CN110345507A - 一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于燃煤锅炉技术领域，尤其为一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，包括工作组件和调控组件，所述工作组件包括磨煤机、燃烧器、锅炉炉膛、引风机和鼓风机，所述磨煤机通过管道连接于所述燃烧器，所述引风机通过管道连接于所述燃烧器，所述锅炉炉膛固定连接于所述燃烧器；通过在所述锅炉炉膛的内部设置所述温度检测器和所述负荷传感器分别用于检测所述锅炉炉膛内部的负荷以及锅炉产热量，并将实时检测的数据发送给所述PLC，随着所述PLC的不断进行计算优化，同时控制所述第二空气流量阀和所述第一空气流量阀对进氧量进行减小，逐渐逼近实时的通氧含量最优值，使得在降低氧气含量时，负荷也随之降底，但是燃煤的热效率升高。
Description
技术领域
本发明属于燃煤锅炉技术领域，尤其涉及一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置。
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。
目前市场上通过锅炉热力实验找出锅炉的最佳过剩空气系数和对应的最佳烟气含氧量，然后用在线烟气氧量仪连续测量烟气含氧量，再由燃烧自动调节系统自动调节烟气含氧量维持在最佳值，这种调节方法有一个明显的缺点，一台锅炉当它的负荷变化时，最佳烟气含氧量也不同，因此自动调节到所谓的最佳烟气含氧量时，锅炉的热效率并不一定就是最好的。
发明内容
本发明提供一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，旨在解决目前市场上通过锅炉热力实验找出锅炉的最佳过剩空气系数和对应的最佳烟气含氧量，然后用在线烟气氧量仪连续测量烟气含氧量，再由燃烧自动调节系统自动调节烟气含氧量维持在最佳值，这种调节方法有一个明显的缺点，一台锅炉当它的负荷变化时，最佳烟气含氧量也不同，因此自动调节到所谓的最佳烟气含氧量时，锅炉的热效率并不一定就是最好的问题。
本发明是这样实现的，一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，包括工作组件和调控组件，所述工作组件包括磨煤机、燃烧器、锅炉炉膛、引风机和鼓风机，所述磨煤机通过管道连接于所述燃烧器，所述引风机通过管道连接于所述燃烧器，所述锅炉炉膛固定连接于所述燃烧器，所述鼓风机通过管道连接于所述锅炉炉膛，所述调控组件包括重量传感器、空气流量阀、温度检测器、负荷传感器和PLC，所述PLC分别与所述重量传感器、所述空气流量阀、所述温度检测器和所述负荷传感器电性连接，所述重量传感器检测的燃煤粉重量、所述温度检测器检测所述锅炉炉膛内部的温度和所述负荷传感器检测所述锅炉炉膛内部的负荷反馈给所述PLC，所述PLC根据实时数据对所述空气流量阀进行实时调控。
优选的，所述空气流量阀设置有两个，分别为第一空气流量阀和第二空气流量阀，且所述空气流量阀用于对空气的流量进行检测和空气流通的控制。
优选的，所述第一空气流量阀固定连接于所述引风机的出风口，所述第二空气流量阀固定连接于所述鼓风机的出风口。
优选的，所述鼓风机由预热部和鼓风部两个部分组成，且所述预热部位于所述鼓风部的前端。
优选的，所述燃烧器开设有助燃剂进口，所述助燃剂进口设置有与之相适配的封闭门。
优选的，所述重量传感器固定连接于所述磨煤机，所述重量传感器位于所述磨煤机的出料口处。
优选的，所述温度检测器和所述负荷传感器均安装于所述锅炉炉膛的内部。
优选的，所述工作组件还包括烟囱，所述烟囱管道连接于所述锅炉炉膛。
优选的，所述调控组件还包括污染检测设备，所述污染检测设备固定连接于所述烟囱的进风口处。
优选的，所述烟囱的内部分别设置有除硫设备和除尘设备，且所述污染检测设备与之相配合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，通过在所述锅炉炉膛的内部设置所述温度检测器和所述负荷传感器分别用于检测所述锅炉炉膛内部的负荷以及锅炉产热量，并将实时检测的数据发送给所述PLC，随着所述PLC的不断进行计算优化，同时控制所述第二空气流量阀和所述第一空气流量阀对进氧量进行减小，逐渐逼近实时的通氧含量最优值，使得在降低氧气含量时，负荷也随之降底，但是燃煤的热效率升高，此时为保证整个锅炉正常运转时间最长，效率最高的时候。
附图说明
图1为本发明的整体连接结构示意图；
图2为本发明中调控组件连接结构示意图；
图3为本发明锅炉热效率计算公式示意图；
图中：1、工作组件；11、磨煤机；12、燃烧器；13、锅炉炉膛；14、烟囱； 15、引风机；16、鼓风机；2、调控组件；21、重量传感器；22、第一空气流量阀；23、第二空气流量阀；24、温度检测器；25、负荷传感器；26、污染检测设备；27、PLC。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，包括工作组件1和调控组件2，工作组件1包括磨煤机11、燃烧器12、锅炉炉膛13、引风机15和鼓风机16，磨煤机11通过管道连接于燃烧器12，引风机15通过管道连接于燃烧器12，锅炉炉膛13固定连接于燃烧器12，鼓风机16通过管道连接于锅炉炉膛13，调控组件2包括重量传感器21、空气流量阀、温度检测器24、负荷传感器25和PLC27，PLC27分别与重量传感器21、空气流量阀、温度检测器24和负荷传感器25电性连接，重量传感器21检测的燃煤粉重量、温度检测器24检测锅炉炉膛13内部的温度和负荷传感器25检测锅炉炉膛13内部的负荷反馈给PLC27，PLC27根据实时数据对空气流量阀进行实时调控。
在本实施方式中，锅炉热效率计算公式：燃煤的热效率＝锅炉产热量/燃煤热值以及燃煤量，其中燃煤热值为7000千卡/千克(公斤)，锅炉产热量通过温度检测器24测得，燃煤量通过重量传感器21测得，当停止供燃煤，即燃煤量为定值时，锅炉产热量越高，燃煤的效率越大，同时燃煤的热效率也与内部的氧气含量以及负荷有关，当氧气含量高时，燃煤的热效率升高，负荷升高时，燃煤的热效率降低，当氧气含量不断下降时，内部的负荷也下降，同时燃煤的热效率也下降，其中当氧气含量的对燃煤热效率的影响小于负荷对燃煤热效率的影响时，氧气的降低导致负荷降低和燃煤热效率降低，但是负荷的降低导致燃煤热效率升高，所以其中，当氧气含量降低，负荷降低但是燃煤热效率升高的临界点为通氧含量的最优值。
在本实施方式中，首先燃煤通过煤斗导入到磨煤机11中，在磨煤机11中被磨成粉末状，随后启动引风机15打开第一空气流量阀22进行鼓吹，将燃煤粉一次全部吹入到燃烧器12中，同时将燃烧器12中添加助燃剂进行助燃，然后燃烧器12将烟气和燃煤导入到锅炉炉膛13中，然后启动鼓风机16打开第二空气流量阀23进行二次进风对内部的燃煤进行鼓吹，使得燃煤烧结的更旺，随后燃烧完成后的烟气沿着管道进入到烟囱14中，被烟囱14中的除硫设备和除尘设备进行除硫以及除尘处理，最后被污染检测设备26进行硫含量以及灰尘含量的检测，若检测合格，进行排放，若检测不合格进行回流重新除硫作业以及除尘作业，其中燃煤在磨煤机11输出后被重量传感器21进行检测得出实时燃煤量，且单次供燃煤量为一定，锅炉炉膛13中的温度检测器24和负荷传感器 25均对锅炉炉膛13内部的温度和负荷进行实时监测，得出实时的锅炉产热量以及锅炉负荷数据，这些数据均反馈给PLC27，PLC27根据温度检测器24检测的锅炉产热量数据，判断燃煤的热效率，同时也为了避免锅炉炉膛13内部负压过大，造成炸膛的危险，所以首先PLC27通过控制第二空气流量阀23进行空气输入的减少，空气输入减少，内部的氧气含量降低，燃煤的热效率降低，负压也降低，随着PLC27的控制空气量持续的减小，负荷持续的降低，燃煤的热效率持续的降低，当通氧含量到达最优值时，负荷降低，燃煤热效率增加，从而PLC27实时根据温度检测器24和负荷传感器25实时数据进行第二空气流量阀23中进氧量的控制，自动优化出实时的最优进氧含量。
进一步的，空气流量阀设置有两个，分别为第一空气流量阀22和第二空气流量阀23，且空气流量阀用于对空气的流量进行检测和空气流通的控制。
在本实施方式中，第一空气流量阀22用于控制第一进风，同时也对第一进风进行氧气含量的检测，第二空气流量阀23对鼓风机16通入锅炉炉膛13中的空气流量进行检测以及对进氧量进行控制。
进一步的，第一空气流量阀22固定连接于引风机15的出风口，第二空气流量阀23固定连接于鼓风机16的出风口。
在本实施方式中，第一空气流量阀22对引风机15通入的氧气含量进行记录，并反馈给PLC27，第二空气流量阀23对鼓风机16中的通氧量进行记录反馈给PLC27，同时也配合PLC27进行进氧量的控制。
进一步的，鼓风机16由预热部和鼓风部两个部分组成，且预热部位于鼓风部的前端。
在本实施方式中，鼓风机16中的预热部设置为高频预热机，用于对输入锅炉炉膛13中的空气进行预热，防止冷空气进入导致内部冷热交替，从而致使锅炉炉膛13进行炸膛，鼓风部设置为鼓风机16，用于将外部的空气通入到锅炉炉膛13中。
进一步的，燃烧器12开设有助燃剂进口，助燃剂进口设置有与之相适配的封闭门。
在本实施方式中，助燃剂通过燃烧器12的助燃剂进口充入到燃烧器12中，对燃烧器12内部的燃煤粉进行助燃，使得燃烧器12内部的产热量急速增加，用于整个锅炉的开始烧制阶段。
进一步的，重量传感器21固定连接于磨煤机11，重量传感器21位于磨煤机11的出料口处。
在本实施方式中，重量传感器21对磨煤机11出料口处的燃煤粉重量进行测量，并反馈给PLC27，为PLC27的计算提供燃煤量数据的支持，便于PLC27 的调节。
进一步的，温度检测器24和负荷传感器25均安装于锅炉炉膛13的内部。
在本实施方式中，温度检测器24用于检测锅炉内部锅炉产热量，负荷传感器25用于检测锅炉炉膛13的负荷。
进一步的，工作组件1还包括烟囱14，烟囱14管道连接于锅炉炉膛13。
在本实施方式中，烟囱14的设置用于将锅炉炉膛13中燃烧彻底的烟气进行排放，且对内部需要排放的烟气进行集中的除硫和除尘处理，最后进行大气外排，保证环保无污染。
进一步的，调控组件2还包括污染检测设备26，污染检测设备26固定连接于烟囱14的进风口处
在本实施方式中，污染检测设备26用于对烟囱14中被除硫和除尘处理过后的烟气进行硫含量以及灰尘含量的检测，判断是否符合国家规定的排放标准，确保无环境污染。
进一步的，烟囱14的内部分别设置有除硫设备和除尘设备，且污染检测设备26与之相配合。
在本实施方式中，烟囱14中的除硫设备即为脱硫设备，用于待排放烟气中硫的脱去，同时除尘设备设置为静电除尘设备，用于对待排放烟气只能够灰尘的除去。
本发明的工作原理及使用流程：首先燃煤通过煤斗导入到磨煤机11中，在磨煤机11中被磨成粉末状，随后启动引风机15打开第一空气流量阀22进行鼓吹，将燃煤粉一次全部吹入到燃烧器12中，同时将燃烧器12中添加助燃剂进行助燃，然后燃烧器12将烟气和燃煤导入到锅炉炉膛13中，然后启动鼓风机 16打开第二空气流量阀23进行二次进风对内部的燃煤进行鼓吹，使得燃煤烧结的更旺，随后燃烧完成后的烟气沿着管道进入到烟囱14中，被烟囱14中的除硫设备和除尘设备进行除硫以及除尘处理，最后被污染检测设备26进行硫含量以及灰尘含量的检测，若检测合格，进行排放，若检测不合格进行回流重新除硫作业以及除尘作业，其中燃煤在磨煤机11输出后被重量传感器21进行检测得出实时燃煤量，且单次供燃煤量为一定，锅炉炉膛13中的温度检测器24 和负荷传感器25均对锅炉炉膛13内部的温度和负荷进行实时监测，得出实时的锅炉产热量以及锅炉负荷数据，这些数据均反馈给PLC27，PLC27根据温度检测器24检测的锅炉产热量数据，判断燃煤的热效率，同时也为了避免锅炉炉膛13内部负压过大，造成炸膛的危险，所以首先PLC27通过控制第二空气流量阀23进行空气输入的减少，空气输入减少，内部的氧气含量降低，燃煤的热效率降低，负压也降低，随着PLC27的控制空气量持续的减小，负荷持续的降低，燃煤的热效率持续的降低，当通氧含量到达最优值时，负荷降低，燃煤热效率增加，从而PLC27实时根据温度检测器24和负荷传感器25实时数据进行第二空气流量阀23中进氧量的控制，自动优化出实时的最优进氧含量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，其特征在于，包括工作组件和调控组件，所述工作组件包括磨煤机、燃烧器、锅炉炉膛、引风机和鼓风机，所述磨煤机通过管道连接于所述燃烧器，所述引风机通过管道连接于所述燃烧器，所述锅炉炉膛固定连接于所述燃烧器，所述鼓风机通过管道连接于所述锅炉炉膛，
所述调控组件包括重量传感器、空气流量阀、温度检测器、负荷传感器和PLC，所述PLC分别与所述重量传感器、所述空气流量阀、所述温度检测器和所述负荷传感器电性连接，所述重量传感器检测的燃煤粉重量、所述温度检测器检测所述锅炉炉膛内部的温度和所述负荷传感器检测所述锅炉炉膛内部的负荷反馈给所述PLC，所述PLC根据实时数据对所述空气流量阀进行实时调控。
2.如权利要求1所述的一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，其特征在于，所述空气流量阀设置有两个，分别为第一空气流量阀和第二空气流量阀，且所述空气流量阀用于对空气的流量进行检测和空气流通的控制。
3.如权利要求2所述的一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，其特征在于，所述第一空气流量阀固定连接于所述引风机的出风口，所述第二空气流量阀固定连接于所述鼓风机的出风口。
4.如权利要求1所述的一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，其特征在于，所述鼓风机由预热部和鼓风部两个部分组成，且所述预热部位于所述鼓风部的前端。
5.如权利要求1所述的一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，其特征在于，所述燃烧器开设有助燃剂进口，所述助燃剂进口设置有与之相适配的封闭门。
6.如权利要求1所述的一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，其特征在于，所述重量传感器固定连接于所述磨煤机，所述重量传感器位于所述磨煤机的出料口处。
7.如权利要求1所述的一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，其特征在于，所述温度检测器和所述负荷传感器均安装于所述锅炉炉膛的内部。
8.如权利要求1所述的一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，其特征在于，所述工作组件还包括烟囱，所述烟囱管道连接于所述锅炉炉膛。
9.如权利要求8所述的一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，其特征在于，所述调控组件还包括污染检测设备，所述污染检测设备固定连接于所述烟囱的进风口处。
10.如权利要求9所述的一种燃煤锅炉燃烧自动优化控制装置，其特征在于，所述烟囱的内部分别设置有除硫设备和除尘设备，且所述污染检测设备与之相配合。
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