CN1068184A - 锅炉炉拱的自动控制装置 - Google Patents

Abstract

一种锅炉炉拱的自动控制装置包括温度感应、电 器控制、传动、减速等装置或机构，其中热电偶装在锅 炉的前拱区，传动机构包括设在拱体拱架下的齿条、 传动齿轮，或者有与拱架相连及水平地穿过尾拱的丝 杆和丝帽复合式链齿轮，以及导向限位开关，根据锅 炉燃烧要求，经预先设定工作状态，通过检测、控制， 使拱体向开大或关小拱门移动的，以适应不同煤种及 负荷下的正常燃烧，从而减轻操作强度，提高煤炭燃 烧率、节约能源和降低生产成本。

Description

本发明涉及锅炉的炉拱，尤其是用于可燃烧多种煤炭的锅炉多功能活动炉拱的自动控制装置。

近几年来，由于锅炉活动炉拱的设计成功使锅炉能适应燃烧多种煤炭且具有良好的燃烧性能，提高了锅炉的负荷适应能力和燃料的利用率，起到了节煤、节能的作用。此类以锅炉活动炉拱为主题的专利申请，有本申请人提出的发明专利申请CN88105468“锅炉活动炉拱装置”和CN90101330“锅炉多功能可变前后活动炉拱”。不过，在那些专利申请中锅炉活动炉拱的控制多是用手工机械来完成的，例如为达到最佳的燃烧工况，炉拱拱体需要调节到哪个开启位置，完全凭操作人员对锅炉燃烧观察的经验来进行。为此，调节较为繁重，而又不十分精确，尤其是对新的锅炉操作工来说是很不适应的。

本发明的目的是为了提供一种锅炉多功能活动炉拱的机构和电器相结合的控制装置，该装置可随燃烧温度的变化自动打开、关闭并在打开的状态下可在某一位置上作一定时间的停留。

根据上述的目的，本锅炉活动炉拱的控制装置包括活动炉拱的温度感应器具，电器控制装置，传动机构及减速机构等。其中，所述的温度感应器具，例如热电偶、光学电磁波等测温头安放在锅炉的前拱区段或/和煤闸门附近，电器控制装置包括热电势测量放大仪表、转换开关、延时继电器及可使炉拱拱体在极限位置时进行切换的开关控制元件等。通常，由热电势测量放大仪表将感应器具测量到的实际炉堂内煤的着火和燃烧温度变成放大的电信号，提供给控制元件，实现对电机的正反转的控制、延时等。

所述的传动机构包括分别安装在滑动炉拱拱体的左右拱架下端面上的二个齿条，安装在拱体的拱架以下锅炉左右支柱上的二根平行的齿轮轴，二对安装在齿轮轴上啮合齿轮，齿轮轴中之一的主动轴穿过支柱部分上装有一链轮，齿轮轴的从动轴上齿轮分别与所述的齿条啮合，所述的电机减速机构固定安装在主动轴装有链轮一则，并且其减速箱出轴上也装有链轮，该链轮与主动轴上链轮经链条构成传动连接，所述的拱架的前或后端设有带螺纹的孔，所述的限位机构包括一丝杆和二导向限位开关，所述的丝杆的一端与拱架的孔螺接，另一端经护套延伸至锅炉墙的孔外，所述的导向限位开关以相间一定距离安装在护墙板和丝杆固定套上。

经减速器、链和齿轮、齿条传动形成的减速使炉拱拱体在调节中保持0.05-0.12米/分的移动速度移动。

本锅炉炉拱拱体的自动控制装置由于采用感应元件进行检测，电器的放大、控制以及传动机构对炉拱拱体的直接作用，达到锅炉在使用不同煤种及负荷下的正常燃烧，所以可以大大减小操作人员的劳动强度，特别可精确地控制锅炉的最佳燃烧温度，从而可进一步提高煤炭的燃烧率，节约能源及降低生产成本。

图1是本发明的锅炉活动炉拱中安装感应元件和传动机构后的截面示意图;

图2是图1的A-A剖视图，表示所安装的传动机构的结构;

图3是图2的B-B剖视图，表示所安装的减速装置和限位装置的结构;

图4是本发明的锅炉活动炉拱中采用液压传动机构的示意图;

图5是本发明的锅炉活动炉拱中安装感应元件和另一种传动机构后的示意图;

图6是本发明的锅炉活动炉拱中安装感应元件和转动式传动机构后的示意图;

图7是图6的C-C剖示图，表示所安装的传动机构的结构;

图8是本发明的活动沪拱自动控制装置的驱动控制的电路图。

参见图1-3，本发明的锅炉可燃多种煤炭活动炉拱的自动控制装置的第一实施例，装置包括一感应器件，一电器控制装置，一传动机构及一减速机构。所述的感应器件包括感应元件1和检测放大器，感应元件可以是热电偶，光学辐射高温计、电磁测温计，在本发明中为安装放便使用热电偶，安装在锅炉前拱23区段，或煤闸门（图中未画出）附近。传动机构安装在由导轨和滑轮支承的炉拱拱体8的前后或者炉排17的之间的位置。传动机构包括二分别安装在炉拱拱体8两端的L形拱架7，二分别安装在拱架7的下端面上的齿条9，在拱架7的前端或后端设有带螺纹的小孔，一从动轴2，一主动轴4平行地安装在锅炉的支柱21上，在靠近风口18的主动、从动轴4，2上装配由齿轮10和11组成的二对啮合齿轮，而其中齿轮10分别与拱架7下端面上的齿条9啮合，一丝杆13的一端与拱架7的小孔螺纹连接，另一端延伸至锅炉的护墙15外，作为炉拱拱体在滑动或移动时的引导，为此护墙15上设有与丝杆13的轴经活动配合的小孔和部分围住丝杆的护套管14，另外丝杆13的长度可根据炉拱拱体的所需的最大移动距离加以调节。为对移动的始点和终点作限定，在丝杆13的护套管14和护墙15上设有限位开关3包括固定块和触头。为了驱动拱架7，主动轴4的一端延伸过立柱21外，在延伸端上装有链轮6。

所述的减速装置由电机4和减速器5组成，减速器可以是齿轮的，也可以是蜗轮杆或者是二者的结合，在减速的出轴上装链轮26，一链条27将链轮26与链轮6传动连接。在经过减速机构和传动机构的传动和变速，可使炉拱拱体8以0.05-0.12米/分的速度前后移动。为了防止在拱体8移动中的跳动，可在拱架7的左右两侧设置燕尾槽或半圆槽36，与设在立柱21和防焦砖16附近的水平导块或引块37相滑配，以使拱架移动平稳。

参见图5所示，这是本发明的另一实施例。在这个实施例中，所使用和安装的温度感应器具、电器控制装置、减速机构及限位机构基本上相类似，只是传动机构在设置上与前者不同。这个传动机构包括可固定安装在左右拱架7前端或后端，在本实施例中为后端的并水平的穿过尾拱32及略穿出锅炉炉墙15的二丝杆13，分别安装在护墙15壁上又靠近或与丝杆13相套的二轴承座49，在每个轴承座上有一对轴承50，在轴承50间的丝杆13上安装一内孔带丝扣并与所述的丝杆13相啮合的丝帽复合式链齿轮51。所述的减速装置的出轴上的链轮19通过链条27与该链齿轮51作传动连接。在丝杆13的自由端同上述一样可设护套管或固定套24，限位机构则包括二个分别安装在丝杆护套管和护墙15上的固定块和带触头的限位开关。轴承座和限位开关都由固定于护墙15上的壳体52围起。

另外，以上所述的拱架7上的孔是与长度方向平行的通孔，而与所述的拱架7的一头连接的丝杆13为空心丝杆，所述的拱架7的通孔与拱体内的诸弧形冷却支管12以相交方式连通。这样，在丝杆13的自由端接循环冷却风机或冷却水压机，可使这部分的构件得以冷却，增加了使用寿命。

如图6和图7所示，为本发明另一实施例，提供了一种可转动的活动炉拱的自动控制装置。同理，本实施例中也大体上具有以上所述的感应器具，电器控制装置和限位机构的结构和安装方式，仅在于所述传动机构由一个分别与旋转拱体30的支管29和减速箱5的一出轴连接的联轴节或离合器20，所述的减速箱的另一轴安装链轮，该链轮26与电机轴上的链轮27通过链条6作传动连接，所述的限位机构则包括二个分别安装在支管29和护墙15上的固定块和带触头的限位关。在图5中全部开启位置以31表示。

在以上各实施例中，减速装置由电机和减速器5组成，减速器可以是齿轮式的也可以是蜗轮蜗杆的，或者是二者的结合。电机的额定转速经减速，可使炉拱拱体或旋转拱体以0.05-0.12米/分钟的速度向前后或沿圆周运动。

另外，在第一实施例中，可以用液压式空气压力装置代替传动机构和减速机构，如图4所示。液压机装置则包括液压机和电磁控制阀、溢流阀，而空气压力装置包括空气压缩机，气动阀等。这时，丝杆13的一头螺纹连接拱架7的孔，另一头通过固定套24与液压或气压缸的活塞杆连接。限位机构则包括分别安装在固定套24和装置的引板上的固定块和带触头的限位开关。通过计算可求出推动拱体所需要的力，使推杆以0.05-0.12米/分的速度推动拱体移动。

请参阅图8，这是本发明的电器控制装置，它包括控制元件;有热电势的传感放大器38，延时继电器39、40，K_A3电气开关41，限位开关42，43等。当合上开关41，并将K_Z2板入自动控制状态，传感放大器38的电信号将传送到控制线路的二头，SJ₁通电延时合上后，控制线路进入温度检测工作状态，SJ₂通电延时合上后控制线路进入工作状态，此时如果温度＜700℃时热敏继电器T₁₁合上，电机正转使拱体以增加开启方向移动。如果温度＞800℃热敏继电器T₁₂合上，电机反转使供体以减小开启或关闭方向移动。通过调节SJ₁的延时时间可达到调节检测周期，调节SJ₂则达到控制电机正转或反转的时间长短，即炉拱拱体每次移动的行程。用该控制方法，可根据不用的使用锅炉的工作要求调节温度的控制范围，以及调节检测周期和炉拱拱体实际所要求达到的工作位置的精度。另外，以上控制线路中控制元件的功能也可用指令发生器或计算机等来实现。这种设计考虑到锅炉内燃烧温度实际偏差范围的需要，因为一般锅炉所要求的燃烧温度不低于700℃，不高于800℃，而有一些有特别要求的锅炉燃烧温度范围要求更严，可通过适当的延时加以调节，以使燃烧温度范围变动符合锅炉实际使用要求且工作稳定。

要求的锅炉燃烧温度范围要求更严，可通过适当的延时加以调节，以使燃烧温度范围变动符合锅炉实际使用要求且工作稳定。

Claims (5)

1、一种锅炉炉拱的自动控制装置，包括温度感应器件，电器控制装置，传动机构，减速机构和导向及限位机构，冷却系统，其特征在于所述温度感应器具，如热电偶安装在锅炉的前拱区段/或煤闸门附近并与电气控制装置的热电势测量放大仪连接，所述的传动机构包括分别安装在滑动炉拱拱体的左右拱架下端面上的二个齿条，安装在拱体的拱架以下锅炉左右支柱上的二根平行的齿轮轴，二对安装在齿轮轴上啮合齿轮，齿轮轴中之一的主动轴穿过支柱部分上装有一链轮，齿轮轴的从动轴上齿轮分别与所述的齿条啮合，所述的电机减速机构固定安装在主动轴装有链轮一侧，并且其减速箱出轴上也装有链轮，该链轮与主动轴上链轮经链条构成传动连接，所述的拱架的前或后端设有带螺纹的孔，所述的限位机构包括一丝杆和二导向限位开关，所述的丝杆的一端与拱架的孔螺接，另一端经护套延伸至锅炉护墙的孔外，所述的导向限位开关以相间一定距离安装在护墙板和丝杆固定套上。

2、根据权利要求1所述的自动控制装置，其特征在于所述的传动机构包括固定安装在左右拱架前端或后端并水平地穿过尾拱及略穿出锅炉护墙15的二丝杆，分别安装在护墙壁上又靠近或与丝杆相套的二轴承座，在每个轴承座上有一对轴承，在轴承间的丝杆上安装一内孔带丝扣并与所述的丝杆相啮合的丝帽复合式链齿轮，在丝杆的自由端设固定套，所述的限位机构由包括二个分别安装在丝杆的固定套和护墙上的固定块和带触头的限位开关。

3、根据权利要求1或2所述的自动控制装置，其特征在于所述的拱架上的孔是与长度方向平行的通孔，而与所述的拱架的一头连接的丝杆为空心丝杆，拱架的通孔与拱体内的弧形冷却支管以相交方式连通。

4、根据权利要求1所述的自动控制装置，其特征在于所述的传动机构由一个分别使放置拱体的支管和减速箱的一出轴连接的联轴节，所述的限位机构则包括二个分别安装在支管和护墙上的固定块和带触头的限位开关。

5、根据权利要求1所述的自动控制装置，所述的传动机构和减速机构为液压或空气压力装置，所述的丝杆的一头螺纹连接拱架的孔，另一头通过固定套与液压缸或气压缸的活塞杆连接。

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