止设备误操作造成安全事故。当需要模拟某种设备工作状态或数据时，开启仿真功能，对某些参数进行设定，但维修结束时必须退出仿真状态。

本发明模块化控制方法操作过程是：该发明方法提供自动和手动两种控制方式，通过点击“自动” “手动”按钮实现，启动和停止两种状态，可以通过点击“启动”“停止”按钮来完成。对每一个模块的工作状态可以通过回路中的开关形象直观地表式，当开关闭合且变成红色表示模块被启动。启动对应控制程序，并把当前配方参数赋予程序中的变量。当点击配方参数按钮可以提取、新建、修改参数值。所选择并运行过的一组参数即为当前配方。每一个模块的工作初始状态默认为停止。可通过 “复位”按钮停止所有模块。

本发明所述新控制方法改变了原来按设备概貌图找到对应设备对某个参数独立设定的零碎操控方式为从锅炉构成子系统中成批调用关联参数，根据生产工艺标准、控制要求制定各个模块的控制方案，在逻辑上完成各物理设备的协同配合，共同作业，自动时它们的关联系数预置，手动时它们相互独立，实现锅炉安全、稳定、快速响应的配方化操控。

附图说明

图1为锅炉工作原理框图。

图2为锅炉运行模块工作流程图。

图3为模块化操作功能示意图。

具体实施方式

图1是传统的打叶风分工序生产工艺流程，经打叶机组撕离的烟片、烟梗混合物由风送装置输送到几台串联的风分机中进行烟片的风选，每台风分机只风选出合格烟片的一部分，其余混合物继续在风送装置中传递，烟梗则经最后一台风分机才出料，这样各台风分机、打叶机的负荷重，风送装置的能耗高、噪声大，烟梗的可用性差。

本发明高锅炉模块化控制方法，检修模块和联动仿真模块的具体方式如图2所示：当停炉检修时，启动锅炉检修模块，这时操作界面锁定，必须密码解锁后方才可以操作设备，防止设备误操作造成安全事故。当需要模拟某种设备工作状态或数据时，开启仿真功能，对某些参数进行设定，但维修结束时必须退出仿真状态。

图2中，起炉过程包括点火准备模块、点火模块、梯度升压模块、压力调节模块、运行微调模块和排污模块。其具体实施过程为：

当对锅炉现场巡检确认机械电气设备完好、正常、环境安全具备起机条件，开启锅炉点火装备模块，控制系统按照初始自检程序自诊断，对通讯、电气设备故障状态扫描，确认无故障。对锅炉液位检测判定液位处于工艺安全高度区间。启动锅炉点火模块，步进启动炉排电机，启动下煤电机，让铺煤炉排向前运行1.5-2.0米，低速启动送引风机，缓慢点着燃煤，当温度达到设定值时，启动梯级升压模块，炉排速度加快，送引风机转速梯段提升，炉膛温度上升，锅水经对流管热交换后，开始蒸发产生蒸汽。随着蒸汽量增多，温度升高，锅内压力上升，当压力达到设定值的80%时，启动锅炉调节模块，降低送引风机转速和炉排转速以减小升压惯性；当汽包压力达到设定值的95%时，启动锅炉运行微调模块，控制器执行以汽包压力为输出的闭环控制，以稳定输出压力，使其趋近设定值。通过锅水指标的检测结果，系统自己计算最合理的排污周期，到时系统自动提示操作员排污。操作员启动排污模块，供水系统开始一水位为另一个重要输出参数快速自动调节，保持，供水量等于蒸发量和排污量。

图2中 卸压模块和停炉模块的工作过程为：如果计划性停炉，则手动启动卸压模块，打开泄压阀降压，减少供煤，调低送引风量。启动停炉模块切断供煤，加快炉排转速排渣，保证锅炉水位。

图2中 故障模块和报警模块的工作过程为：当锅炉在点火后，出现故障，自动启动锅炉故障模块，根据故障等级和类别，判定锅炉是否该卸压，是否改停炉。同时启动锅炉报警模块，把故障输出到报警终端设备。

图3为模块化控制方法的操作过程：该方法提供自动和手动两种控制方式，通过点击“自动” “手动”按钮实现，启动和停止两种状态，可以通过点击“启动”“停止”按钮来完成。对每一个模块的工作状态可以通过回路中的开关形象直观地表式，当开关闭合且变成红色表示模块被启动。启动对应控制程序，并把当前配方参数赋予程序中的变量。当点击配方参数按钮可以提取、新建、修改参数值。所选择并运行过的一组参数即为当前配方。每一个模块的工作初始状态默认为停止。可通过 “复位”按钮停止所有模块。

本发明锅炉模块化控制方法主要是把锅炉实际操作（起炉、停炉、检修等），分阶段、分类别总结归纳得到12模块的应用。12个模块包含：锅炉点火准备模块；锅炉点火模块；梯级升降压模块；锅炉调节模块；锅炉运行微调模块；锅炉排污模块；锅炉卸压模块；锅炉停炉模块；锅炉故障模块；锅炉报警模块；检修模块；联动仿真模块。

一级打叶机组的每台打叶机分别与一级风分机组的一个风分机支路一一对应通过输送带相接，一级风分、二级风分的各个风分机支路之间是并联关系布局，每个风分机支路可以由一台或几台串联的风分机组成，每个风分机支路分别与下一级打叶机组中的一台打叶机一一对应通过带梗叶片输送带相接；二级打叶机组、三级打叶机组则是每两台打叶机通过输送带分别与下一级风分机组的一个风分机支路相接；一级风分机组使用风压式双仓风分机，只风选出合格的烟片，二级、三级、四级风分机组则是使用风压式三仓风分机，可风选出合格的烟片、烟梗。

实施例：当对锅炉现场巡检确认机械电气设备完好、正常、环境安全具备起机条件，开启锅炉点火装备模块，控制系统按照初始自检程序自诊断，对通讯、电气设备故障状态扫描，确认无故障。对锅炉液位检测判定液位处于工艺安全高度区间。启动锅炉点火模块，步进启动炉排电机，启动下煤电机，让铺煤炉排向前运行1.5-2.0米，低速启动送引风机，缓慢点着燃煤，当温度达到设定值时，启动梯级升压模块，炉排速度加快，送引风机转速梯段提升，炉膛温度上升，锅水经对流管热交换后，开始蒸发产生蒸汽。随着蒸汽量增多，温度升高，锅内压力上升，当压力达到设定值的80%时，启动锅炉调节模块，降低送引风机转速和炉排转速以减小升压惯性；当汽包压力达到设定值的95%时，启动锅炉运行微调模块，控制器执行以汽包压力为输出的闭环控制，以稳定输出压力，使其趋近设定值。通过锅水指标的检测结果，系统自己计算最合理的排污周期，到时系统自动提示操作员排污。操作员启动排污模块，供水系统开始一水位为另一个重要输出参数快速自动调节，保持，供水量等于蒸发量和排污量，以下为图2中各个模块具体实施方式：

（1）、对锅炉现场巡检确认机械电气设备完好、正常、环境安全具备起机条件，开启锅炉点火装备模块，控制系统按照初始自检程序自诊断，对通讯、电气设备故障状态扫描，确认无故障。对锅炉液位检测判定液位处于工艺安全高度区间。

（2）、启动锅炉点火模块，步进启动炉排电机，启动下煤电机，让铺煤炉排向前运行1.5-2.0米，低速启动送引风机，缓慢点着燃煤，使温度达到设定值。

（3）、启动升压模块，炉排速度加快，送引风机转速梯段提升，炉膛温度上升，锅水经对流管热交换后，开始蒸发产生蒸汽。随着蒸汽量增多，温度升高，锅内压力上升，使压力达到设定值的80%。

（4）、启动锅炉调节模块，降低送引风机转速和炉排转速以减小升压惯性，使汽包压力达到设定值的95%。

（5）、启动锅炉运行微调模块，控制器执行以汽包压力为输出的闭环控制，以稳定输出压力，使其趋近设定值。

（6）、通过锅水指标的检测结果，系统自己计算最合理的排污周期，到时系统自动提示操作员排污。操作员启动排污模块，供水系统开始一水位为另一个重要输出参数快速自动调节，保持，供水量等于蒸发量和排污量。

（7）、卸压模块和停炉模块的工作过程为：如果计划性停炉，则手动启动卸压模块，打开泄压阀降压，减少供煤，调低送引风量。启动停炉模块切断供煤，加快炉排转速排渣，保证锅炉水位。

（8）、 故障模块和报警模块的工作过程为：当锅炉在点火后，出现故障，自动启动锅炉故障模块，根据故障等级和类别，判定锅炉是否该卸压，是否改停炉。同时启动锅炉报警模块，把故障输出到报警终端设备。

（9）、检修模块和联动仿真模块的具体实施方式如图2所示：当停炉检修时，启动锅炉检修模块，这时操作界面锁定，必须密码解锁后方才可以操作设备，防止设备误操作造成安全事故。当需要模拟某种设备工作状态或数据时，开启仿真功能，对某些参数进行设定，但维修结束时必须退出仿真状态。

（10）、模块化控制方法的操作过程：该方法提供自动和手动两种控制方式，通过点击“自动” “手动”按钮实现，启动和停止两种状态，可以通过点击“启动”“停止”按钮来完成。对每一个模块的工作状态可以通过回路中的开关形象直观地表式，当开关闭合且变成红色表示模块被启动。启动对应控制程序，并把当前配方参数赋予程序中的变量。当点击配方参数按钮可以提取、新建、修改参数值。所选择并运行过的一组参数即为当前配方。每一个模块的工作初始状态默认为停止。可通过 “复位”按钮停止所有模块。

至此，本发明在锅炉运行工程中的控制实现了从单点单设备控制变为模块配方参数成组成套调用。自动操作时让它们的关联系数据预置，手动操作时让它们相互独立，此新控制系统和方法，切换灵活自由，简单易行，响应快捷高效。

Claims (9)

1.一种锅炉模块化控制方法，包括锅炉点火起炉准备、点火起炉、锅炉运行、停炉和检修，其特征在于：控制方法运行过程时，使用模块配方参数成组/成套同时调用控制锅炉点火准备模块、锅炉点火模块、锅炉升压模块、锅炉调节模块、锅炉微调模块、锅炉排污模块、锅炉卸压模块、锅炉停炉模块、锅炉故障模块、锅炉报警模块、锅炉检修模块和锅炉联动仿真模块十二个模块，控制设备电源来自市电或电池；

所述控制方法中锅炉故障模块用于送引风机低速自调，给水泵自控；所述方法中锅炉报警模块用于语音提示报警事件，语音提示操作事件；所述方法中锅炉检修模块用于自动解除系统联动状态，系统使用管理员进行多参数设置；所述方法中锅炉联动仿真模块通过软件进行配套设备运行仿真，测试各类报警的信号。

2.根据权利要求1所述的锅炉模块化控制方法，其特征在于：所述控制方法中锅炉点火准备模块用于锅炉点火前的条件设定，给水泵、母管控制阀件的状态检测，汽包压力的设定。

3.根据权利要求1所述的锅炉模块化控制方法，其特征在于：所述控制方法中锅炉点火模块用于送引风机的自调，分层给煤装置速度自动调整、炉排转速的自调。

4.根据权利要求1所述的锅炉模块化控制方法，其特征在于：所述方法中升降压模块用于梯级自调升压，联动送引风机加速自调，炉排机、分层给煤系统自调。

5.根据权利要求1所述的锅炉模块化控制方法，其特征在于：所述控制方法中锅炉调节模块用于送引风机的高速自调，分层给煤装置速度自动调整、炉排转速的自调。

6.根据权利要求1所述的锅炉模块化控制方法，其特征在于：所述方法中锅炉微调模块用于正常运行参数的自动设定。

7.根据权利要求1所述的锅炉模块化控制方法，其特征在于：所述控制方法中锅炉排污模块用于定期排污的环境自调设定。

8.根据权利要求1所述的锅炉模块化控制方法，其特征在于：所述控制方法中锅炉卸压模块用于送引风机减速自调、炉排机、分层给煤停机，碎渣机、刮渣机、输渣皮带机延时停机，启动卸压模块，打开泄压阀降压，减少供煤，调低送引风量，启动停炉模块切断供煤，加快炉排转速排渣，保证锅炉水位。

9.根据权利要求1所述的锅炉模块化控制方法，其特征在于：所述控制方法中锅炉停炉模块用于分层给煤停止，炉排高速自调，送引风机延时自停，碎渣机、刮渣机、输渣皮带机延时停机，给水泵延时停机。