CN106016243B - 一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,属于新能源环保应用技术领域。本发明包括氧含量传感器、氧含量变送器、温度控制器、蒸汽电动自动调节阀、软水箱、太阳能热水器,太阳能热水箱、除氧器、锅炉;太阳能热水器分别与软水箱、太阳能热水箱相连,太阳能热水箱与除氧器相连,蒸汽电动自动调节阀安装在除氧器、锅炉的出水管路,锅炉与除氧器相连。本发明通过太阳能新能源实现除氧器小型锅炉节能控制装置,既减少能源的浪费,实现节能的目的,更加有效地除去氧气,增加锅炉的寿命,具有结构简单、运行可靠、成本低、按需自动互补、节省能源等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,属于新能源环保应用技术领域。
背景技术
目前,国内的除氧器的作用是利用热力学原理去除水中的氧气,运行中如果发现除氧器除氧效果降低,可能是由于除氧的水温低。水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压,水的温度都有密切的关系。在自然情况下,空气中含氧量变化不大,因此水温是重要因素,水温越高,水中氧的溶解度会越低。将进入除氧器的软水先通过太阳能热水器,使其软水温度提高,温度升高的软水经过水调节阀调节后,进入除氧器经喷嘴喷出,形成雨伞水膜,与由上而下的加热蒸汽等进行混合式传热和传质,给水迅速到达压力下的饱和温度,使水中溶解的气体离析出来.在除氧器中溶解氧的减少,更加有效地出去溶解氧,同时减少蒸汽量的使用,减少能源的浪费,达到更加节能,有效得除氧目的。原先采用的压力控制系统,由于压力波动等原因导致除氧效果不佳,使锅炉设备和热力系统的氧腐蚀严重,影响了锅炉的使用寿命和安全运行。因此,锅炉水的除氧势在必行,为避免原来采用的压力控制装置,出现除氧滞后,由于压力波动导致的蒸汽资源的浪费,不能够有效地出去氧气,本设计采用采集氧含量的控制装置,除氧后通过工业溶氧仪对出水氧含量的检测,与初始出水氧含量的设定值r(t)形成差值e(t),反馈给温度控制器(PID),通过蒸汽电动调节阀对加热蒸汽量进行调节,进而控制除氧器中出水氧含量的值,使其控制在误差范围之内。减少能源的浪费,实现节能的目的,更加有效地除去氧气,增加锅炉的寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:本发明提供一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,用于解决现有锅炉中除氧器除氧效果不佳、不能有效的除氧、除氧过程中影响锅炉的使用寿命和安全运行的问题。
本发明技术方案是:一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7,太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16;
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连,太阳能热水箱8与除氧器15相连,除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1,氧含量传感器1和氧含量变送器2连接,检测此时的出水氧含量,可以将其测定的氧含量物理值转化为输出信号反馈给氧含量变送器2转化为标准输出信号,对初始出水含氧量 r(t)设定值在0.05~0.1(ug/L),氧含量变送器2与温度控制器3连接,温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接,温度控制器3实现对蒸汽电动自动调节阀4的控制,控制蒸汽电动自动调节阀4自动调节其蒸汽量,使其除氧器15中的出水氧含量在初始设定值范围;蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路,实现除氧器15内蒸汽量的自动调节,锅炉16与除氧器15相连,使太阳能热水器7的热水进入除氧器15经喷嘴喷出,形成雨伞水膜,与由上而下的锅炉加热蒸汽等进行混合式传热和传质,给水迅速到达压力下的饱和温度,使水中溶解的气体离析出来,达到更好的除氧效果,同时节省锅炉蒸汽量的使用。
所述太阳能热水器7加热的热水储存到太阳能热水箱8中,太阳能热水箱8给除氧器15输送热水;
优选地,所述软水箱6与软水器5相连,软水器5、软水箱6、太阳能热水器7、太阳能热水箱8和除氧器15之间通过输水管依次相连。软水箱6中的水由软水器5提供。
优选地,所述太阳能热水箱8的出水口一侧安装有给水泵9,除氧器15的进水口一侧安装有自动调节阀10。
优选地,所述除氧器15和锅炉16之间安装有高加热水器14,高加热水器14的进水一侧安装有锅炉给水泵13,锅炉给水泵13与除氧器15的除氧器出水口12相连,在高加热水器14和锅炉给水泵13之间连接有一个阀门;锅炉给水泵13、高加热水器14和锅炉16之间通过输水管连通,锅炉16与除氧器15的加热蒸汽口11相连。
优选地,所述太阳能热水器7包括真空集热管、保温水箱、支架、连接管道;太阳能热水器的保温水箱由内胆、保温层、外壳三部分组成;保温水箱的内胆是储存热水的重要部分,保温水箱的内胆采用不锈钢材质,外壳采用不锈钢板,支架是用来支撑热水器与保温水箱的架子,支架材质为彩钢板。冷水经过管道输送到保温水箱,太阳能集热管利用热水上浮冷水下沉的原理,使水产生微循环而达到所需热水。
优选地,所述氧含量传感器1采用BDO-200D型中文在线溶氧仪,具体参数为:测量范围0~100.0ug/L、0~20.00mg/L(自动切换),分辨率为0.1ug/L,0.01mg/L,0.1℃,0.1%;
所述氧含量变送器2采用的是智能氧含量分析变送器,即XMO2变送器,检测气体中的氧含量从0.01到100%,无可动部件,无需维护。可以准确可靠的长期进行氧含量测量;
所述温度控制器3集成电路采用的是TC620型号;该控制器可由用户设定上限温度及下限温度;在高于上限温度或低于下限温度时,有相应的逻辑电平输出(用于报警信号),并有一个控制信号输出;控制温度精度可达±3℃;该器件各引脚可抗2kV静电电压;
所述蒸汽电动自动调节阀4采用的是德国LIT电动蒸汽调节阀。具有重量轻、动作灵敏、压降损失小、阀容量大、流量特性精确,直接接受调节仪表输入的(4-20MA DC 0-10MADC 或1-5V DC)等控制信号及单相电源即可控制运转。
本发明的工作原理是:
除氧器15的作用是利用热力学原理去除水中的氧气,运行中如果发现除氧器除氧效果降低,可能是由于除氧的水温低。软水箱6中的软水经过太阳能热水器7使其水温升高,温度升高的软水经过进水自动调节阀10调节后,进入除氧器15经喷嘴喷出,形成雨伞水膜,与由上而下的加热蒸汽等进行混合式传热和传质,给水迅速到达压力下的饱和温度,使水中溶解的气体离析出来。除氧后通过工业溶氧仪对出水氧含量的检测,与初始出水氧含量的设定值r(t)形成差值e(t),反馈给温度控制器(PID),通过蒸汽电动自动调节阀4对加热蒸汽量进行调节,进而控制除氧器15中出水氧含量的值,使其控制在误差范围之内。
本发明的有益效果是:本发明通过太阳能新能源实现除氧器小型锅炉节能控制装置,既减少能源的浪费,实现节能的目的,更加有效地除去氧气,增加锅炉的寿命,具有结构简单、运行可靠、成本低、按需自动互补、节省能源等优点。
附图说明
图1是本发明结构示意图;
图1中各标号:1-氧含量传感器,2-氧含量变送器,3-温度控制器,4-蒸汽电动自动调节阀,5-软水器,6-软水箱,7-太阳能热水器,8-太阳能热水箱,9-给水泵,10-自动调节阀,11-加热蒸汽口,12-除氧器出水口,13-锅炉给水泵,14-高加热水器,15-除氧器,16-锅炉,a-补水。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,对本发明作进一步说明。
实施例1:如图1所示,一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7,太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16;
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连,太阳能热水箱8与除氧器15相连,除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1,氧含量传感器1和氧含量变送器2连接,氧含量变送器2与温度控制器3连接,温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接,蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路,锅炉16与除氧器15相连。
实施例2:如图1所示,一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7,太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16;
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连,太阳能热水箱8与除氧器15相连,除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1,氧含量传感器1和氧含量变送器2连接,氧含量变送器2与温度控制器3连接,温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接,蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路,锅炉16与除氧器15相连。
优选地,所述软水箱6与软水器5相连,软水器5、软水箱6、太阳能热水器7、太阳能热水箱8和除氧器15之间通过输水管依次相连。
实施例3:如图1所示,一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7,太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16;
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连,太阳能热水箱8与除氧器15相连,除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1,氧含量传感器1和氧含量变送器2连接,氧含量变送器2与温度控制器3连接,温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接,蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路,锅炉16与除氧器15相连。
优选地,所述软水箱6与软水器5相连,软水器5、软水箱6、太阳能热水器7、太阳能热水箱8和除氧器15之间通过输水管依次相连。
优选地,所述太阳能热水箱8的出水口一侧安装有给水泵9,除氧器15的进水口一侧安装有自动调节阀10。
实施例4:如图1所示,一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7,太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16;
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连,太阳能热水箱8与除氧器15相连,除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1,氧含量传感器1和氧含量变送器2连接,氧含量变送器2与温度控制器3连接,温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接,蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路,锅炉16与除氧器15相连。
优选地,所述软水箱6与软水器5相连,软水器5、软水箱6、太阳能热水器7、太阳能热水箱8和除氧器15之间通过输水管依次相连。
优选地,所述太阳能热水箱8的出水口一侧安装有给水泵9,除氧器15的进水口一侧安装有自动调节阀10。
优选地,所述除氧器15和锅炉16之间安装有高加热水器14,高加热水器14的进水一侧安装有锅炉给水泵13,锅炉给水泵13与除氧器15的除氧器出水口12相连,在高加热水器14和锅炉给水泵13之间连接有一个阀门;锅炉给水泵13、高加热水器14和锅炉16之间通过输水管连通,锅炉16与除氧器15的加热蒸汽口11相连。
实施例5:如图1所示,一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7,太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16;
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连,太阳能热水箱8与除氧器15相连,除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1,氧含量传感器1和氧含量变送器2连接,氧含量变送器2与温度控制器3连接,温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接,蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路,锅炉16与除氧器15相连。
优选地,所述软水箱6与软水器5相连,软水器5、软水箱6、太阳能热水器7、太阳能热水箱8和除氧器15之间通过输水管依次相连。
优选地,所述太阳能热水箱8的出水口一侧安装有给水泵9,除氧器15的进水口一侧安装有自动调节阀10。
优选地,所述除氧器15和锅炉16之间安装有高加热水器14,高加热水器14的进水一侧安装有锅炉给水泵13,锅炉给水泵13与除氧器15的除氧器出水口12相连,在高加热水器14和锅炉给水泵13之间连接有一个阀门;锅炉给水泵13、高加热水器14和锅炉16之间通过输水管连通,锅炉16与除氧器15的加热蒸汽口11相连。
优选地,所述太阳能热水器7包括真空集热管、保温水箱、支架、连接管道;太阳能热水器的保温水箱由内胆、保温层、外壳三部分组成;保温水箱的内胆采用不锈钢材质,外壳采用不锈钢板,支架材质为彩钢板。
实施例6:如图1所示,一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7,太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16;
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连,太阳能热水箱8与除氧器15相连,除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1,氧含量传感器1和氧含量变送器2连接,氧含量变送器2与温度控制器3连接,温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接,蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路,锅炉16与除氧器15相连。
优选地,所述软水箱6与软水器5相连,软水器5、软水箱6、太阳能热水器7、太阳能热水箱8和除氧器15之间通过输水管依次相连。
优选地,所述太阳能热水箱8的出水口一侧安装有给水泵9,除氧器15的进水口一侧安装有自动调节阀10。
优选地,所述除氧器15和锅炉16之间安装有高加热水器14,高加热水器14的进水一侧安装有锅炉给水泵13,锅炉给水泵13与除氧器15的除氧器出水口12相连,在高加热水器14和锅炉给水泵13之间连接有一个阀门;锅炉给水泵13、高加热水器14和锅炉16之间通过输水管连通,锅炉16与除氧器15的加热蒸汽口11相连。
优选地,所述太阳能热水器7包括真空集热管、保温水箱、支架、连接管道;太阳能热水器的保温水箱由内胆、保温层、外壳三部分组成;保温水箱的内胆采用不锈钢材质,外壳采用不锈钢板,支架材质为彩钢板。
优选地,所述氧含量传感器1采用BDO-200D型中文在线溶氧仪,具体参数为:测量范围0~100.0ug/L、0~20.00mg/L,分辨率为0.1ug/L,0.01mg/L,0.1℃,0.1%;
所述氧含量变送器2采用的是智能氧含量分析变送器,即XMO2变送器;
所述温度控制器3集成电路采用的是TC620型号;
所述蒸汽电动自动调节阀4采用的是德国LIT电动蒸汽调节阀。
传统的除氧器的控制系统采用压力控制系统。通过压力变送器检测除氧器中的压力信号,与给定压力信号比较,出现差值,作用于PID控制器,产生控制信号,并由执行器执行,使被控对象除氧器的压力恢复至给定值范围,除氧器中的压力通过蒸汽量和排空阀控制,除氧器水位调节运行中除氧器水位不稳定,将会导致压力出现波动;进入除氧器的水温度变化太大,除氧器内压力时高时低安全阀就会动作,也会出现波动不稳定,从而有时不能有效地调节控制蒸汽量,最终导致不能合理的使用蒸汽量,有效地去除氧气。
而本实施例所述的图1,进入软水器5的补水a生成软水到软水箱6,软水箱6中的软水经过太阳能热水器7使其水温升高,温度升高的软水经过水调节阀调节后,进入除氧器经喷嘴喷出,形成雨伞水膜,与由上而下的加热蒸汽等进行混合式传热和传质,给水迅速到达压力下的饱和温度,使水中溶解的气体离析出来,再通过氧含量传感器1(工业溶氧仪)检测此时的出水氧含量,将其测定的氧含量物理值转化为输出信号反馈给氧含量变送器(2)转化为标准输出信号,初始出水含氧量 r(t)设定值在0.05~0.1(ug/L),通过温度控制器(PID)得到的差值e(t),蒸汽电动自动调节阀4自动调节其蒸汽量,使其除氧器中的出水氧含量在初始设定值范围。进而控制除氧器中出水氧含量的值,使其控制在误差范围之内。采用氧含量变送器,可以准确可靠的长期进行氧含量测量,可以快速的检测到出水氧含量的值,将测定值反馈给控制系统,调节加热蒸汽量,避免出现调节氧滞后,无法准确的控制蒸汽量,除去水中的氧气,导致锅炉的氧化,减少锅炉的寿命。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,其特征在于:包括氧含量传感器(1)、氧含量变送器(2)、温度控制器(3)、蒸汽电动自动调节阀(4)、软水箱(6)、太阳能热水器(7),太阳能热水箱(8)、除氧器(15)、锅炉(16);
所述太阳能热水器(7)分别与软水箱(6)、太阳能热水箱(8)相连,太阳能热水箱(8)与除氧器(15)相连,除氧器(15)的出水热水管道内安装有氧含量传感器(1),氧含量传感器(1)和氧含量变送器(2)连接,氧含量变送器(2)与温度控制器(3)连接,温度控制器(3)与蒸汽电动自动调节阀(4)连接,蒸汽电动自动调节阀(4)安装在除氧器(15)、锅炉(16)的出水管路,锅炉(16)与除氧器(15)相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,其特征在于:所述软水箱(6)与软水器(5)相连,软水器(5)、软水箱(6)、太阳能热水器(7)、太阳能热水箱(8)和除氧器(15)之间通过输水管依次相连。
3.根据权利要求1所述的太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,其特征在于:所述太阳能热水箱(8)的出水口一侧安装有给水泵(9),除氧器(15)的进水口一侧安装有自动调节阀(10)。
4.根据权利要求1所述的太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,其特征在于:所述除氧器(15)和锅炉(16)之间安装有高加热水器(14),高加热水器(14)的进水一侧安装有锅炉给水泵(13),锅炉给水泵(13)与除氧器(15)的除氧器出水口(12)相连,在高加热水器(14)和锅炉给水泵(13)之间连接有一个阀门;锅炉给水泵(13)、高加热水器(14)和锅炉(16)之间通过输水管连通,锅炉(16)与除氧器(15)的加热蒸汽口(11)相连。
5.根据权利要求1所述的太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置,其特征在于:所述太阳能热水器(7)包括真空集热管、保温水箱、支架、连接管道;太阳能热水器的保温水箱由内胆、保温层、外壳三部分组成;保温水箱的内胆采用不锈钢材质,外壳采用不锈钢板,支架材质为彩钢板。
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