CN110132045A - 一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制装置 - Google Patents

Abstract

一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制装置，它包括吹灰蒸汽管道，吹灰蒸汽管道的一端接入过热蒸汽管道、另一端设有吹灰管道疏水切断阀，与吹灰蒸汽管道连接设有若干吹灰器，在吹灰蒸汽管道上且位于吹灰蒸汽管道与过热蒸汽管道的连通处A和蒸汽管道与吹灰器连接处B之间设有角行程蒸汽调节阀。本发明的目的是提供一种能高效的用于合成氨三气锅炉吹灰装置及方法，避免因锅炉积灰不能有效、定期被清理而造成燃烧炉设备换热效率低下、生产的产品的产量及品质受影响的技术问题。

Description

一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制装置

技术领域

本发明专利属于化工设备自动控制领域，具体适用于合成氨三气锅炉吹灰的自动控制。

背景技术

为克服三气锅炉高温过热器、低温过热器、蒸发器、省煤器等部位的积灰对换热的影响，需定期使用蒸汽进行吹灰操作。在生产过程中往往需根据个人经验进行不定时的吹灰操作，并且需要耗费大量人力到装置危险区域手动打开各个长伸缩式吹灰器，由于吹灰周期不定时、各班操作人员经验不同等原因，在吹灰过程中会造成过热蒸汽温度、尾气温度等大幅波动，影响装置平稳性。时常因吹灰不及时导致高温过热器、低温过热器、蒸发器、省煤器等部位的积灰严重恶化，导致换热效率底下，影响装置的产量及品质。

发明内容

本发明的目的是提供一种能高效的用于合成氨三气锅炉吹灰装置及方法，避免因锅炉积灰不能有效、定期被清理而造成燃烧炉设备换热效率低下、生产的产品的产量及品质受影响的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制装置，它包括吹灰蒸汽管道，吹灰蒸汽管道的一端接入过热蒸汽管道、另一端设有吹灰管道疏水切断阀，与吹灰蒸汽管道连接设有若干吹灰器，在吹灰蒸汽管道上且位于吹灰蒸汽管道与过热蒸汽管道的连通处A和蒸汽管道与吹灰器连接处B之间设有角行程蒸汽调节阀。

上述吹灰器包括用于高温过热器吹灰的吹灰器、用于低温过热器吹灰的吹灰器、用于蒸发器吹灰的吹灰器、用于省煤器吹灰的吹灰器。

上述用于高温过热器吹灰的吹灰器包括第一吹灰器和第二吹灰器，第一吹灰器用于高温过热器上部的吹灰，第二吹灰器用于高温过热器下部的吹灰；用于低温过热器吹灰的吹灰器包括第三吹灰器和第四吹灰器，第三吹灰器用于低温过热器上部的吹灰，第四吹灰器用于低温过热器下部的吹灰；用于蒸发器吹灰的吹灰器包括第五吹灰器、第六吹灰器、第七吹灰器、第八吹灰器、第九吹灰器、以及第十吹灰器，第五吹灰器、第六吹灰器、第七吹灰器用于蒸发器上部的吹灰，第八吹灰器、第九吹灰器、以及第十吹灰器用于蒸发器下部的吹灰；用于省煤器吹灰的吹灰器包括第十一吹灰器以及第十二吹灰器。

在过热蒸汽管道上设有过热蒸汽温度传感器，在吹灰蒸汽管道上设有吹灰蒸汽压力传感器。

还包括烟气管道以及设置在烟气管道上的烟气温度传感器，用于吹灰装置工作的保护。

一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制方法，包括以下步骤：

1）在控制系统上投上自动吹灰开关，吹灰自动控制装置开始工作；

2）由控制系统输出控制信号至角行程蒸汽调节阀，将该阀门开至一定开度；一定时间后输出开关量信号关闭吹灰管道疏水切断阀，利用过热蒸汽完成吹灰蒸汽管道及吹灰器的疏水；

3）由控制系统输出控制信号至角行程蒸汽调节阀，将该阀门开至较步骤2）中更大的开度并且输出开关量信号至各个吹灰器，启动各个吹灰器开始吹灰工作；

4）在各个吹灰器工作完毕后，由控制系统输出控制信号至角行程蒸汽调节阀，将该阀门关闭，在一定时间后输出开关量信号打开吹灰管道疏水切断阀排净吹灰蒸汽管道内的压力。

在步骤3）中各个吹灰器的工作流程中，采用以下步骤：

1）阀门开至指定开度后，启动高温过热器第一吹灰器，开始高温过热器上部区域的吹灰；

2）由控制系统输出输出开关量信号至第五吹灰器，启动第五吹灰器，开始蒸发器上部区域的吹灰；

3）由控制系统输出输出开关量信号至第二吹灰器，启动第二吹灰器，开始高温过热器下部区域的吹灰；

4）由控制系统输出输出开关量信号至第八吹灰器，启动第八吹灰器，开始蒸发器下部区域的吹灰；

5）由控制系统输出开关量信号至第三吹灰器，启动第三吹灰器，开始低温过热器上部区域的吹灰；

6）由控制系统输出输出开关量信号至第六吹灰器，启动第六吹灰器，开始蒸发器上部区域的吹灰；

7）由控制系统输出输出开关量信号至第四吹灰器，启动第四吹灰器，开始低温过热器下部区域的吹灰；

8）由控制系统输出输出开关量信号至第九吹灰器，启动第九吹灰器，开始蒸发器下部区域的吹灰；

9）由控制系统输出输出开关量信号至第七吹灰器，启动第七吹灰器，开始蒸发器上部区域的吹灰；

10）由控制系统输出输出开关量信号至第十吹灰器吹灰器，启动第十吹灰器，开始蒸发器下部区域的吹灰；

11）由控制系统输出输出开关量信号至第十一吹灰器，启动第十一吹灰器，开始省煤器上部区域的吹灰；

12）由控制系统输出输出开关量信号至第十二式吹灰器，启动第十二吹灰器，开始省煤器下部区域的吹灰。

在前一个吹灰器作业完毕且经过指定时间段后，后一个吹灰器开始作业，在各个吹灰器启动前都要判断过热蒸汽温度是否小于指定温度C1，烟气温度是否大于指定温度C2，吹灰蒸汽管道压力是否大于指定值，若满足判断条件则执行下一步步骤，否则终止作业。

所述控制系统的输入端用于接收吹灰蒸汽压力传感器、过热蒸汽温度传感器、以及烟气温度传感器的监测信号，控制系统的输出端用于输出控制信号给各个吹灰器、角行程蒸汽调节阀、以及吹灰管道疏水切断阀，以控制各个吹灰器的动作，以及角行程蒸汽调节阀与吹灰管道疏水切断阀的开闭以及开闭度。

所述控制系统的输入端用于接收吹灰蒸汽压力传感器、过热蒸汽温度传感器、以及烟气温度传感器的监测信号，控制系统的输出端用于输出控制信号给各个吹灰器、角行程蒸汽调节阀、以及吹灰管道疏水切断阀，以控制各个吹灰器的动作，以及角行程蒸汽调节阀与吹灰管道疏水切断阀的开闭以及开闭度。

本发明的有益效果是：

本发明将监控信号引入控制系统，能很好的实现三气炉吹灰系统的自动控制，并根据一定的吹灰顺序及逻辑，实现三气锅炉的定时吹灰操作，经改造后的吹灰系统能有效解决因操作不当或手动吹灰不及时引起锅炉积灰，从而提升换热效率，减少能量损失，实现节能降耗及降低安全风险。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2本发明的控制框图；

图3为本发明中各个吹灰器工作的流程图。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制装置，它包括吹灰蒸汽管道15，吹灰蒸汽管道15的一端接入过热蒸汽管道16、另一端设有吹灰管道疏水切断阀20，与吹灰蒸汽管道15连接设有若干吹灰器，在吹灰蒸汽管道15上且位于吹灰蒸汽管道15与过热蒸汽管道16的连通处A和蒸汽管道15与吹灰器连接处B之间设有角行程蒸汽调节阀13，采用该结构，可以很好的利用过热蒸汽管道16，通过过热蒸汽管道16中的热蒸汽给吹灰蒸汽管道15提供较高的气压和热蒸汽，使连接在蒸汽管道15上的各个吹灰器能很好的动作以实现吹灰作业，通过角行程蒸汽调节阀13、蒸汽管道15、吹灰管道疏水切断阀20的配合，能很好的调节管道内的压力以满足各个吹灰器的作业并很好的疏水。

具体的，吹灰器包括用于高温过热器吹灰的吹灰器、用于低温过热器吹灰的吹灰器、用于蒸发器吹灰的吹灰器、用于省煤器吹灰的吹灰器，这样本装置能很好的适用于三气锅炉及其附属设备的吹灰作业。

具体的，用于高温过热器吹灰的吹灰器包括第一吹灰器7和第二吹灰器1，第一吹灰器7用于高温过热器上部的吹灰，第二吹灰器1用于高温过热器下部的吹灰；用于低温过热器吹灰的吹灰器包括第三吹灰器8和第四吹灰器2，第三吹灰器8用于低温过热器上部的吹灰，第四吹灰器2用于低温过热器下部的吹灰；用于蒸发器吹灰的吹灰器包括第五吹灰器9、第六吹灰器10、第七吹灰器11、第八吹灰器3、第九吹灰器4、以及第十吹灰器5，第五吹灰器9、第六吹灰器10、第七吹灰器11用于蒸发器8上部的吹灰，第八吹灰器3、第九吹灰器4、以及第十吹灰器5用于蒸发器下部的吹灰；用于省煤器吹灰的吹灰器包括第十一吹灰器12以及第十二吹灰器6。

进一步的，在过热蒸汽管道16上设有过热蒸汽温度传感器17，在吹灰蒸汽管道15上设有吹灰蒸汽压力传感器14。

还包括烟气管道19以及设置在烟气管道19上的烟气温度传感器18，用于吹灰装置工作的保护，在正常生产的时候，后工段是利用烟气温度余热进行煤棒烘干的，吹灰过程中防止锅炉换热效率突然变好，导致烟气温度降低，会影响后工段正常生产，会停止吹灰，程序恢复到初始状态。

包括以下步骤：

1）在控制系统21上投上自动吹灰开关，吹灰自动控制装置开始工作；

2）由控制系统21输出控制信号至角行程蒸汽调节阀13，将该阀门开至一定开度；一定时间后输出开关量信号关闭吹灰管道疏水切断阀20，利用过热蒸汽完成吹灰蒸汽管道16及吹灰器的疏水；

3）由控制系统输出控制信号至角行程蒸汽调节阀13，将该阀门开至较步骤2）中更大的开度并且输出开关量信号至各个吹灰器，启动各个吹灰器开始吹灰工作；

4）在各个吹灰器工作完毕后，由控制系统21输出控制信号至角行程蒸汽调节阀13，将该阀门关闭，在一定时间后输出开关量信号打开吹灰管道疏水切断阀20排净吹灰蒸汽管道内的压力。

采用上述步骤，可以很好的利用过热蒸汽管道16，通过过热蒸汽管道16中的热蒸汽给吹灰蒸汽管道15提供较高的气压和热蒸汽，使连接在蒸汽管道15上的各个吹灰器能很好的动作以实现吹灰作业，通过角行程蒸汽调节阀13、蒸汽管道15、吹灰管道疏水切断阀20的配合，能很好的调节管道内的压力以满足各个吹灰器的作业并很好的疏水。

在步骤3）中各个吹灰器的工作流程中，采用以下步骤：

（1）阀门开至指定开度后，启动高温过热器第一吹灰器7，开始高温过热器上部区域的吹灰；

（2）由控制系统输出输出开关量信号至第五吹灰器9，启动第五吹灰器9，开始蒸发器上部区域的吹灰；

（3）由控制系统输出输出开关量信号至第二吹灰器1，启动第二吹灰器1，开始高温过热器下部区域的吹灰；

（4）由控制系统输出输出开关量信号至第八吹灰器3，启动第八吹灰器3，开始蒸发器下部区域的吹灰；

（5）由控制系统输出开关量信号至第三吹灰器8，启动第三吹灰器8，开始低温过热器上部区域的吹灰；

（6）由控制系统输出输出开关量信号至第六吹灰器10，启动第六吹灰器10，开始蒸发器上部区域的吹灰；

（7）由控制系统输出输出开关量信号至第四吹灰器2，启动第四吹灰器2，开始低温过热器下部区域的吹灰；

（8）由控制系统输出输出开关量信号至第九吹灰器4，启动第九吹灰器4，开始蒸发器下部区域的吹灰；

（9）由控制系统输出输出开关量信号至第七吹灰器11，启动第七吹灰器11，开始蒸发器上部区域的吹灰；

（10）由控制系统输出输出开关量信号至第十吹灰器5吹灰器，启动第十吹灰器5，开始蒸发器下部区域的吹灰；

（11）由控制系统输出输出开关量信号至第十一吹灰器12，启动第十一吹灰器12，开始省煤器上部区域的吹灰；

（12）由控制系统输出输出开关量信号至第十二式吹灰器6，启动第十二吹灰器，开始省煤器下部区域的吹灰。

在前一个吹灰器作业完毕且经过指定时间段后，后一个吹灰器开始作业，在各个吹灰器启动前都要判断过热蒸汽温度是否小于指定温度C1，烟气温度是否大于指定温度C2，吹灰蒸汽管道压力是否大于指定值，若满足判断条件则执行下一步步骤，否则终止作业。

其中指定温度C1为440℃，指定温度C2为180℃，吹灰蒸汽管道压力的指定值为1.5Mpa。

一般情况下，按烟气流动方向吹扫锅炉，吹灰顺序依次为高过、低过、蒸发器、空预器、省煤器，若锅炉积灰十分严重时，可从烟道尾部的吹灰器开始逆流程向前吹，也可将尾部烟道的吹灰器与前面的吹灰器交替启动，才能消除锅炉出口区域的阻塞，若采取直接从前往后吹，过热器清出的积灰可能会堆积在省煤器区域。

在系统的控制结构上，控制系统21的输入端用于接收吹灰蒸汽压力传感器14、过热蒸汽温度传感器17、以及烟气温度传感器18的监测信号，控制系统21的输出端用于输出控制信号给各个吹灰器、角行程蒸汽调节阀13、以及吹灰管道疏水切断阀20，以控制各个吹灰器的动作，以及角行程蒸汽调节阀13与吹灰管道疏水切断阀20的开闭以及开闭度。

可选的，吹灰蒸汽压力传感器14的型号可选的型号为：横河川仪EJA530

过热蒸汽温度传感器17可选的型号为：安徽贝利WRN-430

烟气温度传感器18可选的型号为：安徽贝利WZP-430

控制系统21可选型号为HZ-DCS的DCS集散式控制系统。

控制系统21的输入端用于接收吹灰蒸汽压力传感器14、过热蒸汽温度传感器17、以及烟气温度传感器18的监测信号，控制系统21的输出端用于输出控制信号给各个吹灰器、角行程蒸汽调节阀13、以及吹灰管道疏水切断阀20，以控制各个吹灰器的动作，以及角行程蒸汽调节阀13与吹灰管道疏水切断阀20的开闭以及开闭度。

Claims (10)

1.一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制装置，其特征在于：它包括吹灰蒸汽管道（15），吹灰蒸汽管道（15）的一端接入过热蒸汽管道（16）、另一端设有吹灰管道疏水切断阀（20），与吹灰蒸汽管道（15）连接设有若干吹灰器，在吹灰蒸汽管道（15）上且位于吹灰蒸汽管道（15）与过热蒸汽管道（16）的连通处A和蒸汽管道（15）与吹灰器连接处B之间设有角行程蒸汽调节阀（13）。

2.根据权利要求1所述的一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制装置，其特征在于：所述吹灰器包括用于高温过热器吹灰的吹灰器、用于低温过热器吹灰的吹灰器、用于蒸发器吹灰的吹灰器、用于省煤器吹灰的吹灰器。

3.根据权利要求2所述的一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制装置，其特征在于：所述用于高温过热器吹灰的吹灰器包括第一吹灰器（7）和第二吹灰器（1），第一吹灰器（7）用于高温过热器上部的吹灰，第二吹灰器（1）用于高温过热器下部的吹灰；用于低温过热器吹灰的吹灰器包括第三吹灰器（8）和第四吹灰器（2），第三吹灰器（8）用于低温过热器上部的吹灰，第四吹灰器（2）用于低温过热器下部的吹灰；用于蒸发器吹灰的吹灰器包括第五吹灰器（9）、第六吹灰器（10）、第七吹灰器（11）、第八吹灰器（3）、第九吹灰器（4）、以及第十吹灰器（5），第五吹灰器（9）、第六吹灰器（10）、第七吹灰器（11）用于蒸发器（8）上部的吹灰，第八吹灰器（3）、第九吹灰器（4）、以及第十吹灰器（5）用于蒸发器下部的吹灰；用于省煤器吹灰的吹灰器包括第十一吹灰器（12）以及第十二吹灰器（6）。

4.根据权利要求3所述的一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制装置，其特征在于:在过热蒸汽管道（16）上设有过热蒸汽温度传感器（17），在吹灰蒸汽管道（15）上设有吹灰蒸汽压力传感器（14）。

5.根据权利要求4所述的一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制装置，其特征在于:还包括烟气管道（19）以及设置在烟气管道（19）上的烟气温度传感器（18），用于吹灰装置工作的保护。

6.一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）在控制系统（21）上投上自动吹灰开关，吹灰自动控制装置开始工作；

2）由控制系统（21）输出控制信号至角行程蒸汽调节阀（13），将该阀门开至一定开度；一定时间后输出开关量信号关闭吹灰管道疏水切断阀（20），利用过热蒸汽完成吹灰蒸汽管道（16）及吹灰器的疏水；

3）由控制系统输出控制信号至角行程蒸汽调节阀（13），将该阀门开至较步骤2）中更大的开度并且输出开关量信号至各个吹灰器，启动各个吹灰器开始吹灰工作；

4）在各个吹灰器工作完毕后，由控制系统（21）输出控制信号至角行程蒸汽调节阀（13），将该阀门关闭，在一定时间后输出开关量信号打开吹灰管道疏水切断阀（20）排净吹灰蒸汽管道内的压力。

7.根据权利要求6所述的一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制装置，其特征在于,在步骤3）中各个吹灰器的工作流程中，采用以下步骤：

（1）阀门开至指定开度后，启动高温过热器第一吹灰器（7），开始高温过热器上部区域的吹灰；

（2）由控制系统输出输出开关量信号至第五吹灰器（9），启动第五吹灰器（9），开始蒸发器上部区域的吹灰；

（3）由控制系统输出输出开关量信号至第二吹灰器（1），启动第二吹灰器（1），开始高温过热器下部区域的吹灰；

（4）由控制系统输出输出开关量信号至第八吹灰器（3），启动第八吹灰器（3），开始蒸发器下部区域的吹灰；

（5）由控制系统输出开关量信号至第三吹灰器（8），启动第三吹灰器（8），开始低温过热器上部区域的吹灰；

（6）由控制系统输出输出开关量信号至第六吹灰器（10），启动第六吹灰器（10），开始蒸发器上部区域的吹灰；

（7）由控制系统输出输出开关量信号至第四吹灰器（2），启动第四吹灰器（2），开始低温过热器下部区域的吹灰；

（8）由控制系统输出输出开关量信号至第九吹灰器（4），启动第九吹灰器（4），开始蒸发器下部区域的吹灰；

（9）由控制系统输出输出开关量信号至第七吹灰器（11），启动第七吹灰器（11），开始蒸发器上部区域的吹灰；

（10）由控制系统输出输出开关量信号至第十吹灰器（5）吹灰器，启动第十吹灰器（5），开始蒸发器下部区域的吹灰；

（11）由控制系统输出输出开关量信号至第十一吹灰器（12），启动第十一吹灰器（12），开始省煤器上部区域的吹灰；

（12）由控制系统输出输出开关量信号至第十二式吹灰器（6），启动第十二吹灰器，开始省煤器下部区域的吹灰。

8.根据权利要求7所述的一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制装置，其特征在于：在前一个吹灰器作业完毕且经过指定时间段后，后一个吹灰器开始作业，在各个吹灰器启动前都要判断过热蒸汽温度是否小于指定温度C1，烟气温度是否大于指定温度C2，吹灰蒸汽管道压力是否大于指定值，若满足判断条件则执行下一步步骤，否则终止作业。

9.根据权利要求4或5所述的一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制装置，其特征在于:所述控制系统（21）的输入端用于接收吹灰蒸汽压力传感器（14）、过热蒸汽温度传感器（17）、以及烟气温度传感器（18）的监测信号，控制系统（21）的输出端用于输出控制信号给各个吹灰器、角行程蒸汽调节阀（13）、以及吹灰管道疏水切断阀（20），以控制各个吹灰器的动作，以及角行程蒸汽调节阀（13）与吹灰管道疏水切断阀（20）的开闭以及开闭度。

10.根据权利要求6或7或8所述的一种合成氨三气锅炉吹灰的自动控制方法，其特征在于:所述控制系统（21）的输入端用于接收吹灰蒸汽压力传感器（14）、过热蒸汽温度传感器（17）、以及烟气温度传感器（18）的监测信号，控制系统（21）的输出端用于输出控制信号给各个吹灰器、角行程蒸汽调节阀（13）、以及吹灰管道疏水切断阀（20），以控制各个吹灰器的动作，以及角行程蒸汽调节阀（13）与吹灰管道疏水切断阀（20）的开闭以及开闭度。