CN107036067A - 一种高效燃煤锅炉控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效燃煤锅炉控制系统，包括控制主机、CAN总线、燃烧控制子系统、汽水控制子系统、点火控制子系统、安全联锁子系统、风控制子系统、输入设备、显示屏、存储组件、打印机、报警组件；控制主机通过CAN总线分别与燃烧控制子系统、汽水控制子系统、点火控制子系统、引风控制子系统、安全联锁子系统通讯，输入设备通过USB接口与控制主机连接，显示屏通过VGA接口与控制主机连接，存储组件与控制主机连接，存储组件包括硬盘、闪存，存储模组件用于存储锅炉系统数据信息，打印机通过无线网络与控制主机连接，报警组件与控制主机连接，报警组件用于锅炉系统故障报警。采用发明锅炉燃烧更稳定，燃烧效率更高。
Description
技术领域
本发明属于燃煤锅炉控制技术领域，具体涉及一种高效燃煤锅炉控制系统。
背景技术
燃煤锅炉是指燃料燃烧的煤，煤炭热量经转化后，产生蒸汽或者变成热水，但并不是所有的热量全部有效转化，有一部分无功消耗，这样就存在效率问题，一般大些的锅炉效率高些，60% ~ 80%之间。
根据环保部新颁布的《火电厂大气污染物排放标准（2011版）》之规定， 2014年7月1日起全国电厂需要执行烟尘排放浓度限值20mg/Nm3的要求。目前，大部分电厂除从燃煤特性、设备特性来提升燃煤锅炉热能利用率，还采用了燃煤锅炉自动控制系统自动控制系统相关参数以期达到节能降耗的目标，然而电厂电除尘出口排放浓度不能达到国家新标准的要求，超标排放，这个人们生活、企业生产带来承重的负担，为实现燃煤锅炉燃烧效率的提升以及氮氧化物排放浓度的降低，有必要开发一种高效的燃煤锅炉控制系统。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种高效燃煤锅炉控制系统以解决燃煤锅炉的燃烧不稳定，燃烧效率低的问题。
本发明的技术方案如下：一种高效燃煤锅炉控制系统，包括控制主机、CAN总线、燃烧控制子系统、汽水控制子系统、点火控制子系统、安全联锁子系统、风控制子系统、输入设备、显示屏、存储组件、打印机、报警组件；控制主机通过CAN总线分别与燃烧控制子系统、汽水控制子系统、点火控制子系统、引风控制子系统、安全联锁子系统通讯，输入设备通过USB接口与控制主机连接，显示屏通过VGA接口与控制主机连接，显示屏用于显示各个子系统的运行状态图，存储组件与控制主机连接，存储组件包括硬盘、闪存，存储模组件用于存储锅炉系统数据信息，打印机通过无线网络与控制主机连接，报警组件与控制主机连接，报警组件用于锅炉系统故障报警。
进一步地，燃烧控制子系统包括一次风调节回路、二次风调节回路、送风调节回路、引风调节回路、给煤机调节回路，给煤机调节回路以给煤机转速实现燃煤量的调节控制，一次风调节回路实现一次风量的调节，二次风调节回路实现二次风量的调节，送风量调节回路实现送风量调节，引风调节回路实现引风量调节，给煤机调节回路结合一次风量、二次风量、送风量、引风量实现给煤机转速的调节。
进一步地，汽水控制子系统包括汽包液位控制回路、主蒸汽温度控制回路；汽包液位控制回路为三冲量的串级控制回路，即汽包液位、主给水流量、主蒸汽流量；汽包液位控制回路改变主给水流量，使之适应主蒸汽流量，维持汽包液位；汽包液位作为被调量，与主给水流量做串级控制；主蒸汽流量经过温压补偿后，作为前馈信号，参与给水流量控制; 主蒸汽温度控制回路改变减温水流量，维持主蒸汽温度；以炉膛出口温度为前馈对主蒸汽温度进行补偿。
进一步地，点火控制子系统包括油枪推进控制回路、点火枪推进控制回路、角阀管路控制回路、火焰检测装置；油枪推进控制回路控制油枪推进与退出，油枪可喷出油雾；点火枪推进控制回路包括点火枪、高能点火发生器、电动推杆，高能点火发生器设置在点火枪上，点火枪设置在电动推杆上，电动推杆可自动推进和退出；角阀管路控制回路实现油枪管路中油、汽的切换；火焰检测装置用于检测火焰信号。
进一步地，安全联锁子系统包括汽包液位的联锁保护、一次风机二次风机引风机给煤机的联锁保护；汽包液位的联锁保护为锅炉汽包液位低于极限值时，停一次风机、二次风机、引风机、给煤机；一次风机二次风机引风机给煤机的联锁保护为一次风机、二次风机、引风机、给煤机中的任何一台出现跳闸，均联锁停止相应的电机。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图。
图2为本发明的给煤机调节回路原理图。
图3为本发明的送风调节回路原理图。
图4为本发明的引风调节回路原理图。
图5为本发明的汽包液位控制回路原理图。
图6为本发明的主蒸汽温度控制回路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图1所示，一种高效燃煤锅炉控制系统，包括控制主机、CAN总线、燃烧控制子系统、汽水控制子系统、点火控制子系统、安全联锁子系统、风控制子系统、输入设备、显示屏、存储组件、打印机、报警组件；控制主机通过CAN总线分别与燃烧控制子系统、汽水控制子系统、点火控制子系统、引风控制子系统、安全联锁子系统通讯，输入设备通过USB接口与控制主机连接，显示屏通过VGA接口与控制主机连接，显示屏用于显示各个子系统的运行状态图，存储组件与控制主机连接，存储组件包括硬盘、闪存，存储模组件用于存储锅炉系统数据信息，打印机通过无线网络与控制主机连接，报警组件与控制主机连接，报警组件用于锅炉系统故障报警。
燃烧控制子系统包括一次风调节回路、二次风调节回路、送风调节回路、引风调节回路、给煤机调节回路，给煤机调节回路以给煤机转速实现燃煤量的调节控制，一次风调节回路实现一次风量的调节，二次风调节回路实现二次风量的调节，送风量调节回路实现送风量调节，引风调节回路实现引风量调节，给煤机调节回路结合一次风量、二次风量、送风量、引风量实现给煤机转速的调节。
如图2所示，给煤机调节回路包括燃料量控制器、给煤机，燃料控制器获得一个燃料调整量u B 指令，燃料量控制器控制给煤机转速，输出相应的燃料量B，给煤机向燃料量控制器提供一个燃料量输出反馈信号，给煤机调节回路为一内回路，通过调整给煤机调节回路，煤粉侧内部的扰动以及系统的品质能够大大的得到改善。
如图3所示，送风调节回路包括送风量控制器、调风门、送风机，送风量控制器获得给煤机输出的燃料量B，送风量控制器调节送风机的调风门，在稳态时，给煤机调节回路保证给煤量和送风量间满足：
B=ɑ
v*
V
其中给煤量B，V送风量，ɑ v 为调节系数。
如图4所示，引风调节回路包括引风量控制器、引风机、补偿器、炉膛，引风量控制器获得炉膛负压给定值r s ，补偿器测得的V送风量，引风机在引风量控制器以及补偿器的作用下获得引风量Q，引风量Q输送至炉膛用于调整炉膛压力。
如图5所示，汽水控制子系统包括汽包液位控制回路、主蒸汽温度控制回路；汽包液位控制回路包括调节器1、调节器2、给水机构、汽包、汽包液位、主蒸汽流量、主给水流量；汽包液位控制回路为三冲量的串级控制回路，即汽包液位、主给水流量、主蒸汽流量；汽包液位控制回路通过调节器1、调节器2以及给水机构改变主给水流量，使之适应主蒸汽流量，维持汽包液位；汽包液位作为被调量，与主给水流量做串级控制；主蒸汽流量经过温压补偿后，作为前馈信号，通过调节器2、给水机构参与给水流量控制。
如图6所示，主蒸汽温度控制回路包括调节器3、调节器4、减温水装置、汽温测量装置、炉膛出口温度、主蒸汽温度、减温水流量；主蒸汽温度控制回路通过调节器3、调节器4、减温水装置改变减温水流量，维持主蒸汽温度；以炉膛出口温度为前馈对主蒸汽温度进行补偿。
点火控制子系统包括油枪推进控制回路、点火枪推进控制回路、角阀管路控制回路、火焰检测装置；油枪推进控制回路控制油枪推进与退出，油枪可喷出油雾；点火枪推进控制回路包括点火枪、高能点火发生器、电动推杆，高能点火发生器设置在点火枪上，点火枪设置在电动推杆上，电动推杆可自动推进和退出；角阀管路控制回路实现油枪管路中油、汽的切换；火焰检测装置用于检测火焰信号。
安全联锁子系统包括汽包液位的联锁保护、一次风机二次风机引风机给煤机的联锁保护；汽包液位的联锁保护为锅炉汽包液位低于极限值时，停一次风机、二次风机、引风机、给煤机；一次风机二次风机引风机给煤机的联锁保护为一次风机、二次风机、引风机、给煤机中的任何一台出现跳闸，均联锁停止相应的电机。
一种高效燃煤锅炉控制系统，至少存在的有益效果是：（1）通过送风量调节回路、引风量调节回路、给煤量调节回路、一次风调节回路以及二次风调节回路、实现燃料量的自动调节；（2）采用了三冲量的串级汽包液位控制回路，能够实现汽包液位的准确自动调节；（3）通过采用本发明的燃煤锅炉控制系统，大大减小了炉膛压力的波动，能有效提高燃煤锅炉燃烧效率。
以上是对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种高效燃煤锅炉控制系统，包括控制主机、CAN总线、燃烧控制子系统、汽水控制子系统、点火控制子系统、安全联锁子系统、风控制子系统、输入设备、显示屏、存储组件、打印机、报警组件；其特征在于，控制主机通过CAN总线分别与燃烧控制子系统、汽水控制子系统、点火控制子系统、引风控制子系统、安全联锁子系统通讯，输入设备通过USB接口与控制主机连接，显示屏通过VGA接口与控制主机连接，显示屏用于显示各个子系统的运行状态图，存储组件与控制主机连接，存储组件包括硬盘、闪存，存储模组件用于存储锅炉系统数据信息，打印机通过无线网络与控制主机连接，报警组件与控制主机连接，报警组件用于锅炉系统故障报警。
2.根据权利要求1所述的一种高效燃煤锅炉控制系统，其特征在于，燃烧控制子系统包括一次风调节回路、二次风调节回路、送风调节回路、引风调节回路、给煤机调节回路，给煤机调节回路以给煤机转速实现燃煤量的调节控制，一次风调节回路实现一次风量的调节，二次风调节回路实现二次风量的调节，送风量调节回路实现送风量调节，引风调节回路实现引风量调节，给煤机调节回路结合一次风量、二次风量、送风量、引风量实现给煤机转速的调节。
3.根据权利要求1所述的一种高效燃煤锅炉控制系统，其特征在于，汽水控制子系统包括汽包液位控制回路、主蒸汽温度控制回路；汽包液位控制回路为三冲量的串级控制回路，即汽包液位、主给水流量、主蒸汽流量；汽包液位控制回路改变主给水流量，使之适应主蒸汽流量，维持汽包液位；汽包液位作为被调量，与主给水流量做串级控制；主蒸汽流量经过温压补偿后，作为前馈信号，参与给水流量控制; 主蒸汽温度控制回路改变减温水流量，维持主蒸汽温度；以炉膛出口温度为前馈对主蒸汽温度进行补偿。
4.根据权利要求1所述的一种高效燃煤锅炉控制系统，其特征在于，点火控制子系统包括油枪推进控制回路、点火枪推进控制回路、角阀管路控制回路、火焰检测装置；油枪推进控制回路控制油枪推进与退出，油枪可喷出油雾；点火枪推进控制回路包括点火枪、高能点火发生器、电动推杆，高能点火发生器设置在点火枪上，点火枪设置在电动推杆上，电动推杆可自动推进和退出；角阀管路控制回路实现油枪管路中油、汽的切换；火焰检测装置用于检测火焰信号。
5.根据权利要求1所述的一种高效燃煤锅炉控制系统，其特征在于，安全联锁子系统包括汽包液位的联锁保护、一次风机二次风机引风机给煤机的联锁保护；汽包液位的联锁保护为锅炉汽包液位低于极限值时，停一次风机、二次风机、引风机、给煤机；一次风机二次风机引风机给煤机的联锁保护为一次风机、二次风机、引风机、给煤机中的任何一台出现跳闸，均联锁停止相应的电机。
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