CN1292195C - 单元式智能燃气脉冲吹灰装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于锅炉吹灰的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，由主路装置和分路装置构成，主路装置包括：可燃气主气源、空气主气源、流量控制装置和可燃气分配器和空气分配器构成，分路装置由分路压力检测装置、分路阻止装置、分路混合室、分路点火装置、分路检测装置和发生器构成，同时通过控制器控制上述主路装置和分路装置，实现智能自动化控制。同时本发明提供的控制方法针对该单元式智能燃气脉冲吹灰装置而言，具有适时监管、调控，精确无误等特点，分路上普遍采用传感器技术及合理严密的控制流程；脉动流量工作环境下两路气混合比控制技术的突破，可主动抑制常见类型的故障，安全隐患被多层次控制；吹灰监控及操作自动化的全面应用。

Description

单元式智能燃气脉冲吹灰装置及其控制方法

技术领域：

本发明涉及一种自动化控制装置，尤其涉及应用于锅炉吹灰过程中的一种自动化单元式智能燃气脉冲吹灰装置。

背景技术：

目前在锅炉吹灰技术领域中，采用脉冲吹灰技术现状：

一、基本原理：

由两路气构成气源，一路是可燃气，另一路是空气。两路气经控制汇合形成混合气，到达并存储在发生器内。经特定时间的充气，预计或计算发生器的混合气体体积比例和数量合适，可进行工作时，则点火，火焰经管路加速传到发生器，在发生器内混合气气体爆燃产生冲击波，热气流、震波，经喷口将能量尽可能大地导向积灰的换热面，以清除换热面上各种类型的积灰，以提高换热效率。

二、脉冲吹灰装置目前的产品种类和现状：

目前脉冲吹灰装置产品类型，串联式、并联式两类；

(一)、串联式脉冲吹灰装置基本部件组成：

串联式是指脉冲吹灰装置中主要部件的联接关系，特指混合室和分配器，该两个部件是前、后串联联接或混合室串接点火器再串接分配器状况，一般定义为串联式脉冲吹灰装置。一般习惯上，从空气分配阀和可燃气分配阀后至混合点火器这一段统称分路。这之前统称主路。如图1所示：一般该装置中具有：

1、两路气源、一路是可燃气(可用可燃气(C₂H₂)、氢(H₂)、甲烷、天燃气、石化附产品干气等)，另一路是空气(压缩空气、锅炉引风)，该两路气体各有控制阀(主阀)控制其体积流量；

2、混合室(或叫混合罐，一般是经特殊设计的容器)、两路气在混合室汇合进行充分混合；

3、点火器(或叫点火头、变压器或电子电路构成的电子点火元件)、通过管路，串联安装在混合室之后，在设定的时刻，点燃混合气，它由点火头、点火电路以及点火容器组成；

4、分配器(或叫分配联箱，分配集箱)、是将一路气分成多个分路的装置。每个分路有电动控制阀控制该分路的开关和闭合，它一般用管路串联在点火器后面或串在混合室后面；

5、脉冲发生器(或叫脉冲罐、爆炸罐)、用于暂存前面分路管路送的混合气，当点火器点燃混合气后，火最终传到该脉冲发生器，在该脉冲发生器内产生爆燃，从该脉冲发生器的喷口将混合其爆燃产生的冲击波、热气流导向需要吹灰的积灰面；

6、控制器、一般由继电器电路或PLC对脉冲吹灰装置进行动作控制、控制所要吹灰的分路装置。

图1中：X0、Y0为主阀，X1、Y1压力变送器或流量计，X2、Y2调试阀，W0混合室，W1点火罐，W4点火器，W2分配器，WA1、WA2......WAN分路电动阀，WB1、WB2......WBN发生器。在图1

串联式是指脉冲吹灰装置中主要部件的联接关系，特指混合室和分配器，该两个部件是前、后串联联接或混合室串接点火器再串接分配器状况，一般定义为串联式脉冲吹灰装置。

这是目前市场上脉冲吹灰装置最多的结构形式，按厂家数量上占了国内市场占了国内85％-90％。

串联式的明显弱点：

由于串联式脉冲吹灰装置经过国内厂商近十余年的应用，暴露了极其明显的安全弱点和技术漏洞、

1、如混合室距离可燃气主气源距离过近，燃气传递距离长，回火控制较难；

2、燃气通路上缺乏安全保护缓冲层次，极易在发生混合室回火时，危害到主气源，造成大事故。

3、各分路的供气，都由主路的脉冲阀控制，当混合室发生回火，只有当联接在分配器上的各个分路都吹完灰，主脉冲阀才能关气，这样，分配器联接管路越多，主路供气时间越长，产生回火时烧的时间越长，尤其是温控装置失效时，越容易产生大安全事故。

4、另外，串联结构，不能用自动方式隔离故障，连续运行能力与吹灰分路数量成反比。吹灰分路(点)越多，故障率越高，连续运行能力越差。

(二)、并联式脉冲吹灰装置基本部件组成：

由于生产厂商和使用厂商都已经认识到串联式脉冲吹灰装置有着安全的隐患和技术上的缺陷，所以，目前另外也有将该脉冲吹灰装置予以改进，产生了单元式并联结构、

并联的工艺流程是先分配即空气和可燃气路，先在主路各自分配成数量相等的分路，再1、1对应汇合形成混合气分路，可燃气分路之间，空气分路之间，混合气分路之间都是并联关系单元式结构。

如图2所示：其构成装置的配置如图1基本相同，只是将构成的配置在结构上予以调整，在图2中：X0、Y0为主阀，X1、Y1为压力变送器或流量计(一路器)，X3、Y3为逆止阀、X4为阻火器，XA、YA为分配器，其中XA1、XA2......XAN、YA1、YA2......YAN为分配阀，XA2、XB2......XBN为脉冲阀，XA3、XB3......XN3为逆止阀，XA4、XB4......XN4为阻火器，XA5、XB5......XN5为点火器，XA6、XB6......XBN为混合器，W0为混合室，W1为点火罐，W4为点火器，W2为分配器，WA1、WA2......WAN为分路电动阀，WB1、WB2......WBN为发生器。在如图1提供的技术的现状的基础上，如图2提供的技术的这种进化只是将如图1提供的技术在结构上的的改进，没有进一步发展这种结构优势，只改变结构组合、混合气形成顺序，只是将串联式的先混合，再分配改成如图11所表述的把两路气先各自分路，再以各分路汇合形成混合气(即先分路后混合)，供气方式为各分路自己控制供气，发生回火时，燃烧的时间短了，相对比串联式安全，只是从结构上给安全升了点级。

在结构上每个分路有独立的混合、点火、电动阀、阻火，逆止。另外便于排水。

并联式脉冲吹灰装置的明显缺陷：

并联的每个分路都有完整、独立的配置，这种改动也带来了新的问题，造成了混合器大量增加，点火器大量增加，电动阀也大量增加，总之由一个大设备，改成多个小设备，大设备统一支配，现在将各个需要吹灰的点进行单一支配；

这样：

1、造成了部件多了；

2、可燃气外漏点多了，故障点也随之大大增加，也就是等于回火点多了，内漏点也增多；

3、产生内漏、哑爆、外漏的机会大大增加了；

4、系统出故障后，主控系统没有手段及时发送信息，及时控制，可靠性、稳定性、连续无故障运行能力大大下降，只能在维修检查后，通过手动，关掉故障路。

脉冲吹灰的气源流量供应特征是脉动(无论是串、并联)，即给吹灰点供气一次，再点火一次，释放一次，再充一次；再点火，再释放，如此循环直至吹完灰。所以可燃气供应流量是一段一段(或一股一股)的，通常的两路气混合比是调试时手动调节办法或压力变送器。流量计+比例阀，这种方法的混合比控制水平很低，在很大范围，离散波动，造成不能稳定地控制可燃气处于各种压力下的混合比，每次充气的混合比都不一样而且相差很大，因而耗气量大，吹灰效果差或不稳定。另外，直接在管路上加比例阀控制流量是没有明显效果的，不能根据不同的积灰特性稳定地保持吹灰强度，一般是采用充气时间来调节，意义不大。不能在相同容积可燃气的前提下把能量分级。能不能使混合比稳定也是造成哑炮率高低的最主要原因(即可燃气分子及氢分子没有有效燃烧，比例混合。)

以下是目前串、并联采用的常见流量调节办法及缺陷。

①、手动调试、乙方工程师安装完毕后，现场凭经验调试达到当时可运行，运行几天，可燃气气源。压力变化时，就没有吹灰效果了，不具备稳定效果。

②、压力变送器、流量变送器+比例阀、比上①有进步，但误差很大，因为气瓶装可燃气，从满瓶到空瓶的流量规律是不同的，预先不知道各压力值对应流量规律控制得出的混合比离散度很大，实际控制意义不大，而且在管路上用比例阀调整不了流量。

③、流量计+比例阀、在可燃气路或空气路加流量计，测定本次流量值，按此值调整比例阀控制下次流量，下次的实际流量值因压力变化和其它因素影响该流量值离散度很大，极不稳定。所以此方法的混合比控制和②一样，实际控制意义不大，最少具两位数以上的误差。

④、无论是串联还是并联的吹灰操作及管理，都处在很低水平。

a.只能按固定的顺序吹灰，或PLC可编程控制器设定一个顺序，调整参数只能是充气时间和次数。这两个可调值，

b.其它值如吹灰记录、故障记录、强度信息、吹灰顺序以路(或)为单位任意跳过吹扫，故障维修管理等均没实现；还有在线吹灰系统监控更是零，故障隔离监控都是零。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种单元式智能燃气脉冲吹灰装置，同时提供一种对该单元式智能燃气脉冲吹灰装置的控制方法。该单元式智能燃气脉冲吹灰装置具有结构简单，在线作业、检修，全程自动化控制等特点；该控制方法针对该单元式智能燃气脉冲吹灰装置而言，具有适时监管、调控，精确无误等特点，分路上普遍采用传感器技术及合理严密的控制流程；脉动流量工作环境下两路气混合比控制技术的突破，可主动抑制常见类型的故障，安全隐患被多层次控制；吹灰监控及操作自动化的全面应用。

为实现解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案为、一种单元式智能燃气脉冲吹灰装置，包括主路装置和分路装置，具体包括如下装置，并且各装置之间的工作关系为、该单元式智能燃气脉冲吹灰装置包括主路装置和分路装置，具体包括如下装置，并且各装置之间的工作关系为：

(一)、主路装置：

(1)、可燃气主气源，其压力为0.09-0.15Mpa，以及可燃气主气源控制阀，控制该可燃气气源的开关；同时设置有可燃气主路外漏检测装置，检测可燃气外漏；

(2)、空气主气源，其压力为0.3-0.8Mpa，以及空气主气源控制阀，控制该空气主气源的开关；

(3)、流量控制装置：控制空气主气源、可燃气主气气源脉动流量环境下的流量比，控制使该两路气的混合比稳定并保持准确；

(4)、可燃气分配器和空气分配器：

可燃气分配器是为将该吹灰装置一路主可燃气气源分成多个可燃气分路，同时每个分路对应设置有一个可燃气分配开关，与空气分配器分出的分路数量相同；

空气分配器是为将该吹灰装置一路主空气气源分成多个空气分路，同时每个分路对应设置有一个空气分配开关，与可燃气分配器分出的分路数量相同；

(二)、分路装置：

(5)、分路压力检测装置，检测分路可燃气以及空气的相应的压力参数；

(6)、分路阻止装置：控制阻灭分路混合室点火后爆燃气体反向传来的冲击及火焰回传和阻止各分路混合室点火后爆燃气体反向传来的冲击和保护电动阀；

(7)、分路混合室：将可燃气分路与空气分路汇合、集中并充分混合形成混合气体；

(8)、分路点火装置：串接在混合室之后，用于点燃分路混合室中释放出来的混合气体；

(9)分路检测装置：检测各分路混合点火装置的温度、分路点火状态和分路的可燃气体外漏的定性检测；

(10)、发生器：分路混合室中传递出来的混合气体经点火装置点火后，在该发生器中爆燃；

(三)、控制器：控制上述(1)-(10)装置。

所述可燃气主气气源为可燃气(C₂H₂)、氢(H₂)、甲烷、天燃气、石化附产品干气中的一种或多种。

所述流量控制装置为气体脉动流量控制装置。

所述可燃气分配器包括、

可燃气控制开关，同时还附加有可燃气主路外漏检测装置和气体压力测量装置，所述可燃气控制开关设置在各可燃气分路管道中，控制该可燃气分路的开、关；

所述空气分配器控制开关设置在各空气分路管道中，控制该空气分路的开、关。

所述可燃气控制开关和所述空气控制开关为电磁阀。

所述分路阻止装置包括分路阻火阀和分路逆止阀；

所述点火装置为点火头和电子点火模块构成。

所述检测装置包括：超温检测器、状态检测器、可燃气外漏检测器；

分路超温检测：设置在分路混合点火装置位置，检测分路系统回火超温状况，并将检测到的信号传递回主系统；

分路状态检测器：设于分路混合点火装置附近，检测点火成功与否的状态，并将检测到的信号传递回主系统；

分路可燃气外漏检测器：分别对可燃气分配器和空气分配器以后的装置的可燃气的外漏进行检测，并将检测到的信号传递回主系统。

所述控制器由PLC控制装置：中央处理器、电子安防传感器部件组成，所述PLC控制装置接受中央处理器的指令控制电子安防传感器部件。

适用于该单元式智能燃气脉冲吹灰装置的控制方法为：

(1)、设定可燃气主气源控制阀和空气主气源控制阀的比例参数，当可燃气气源和空气相应的比例参数和设定可参数不相符时，自动检测并调整可燃气气源和空气相应的流量比例；

(2)、可燃气主路外漏检测装置定性检测可燃气的泄露状况，泄露状况显示并主路报警和停机；

(3)、控制器设定并控制可燃气分配器和空气分配器的开关和进入分路的可燃气以及空气的体积数量；

(4)、主路压力检测装置，检测主路可燃气以及空气的相应的压力参数，显示和检测气源压力，检测到的压力和控制器设定的参数不符时，系统自动进行调整和控制，当超出控制器设定的上下限时，主路报警并停机；

(5)、在分路混合室中，用可燃气与空气的充分混合；

(6)、在点火容器中，点火并释放火种；

(7)、分路检测装置检测分路回火点的温度、声波和震动信号的强弱和对分路可燃气外漏的定性检测；

分路超温检测、检测分路系统回火点的温度，当并将检测到的信号传递回主系统，和控制器设定的参数不符时，分路报警并自锁；系统自动跳到下一路运行，并继续监测，在限定的时间参数内，所检测到的信号和控制器设定的参数不符，则主路报警并停机；

分路状态检测器、检测点火成功与否的状态，并将检测到的信号传递回主系统，和控制器设定的参数不符时，分路状态检测器再次检测，和控制器设定的参数再次不符时，分路报警并自锁；系统自动跳到下一路运行；

可燃气外漏检测器、分别对可燃气分配器和空气分配器以后的装置的可燃气的外漏进行定性检测，并将检测到的信号传递回主系统和控制器设定的参数不符时，分路报警并自锁；系统自动跳到下一路运行；

(8)、在分路脉冲阀关闭时通过点火器点火；

(9)、发生器、用于暂存混合气，分路混合室中释放出来的混合气体经点火装置点火后，在该发生器中爆燃，当火种传到时爆燃产生冲击波；

(10)、控制器测定工作发生器发生次数并执行预先设定的发生次数。

控制器控制的要素：

(1)、可燃气分配器和空气分配器的流量压力参数；

(2)、可燃气分配器和空气分配器对应的参数；

(3)、按上述流量及参数，调整空气分配器中空气的流量。

分路温度控制的方法为、当电子安防传感器部件测得分路温度超过预定的相应参数不符时，显示分路报警，并由PLC控制装置接受中央处理器的指令，执行相应的保护动作并同时再次核定分路温度，如果再次和控制器设定的参数不符时，主路报警并停机(整个装置停止运行)。

分路点火状态控制的流程为、当电子安防传感器部件测得分路点火状态和预定的相应参数不符时，显示分路报警，并由PLC控制装置接受中央处理器的指令，再执行点火一次；同时再次核定分路点火状态，如果再次和控制器设定的参数不符时，执行下一分路的操作程序或结束该分路的该次点火程序。

可燃气外漏定性检测的方法为、当可燃气主路外漏检测装置检测到可燃气外漏时，显示并主路报警，并由PLC控制装置接受中央处理器的指令，执行停止主路和分路的所有动作；分路检测装置检测到可燃气外漏时；并由PLC控制装置接受中央处理器的指令，执行停止该分路的所有动作，并自动跳到下一路运行。

由于在工业化生产过程中，使用可燃气体，安全是生产中的重中之重，所以本发明采用上述技术方案，从中可以看出、

一、大量应用了传感器技术、主要是三类，温度、测爆、可燃气外漏的监测，监测各个分路的故障点，使这类吹灰装置的所有典型故障，都处在监控状态，传感器与执行控制机构PLC组成故障探测和控制系统。

(1)、在混合器位置设置温度传感器，它利用温度感应元件，如热电偶、PT100热敏电阻等探测温度，并转化成相应控制电信号，当达到预警温度时，系统PLC收到告警信号，自锁这一路，并做分路告警提示，而且继续在设定时间内看故障点温度上升情况，如限定时间内有预计程度的上升，则主系统会关闭并主告警。

(2)、在点火容器上设置测爆仪，用于检测点火器故障、哑炮故障。如点火失败，可燃气泄入炉内，即浪费，又有一定危险，尤其是大量的点火失败。哑炮故障是回火的最危险类故障，这时，要及时发现哑燃及时停止工作。测爆是用声音，加爆震探测元件转化成控制信号，当点火时检测到故障发生传感器将控制信号，传至PLC，由PLC控制自锁的这个故障气路，防止故障漫延。

(3)、可燃气泄漏检测：可燃气分路上有很多螺扣联接的部件，由于这个脉冲吹灰系统的发生器在工作时产生的震动沿管路传递，时间一长就会有螺扣松动，有可燃气外漏造成安全隐患，将可燃气探头设置于各个可燃气分路的部件螺扣联接处，一旦探测到外漏主控PLC自动，自锁在该分路，并分路告警，位于前端主路位置泄露，则主系统告警并停全系统。

(4)、系统故障的分级控制，主路故障很少发生，故障在主路危险性高，一般须停系统维修，分路故障自锁分路，不须停运，须维修的故障全面锁住，不须维修的分路故障，系统复位后再运行时会自动再运行。

一级超温低于二级超温度，二级温度不超过120℃。

二、采用了脉动流量环境下的两路气体混合比控制技术：

本发明提供的单元式脉冲吹灰装置的脉动流量控制装置，解决了这一类产品一直没有有效解决的可燃气气体流量，脉动环境下两路气混合比控制的问题。一般本类装置可燃气源选用瓶装气：

1、用实验法搞清了瓶装气在满瓶和用完全过程的流量规律及相应流量值，用压力等分和时间等分法，将压力细分为等分单元或将充气时间分为等同单位时间段，记录在不同压力段相同单位时间的流量规律，不同季节及气源供应点不小于10个，抽样不小于1000瓶的单罐、双瓶、四瓶等等气源，选择多种时间单位梯度缩小，最小0.1秒。给出一瓶气在不同压力不同等分单位时间的流量数据和流量规律模型。这可为控制流量提供数据和规律。

2、解决气源流量调整的有效性和压力稳定：

在空气路自备流量储备装置，容器设计以保证流量稳定和压力稳定、隔绝供气气源影响。用以彻底解决直接在管路上用比例阀控制开度调节流量，没有效果的问题。另外，再加一组比例阀控制开度。

3、混合比的控制与验证：

在实际运行中空气路对应每次的可燃气不同压力下的流量控制模式调空气，并验证混合比用氧氮(ppm级)检测仪，测算混合比，得出控制精度在目标的一个百分点内。比传统方式提高了两个数量级。这样实现了稳定和准确的混合比的控制，主动而且有效地防止了局部爆燃(哑炮)现象的发生。

4、充分控制了产生安全隐患的不利要素，例如：

a.流量储备及稳压装置；

b.各点可燃气压力对应的流量值；

c.按上述流量及方式，调整空气路比例阀开度。

三、吹灰信息管理及监控软件水平：

本发明提供的控制方法，实现自动监控及在线操作、用户可自行操作，控制吹灰顺序和选择吹灰路，以及吹灰强度，本次吹灰运行记录，故障及维修效果。

同时实现了在线监控、每一路的正在运行的参数状态和系统各部件的运行状态，并可长期保存历史运行记录。

解决了自动故障诊断，自动故障隔离。

利用了结构优势，增加保护主可燃气气源的安全防范、缓冲层次，能自动定期故障检测，能在线、连续的故障控制，实现了装置在系统操作的选择性全面提高。

充分实现了安全分级保护思想，可燃气路的定期自动检测，一般几班至几十班次，系统会自动启动一次，对可燃气各路进行全线内漏自检。如发现有内漏的分路，则自动记录，在运行时自锁并提示内漏。内漏回火的在线保护，当工作时探测到回火时，先锁分路，继续观测，如还有回火迹象，则主路告警，全系统关闭，每分路设同开同闭双电动阀，大大减小脉冲阀的同时坏的概率，提高系统稳定性，降低回火率。

附图说明：

图1为已有技术提供的串联控制装置流程图；

图2为已有技术提供的并联控制装置流程图；

图3为本发明提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置配置原理示意图；

图4为本发明提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置的配置组成示意图；

图5为本发明提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置控制方法具体实施方式1的一种并联控制逻辑流程图；

图6本发明提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置控制方法具体实施方式2的另一种串联控制逻辑流程图；

图7为本发明提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置控制器的控制时序图；

图8为本发明提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置超温故障控制逻辑流程图；

图9为本发明提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置吹灰状态检测控制逻辑流程图；

图10为本发明提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置的控制方法中中央控制柜对可燃气外漏定性检测控制逻辑流程图；

图11A为本发明提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置乙炔主阀故障控制逻辑流程图；

图11B为本发明提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置乙炔分配阀故障控制逻辑流程图

图12；为本发明提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置空气故障控制逻辑流程图；

图13为本发明提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置操作控制流程图。

具体实施方式：

结合附图说明本发明的一个具体实施方式：

一、如图3和图4所示：本发明提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置配置部件主要由：

可燃气主气源装置1，一般可采用可燃气(C₂H₂)、氢(H₂)、甲烷、天燃气、石化附产品干气等中的一种，提供可燃气，以乙炔(C₂H₂)为例，其压力(0.09-0.15Mpa)和空气主气源装置2提供空气，与乙炔主气源装置1同开同闭(0.3-0.8Mpa)。由这两个装置对整个装置进行供气，同时在乙炔主气源装置的出口管路上安装乙炔主气源控制阀(即乙炔路主阀)11，该乙炔主气源控制阀(即乙炔路主阀)11为市售成品的电磁阀，在该整个装置某个程序运行结束或主路故障时关闭；在空气主气源装置的出口管路上安装空气主气源控制阀(即空气路主阀)21，该空气主气源控制阀21为市售成品的电磁阀，在该整个装置某个程序运行结束或主路故障时关闭；将上述乙炔主气源装置1和空气主气源装置2和空气主路压力检测装置22共同连接到流量控制装置即流量控制柜(装置)3，用于控制脉动流量环境下保持上述两路主气源的气体的流量，主要目的是使这两路气体达到合适的混合比，是本装置中的控制设备之一，可以在市场中购买成品；一般而言，习惯上将乙炔和空气主气源到分路分配柜这一段称之为主路。为安全起见，在该装置中设有主路乙炔外漏检测设备12，用于主路的乙炔的定性外漏检测。

在流量控制柜(装置)3后和乙炔路主阀11串接乙炔分配器即乙炔分配柜41，在本吹灰装置可有一个乙炔分配柜，可将一路乙炔主气源分成几个分路1-N，与空气分配柜分出的分路数量相同。各分路上安装并通过电磁阀411-41N，控制各分路的开关，该乙炔分配柜41同样为安全起见，设置有乙炔外漏检测器，用于检测外漏，该位置属主路告警范围；在流量控制柜3后和空气路主阀21空气分配器即空气分配柜42，一个吹灰装置可有多个分配柜，可将一路主气源分成几个分路，与乙炔分配柜分出的分路数量相同，通过电磁阀控制各分路的开关。本吹灰装置可有一个分配柜，将一路空气主气源分成几个分路1-N，与乙炔分配柜分出的分路数量相同。各分路上安装并通过电磁阀421-42N，控制各分路的开关；该乙炔分配柜41和空气分配柜42分别是本装置中的控制设备之一，可以在市场中购买成品。在本发明提供的吹灰装置的配置中分别设置在乙炔分配柜41和空气分配柜42内，对应乙炔分路、空气分路安装有乙炔分配阀411-41N和空气分配阀421-42N，均为电磁阀，每个分路对应配合设置有一组，用于控制该分路工作时开闭，工作开，工作完毕或故障时关闭，几个分路就有几个乙炔分配阀411-41N和空气分配阀421-42N。在乙炔分配阀411-41N和空气分配阀421-42N相对应的管路上均分别顺序对应设置有乙炔分路阻火阀4311-431N和乙炔分路逆止阀4321-432N和空气分路阻火阀4321-432N和空气分路逆止阀4331-433N，用于阻灭混合室点火后爆燃气体反向传来的冲击，防止回火前传，其中逆止阀设置在气路中的阻火阀的后面，用于阻止混合室点火后爆燃气体反向传来的冲击，将上述两个分路的气体均通入混合室5，该混合室5为储存该可燃气乙炔和空气的容器，位于乙炔分路与空气分路混合点，用充分混合各路气体；与混合室5串在一起的点火罐6，该点火罐形状类似罐头盒，由于吹灰装置要求该点火罐一定要具有抗冲击、耐高温，寿命长，所以本装置中的该点火罐6由金属钢制成，组成包括点火头61及点火电路模块62，点火电路模块62设于点火罐6外，点火头61设置在该点火罐6中，用于点燃混合气体，抗点火时的高温及冲击，同时与混合室5二者共同组成的通路，具有一定阻火和混合气体逆止功能，并将点燃气体快速传向后端；当混合室5充气并充分完毕时，启动点火模块，进行点火；在点火罐6后的管路上安装的分路超温检测装置711--71N检测分路回火点即混合室5内的温度、分路点火状态检测装置721--72N和分路外部的乙炔体的定性外漏检测装置731--73N；

分路超温检测装置711--71N设于混合点火罐位置，检测的温度值在监控界面显示，当检测温度达到设定的一级告警温度时，发信号给主控，做分路告警，这时系统继续测温度，在限定时间内，温度再上升到设定值，则上传电信号，关闭主系统主告警。

分路点火状态检测装置721--72N设于混合点火器附近，用于检测点火不成和或局部爆燃(俗称哑炮)，当一次点火不成或哑炮，则再点火一次，如还是点火不成或哑炮，则电信号上传主控，关闭该分路。

乙炔体的定性外漏检测装置731--73N设于流量控制柜3、乙炔分配柜41中，发生乙炔外漏时属主路告警；发生器8用于混合室5点火后产生爆燃，产生气体气流和冲击波，一般每个分路中设置有一个该发生器8。

中央控制柜9由PLC执行装置、工控机、显示器、电源、电路安防部件及继电装置、端子、操作面板。将乙炔分配柜41、空气分配柜42起至混合室5这一段，叫空气分路和乙炔分路，将混合室开始至发生器叫混合气分路。

适用于该单元式智能燃气脉冲吹灰装置的控制方法为：如图5所示：

(1)、设定乙炔路主阀11和空气主气源控制阀21的比例参数，当乙炔气源1和空气相应的比例参数和设定可参数不相符时，自动检测并调整乙炔和空气相应的流量比例；

(2)、当乙炔外漏检测装置12定性检测到主路乙炔的泄露信号，上传信号给中央控制柜9，中央控制柜9显示泄露状况并主路报警和停机；

(3)、中央控制柜9设定并控制乙炔分配器41和空气分配器42的开关和进入分路的乙炔以及空气的体积数量；

(4)、主路压力检测装置131和132对应检测主路乙炔以及空气的相应的压力参数，如图12所示，应上传信号到中央控制柜9，中央控制柜9显示和检测气源压力，检测到的压力和控制器设定的参数不符时，系统自动进行调整和控制，当主路压力超出控制器设定的上下限时，主路报警并停机；

(5)、在混合室5中，将乙炔与空气的充分混合，以备点火；

(6)、在点火罐6中，点火并释放火种；

(7)、分路检测装置中的分路超温检测装置711--71N、分路点火状态检测装置721--72N、分路点火状态检测装置731--73N检测分路回火点的温度信号、声波和震动的强弱信号和对分路乙炔外漏的定性检测信号传递回中央控制柜9；中央控制柜9为本装置运算和发出指令的核心，其运算和控制的具体时序如图7所示，图7中的相关数据如下：

T0≈90(s)；

1-nT1＝3-5(s)；

1-nT2＝3(s)；

1-nT3＝1-n(1-nt1+1-nt2)C1-n-1-nt2(s)；

1-nT4＝30-180(s)；

1-nt3＝50(ms)；

C1-n≤30-100(次)；

1-nt1＝1-10(s)；

1-nt2＝2-20(s)；

其中1-nT1表示空气压力值采样时间，1-nt2：乙炔压力值采样时间，每20(T0-nT4)个吹灰周期进行1次自动憋压检漏各路乙炔分配阀；憋压时间＝5(s)，检漏压差ΔP＝约3％憋压值。其检漏控制执行标准为如下表所示：

开启电源				开	启动运行		停止															停止	关
																								所有乙炔模块得电				工	空气	乙炔	3_5秒			3秒以后		充气时间结束		50ms	1秒以后至	吹扫时间结束		1#乙炔	1#吹灰	30-180	2#	吹灰	工
PLC和工控机得电				控	主阀	主阀	以后			充气时间开始		吹扫时间开始		以后	吹扫时间结束	充气时间开始		双阀	结束	秒以后	工	结束	控
																								比例电磁阀		压力变送器		机	开	开	1#温度	1#空气	1#乙炔	1#乙炔双阀		1#乙炔双阀		点火器	乙炔压力采样	1#乙炔双阀		开启	1#乙炔	1#空气	作	所有	机
G1/2	G3/8	空气	乙炔	及	启	启	模块	分阀	分配阀	A阀	B阀	A阀	B阀	1#点火	时间，即每次	A阀	B阀	关闭	分配阀	分阀	路	电磁阀	及
																								得	得			设	空气压力采样									1#声音	乙炔双阀关1s			所设			吹		关
电	电	得	得	定	时间，即每路		得	开	开	开	关	关	模块	模块	后至双阀开前	开	开	吹灰	关	关	灰	关	闭
																								得电流	得电流	电	电	参	空气分阀开前		电	启	启	启	启	闭	闭	得	下限≥0.09MPa	启	启	次数	闭	闭	运	闭	电
默认值	默认值			数	下限≥0.3MPa									电	上限≤0.15MPa			以后			行		源

如图8所示：当分路超温检测、检测分路系统回火点的温度，当并将检测到的信号传递回主系统，和中央控制柜9设定的参数不符时，分路报警并自锁；系统自动跳到下一路运行，并继续监测，在限定的时间参数内，所检测到的信号和控制器设定的参数不符，则主路报警并停机；

如9所示：分路状态检测装置721--72N重要主要检测点火成功与否的状态，并将检测到的信号传递回主系统，和中央控制柜9设定的参数不符时，分路报警并自锁；系统自动跳到下一路运行；

如图10、11A和11B所示：乙炔外漏检测装置12和731--73N执行如图10的运行程序，分别对乙炔分配器以前的主路和以后的分路装置的乙炔的外漏进行定性检测，

如图11A所示：当主路上乙炔外漏检测装置12检测到的信号传递回中央控制柜9，如果和中央控制柜9设定的参数不符时，主路报警并自锁并停机；

如图11B所示：当分路上乙炔外漏检测装置731--73N检测到的信号传递回中央控制柜9，如果和中央控制柜9设定的参数不符时分路报警并自锁；系统自动跳到下一路运行；若符合中央控制柜9的设定值，则通过点火罐6点火，分路混合室5中释放出来的混合气体经点火罐6点火后，在该发生器8中爆燃，当火种传到时爆燃产生冲击波；中央控制柜9测定发生器8发生次数并执行预先设定的发生次数。

中央控制柜9控制的要素主要有：

(1)、乙炔分配器41和空气分配器42的流量参数；

(2)、乙炔分配器41和空气分配器42对应的压力参数；

(3)、按上述流量及压力参数，调整空气分配器中空气的流量。

当电子安防传感器部件测得分路温度超过上表检漏控制执行标准预定的相应参数不符时，分路超温检测装置711--71N将信号传递到中央控制柜9，该中央控制柜9显示分路报警，并由PLC控制装置接受中央控制柜9的指令，执行相应的保护动作并同时再次核定分路温度，如果再次和控制器设定的参数不符时，执行下一分路的操作程序。

分路点火状态控制的流程为：当电子安防传感器部件测得分路点火状态和预定的相应参数不符时，显示分路报警，并由PLC控制装置接受中央控制柜9的指令，执行相应的保护动作；同时再次核定分路点火状态，如果再次和控制器设定的参数不符时，执行下一分路的操作程序或结束该分路的该次点火程序。

乙炔外漏定性检测的方法为：当乙炔主路外漏检测装置12检测到乙炔外漏时，显示并主路报警，并由PLC控制装置接受中央控制柜9的指令，执行停止主路和分路的所有动作；分路乙炔外漏时；并由PLC控制装置接受中央控制柜9的指令，执行停止该分路的所有动作，并自动跳到下一路运行。其检测外漏的执行标准如下表所示：

	启动运行后1_n路检漏开始				3 5	憋压	检漏完				3.5	憋压	检漏完				3 5	憋压	检漏完			1路3阀	进	1-N路
																									乙	空气主阀及各路分阀关闭				秒后	时间5秒	1路分配阀				秒后	时间5秒	1路脉冲A阀				秒后	时间5秒	1路脉冲B阀			内漏情况	入	检搂完毕
炔	乙	1路	1路	1路	乙		乙	1路	1路	1路	乙		乙	1路	1路	1路	乙		1路	1路	1路	3个阀漏	第	无主告警
																									分	炔	分	脉	脉	炔	检1路	炔	分	脉	脉	炔	检1路	炔	分	脉	脉	炔	检1路	分	脉	脉	须主告警	2	自动进入
路	主	配	冲	冲	主	分配阀	主	配	冲	冲	主	脉冲A阀	主	配	冲	B阀	阀	脉冲B阀	阀	A阀	B阀	闪烁提示	路	吹灰处理
																									检	阀	阀	A阀	B阀	阀		阀	阀	A阀	B阀	阀		阀	阀	A阀							声光警示	阀	在未处理
漏	开	关	开	开		若内漏						若内漏						若内漏				整机停止	内	有＜3个阀
																									标	启	闭	启	启	关	须记录	开	开	关	保持	关	须记录	开	保持	开	关	关	须记录	关	关	保持	＜3个漏阀	漏	内漏路前
准	组态运行画面醒目提示				闭	路提示	启	启	闭	开启	闭	路提示	启	开启	启	闭	闭	路提示	闭	闭	关闭	对下一路	检	自动跳过
																										正在运行自动检漏程序					可查询						可查询						可查询				内漏检测	测	内漏分路

当达到泄漏标准1时，即：5秒内乙炔憋压压力值(正常供气范围值)下降2-3％为所检阀内漏的标准；具体比例现场调试检测确定。泄漏的故障复位应设有权限；

当达到泄漏标准2时，即：1-n路自动检漏时，若检出某路＜3阀漏，分路告警提示，不影响继续检漏。各阀漏信息存于历史记录中，可查寻、复位/恢复确认(权限)，但用户不可删除；

当达到泄漏标准2时，即：1-n路自动检漏时，若检出某路3阀全漏，则须主告警，整机停止运行。遇此种情况，除3阀全漏为最后一路即第n路，须在启动运行后再次进行自动检漏程序。具体见检测外漏的执行标准数据；

组态监控和控制方法的应用、如1号炉，指正在吹灰的锅炉编号，吹灰部位，是指正在吹灰的是第X路或X部位，设定的吹灰次数，一般在1-100次之间。

启动键，是指开始运行、停止停运、返回到操作界面。

报警查寻，用于查询本次吹灰的故障记录。

本装置的控制操作流程如图13所示：

操作流程：两路主气源(空气和乙炔)，先各自分路即空气路和乙炔路各自由一路分成所需的路数(按吹灰点数量计算)，两气源主咱分成的分路数量相等，一一对应合二为一进行混合形成混合所分路，再分别在各分路进行充气、点火、完成该分路吹灰后，再进入下一分路吹灰流程，直至各分咱吹灰完毕；各分路以空气和燃气分配器为总线并联连接，分散控制，依顺序、双路气源(空气、乙炔)流量控制柜，乙炔/空气分配柜各若干，分路脉冲控制柜每路一套(双脉冲阀、阻火阀、逆止阀、混合室、点火室、过滤器、点火器、温度检测器、测爆仪(声音检测器)、乙炔泄漏检测器)发生器及喷口每个分路的配置为一个单元。各分路配置都相同，相互独立。

配备运行监控及操作管理软件，在线监控系统运行及故障状态，对运行历史记录、故障记录、维修管理进行全寿命期的全程管理，对运行状态进行分路级、换热面级的吹灰参数调整。

上述中流量控制柜，由空气/乙炔阀、泄漏检测器、流量稳定和储备装置；空气/乙炔分配器由泄漏检测器、分配器、压力表组成的装置；分路脉冲控制柜由双脉冲阀、过滤器、阻火阀、逆止阀、点火器、混合点火容器、泄漏检测器、超温检测器、声音或测爆器组成以及发生器和主控柜由PLC、PLC执行程序、继电及电路保护盘、工控机、显示器、监控控制方法组成的上述装置，可以通过市场上出售的现有产品按照公知技术方式进行组装构成。

具体实施方式2：

将上述实施方式中的并联运做模式的控制方法可以用如图2所述的控制方法予以实现本发明对该吹灰装置的控制。

本发明提供的技术为吹灰装置的整套控制装置和控制方法，如果采用了本套装置中其中部分设备和控制方法，也属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1、一种单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于：该单元式智能燃气脉冲吹灰装置包括主路装置和分路装置，具体包括如下装置，并且各装置之间的工作关系为：

(一)、主路装置：

(1)、可燃气主气源，其压力为0.09-0.15Mpa，以及可燃气主气源控制阀，控制该可燃气气源的开关；同时设置有可燃气主路外漏检测装置，检测可燃气外漏；

(2)、空气主气源，其压力为0.3-0.8Mpa，以及空气主气源控制阀，控制该空气主气源的开关；

(3)、流量控制装置：控制空气主气源、可燃气主气气源脉动流量环境下的流量比，控制使该两路气的混合比稳定并保持准确；

(4)、可燃气分配器和空气分配器：

可燃气分配器是为将该吹灰装置一路主可燃气气源分成多个可燃气分路，同时每个分路对应设置有一个可燃气分配开关，与空气分配器分出的分路数量相同；

空气分配器是为将该吹灰装置一路主空气气源分成多个空气分路，同时每个分路对应设置有多个空气分配开关，与可燃气分配器分出的分路数量相同；

(二)、分路装置：

(5)、分路压力检测装置，检测分路可燃气以及空气的相应的压力参数；

(6)、分路阻止装置：控制阻灭分路混合室点火后爆燃气体反向传来的冲击及火焰回传和阻止各分路混合室点火后爆燃气体反向传来的冲击和保护电动阀；

(7)、分路混合室：将可燃气分路与空气分路汇合、集中并充分混合形成混合气体；

(8)、分路点火装置：串接在混合室之后，用于点燃分路混合室中释放出来的混合气体；

(9)分路检测装置：检测各分路混合点火装置表面的温度、分路点火状态和分路的可燃气体外漏的定性检测；

(10)、发生器：分路混合室中传递出来的混合气体经点火装置点火后，在该发生器中爆燃；

(三)、控制器：控制上述(1)-(10)装置。

2、如权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于：所述可燃气主气气源为乙炔(C₂H₂)、氢(H₂)、甲烷、天燃气、石化附产品干气中的一种或多种。

3、如权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于：所述流量控制装置为气体脉动流量控制装置。

4、如权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于：所述可燃气分配器包括：

可燃气控制开关，同时还附加有可燃气主路外漏检测装置和气体压力测量装置，所述可燃气控制开关设置在各可燃气分路管道中，控制该可燃气分路的开、关；

所述空气分配器控制开关设置在各空气分路管道中，控制该空气分路的开、关。

5、如权利要求1或4所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于：所述可燃气控制开关和空气控制开关为电磁阀。

6、如权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于：所述分路阻止装置包括分路阻火阀和分路逆止阀；

7、如权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于：所述点火装置为电子点火模块。

8、如权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于：所述检测装置包括：超温检测器、状态检测器、可燃气外漏检测器；

分路超温检测器：设置在分路混合点火装置位置，检测分路系统回火超温状况，并将检测到的信号传递回主系统；

分路状态检测器：设于分路混合点火装置附近，检测点火成功与否的状态，并将检测到的信号传递回主系统；

分路可燃气外漏检测器：分别对可燃气分配器和空气分配器以后的装置的可燃气的外漏进行检测，并将检测到的信号传递回主系统。

9、如权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于：所述控制器由PLC控制装置、中央处理器、电子安防传感器部件组成，所述PLC控制装置接受中央处理器的指令控制电子安防传感器部件。

10、一种适用于控制权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置的控制方法，其特征在于：该单元式智能燃气脉冲吹灰装置的控制方法为：

(1)、设定可燃气主气源控制阀和空气主气源控制阀的比例参数，当可燃气气源和空气相应的比例参数和设定可参数不相符时，自动检测并调整可燃气气源和空气相应的流量比例；

(2)、可燃气主路外漏检测装置定性检测可燃气的泄露状况，泄露状况显示并主路报警和停机；

(3)、控制器设定并控制可燃气分配器和空气分配器的开关和进入分路的可燃气以及空气的体积数量；

(4)、主路压力检测装置，检测主路可燃气以及空气的相应的压力参数，显示和检测气源压力，检测到的压力和控制器设定的参数不符时，系统自动进行调整和控制，当超出控制器设定的上下限时，主路报警并停机；

(5)：在分路混合室中，用可燃气与空气的充分混合；

(6)：在点火容器中，点火并释放火种；

(7)：分路检测装置检测分路回火点的温度、声波和震动信号的强若和对分路可燃气外漏的定性检测；

分路超温检测：检测分路系统回火点的温度，当并将检测到的信号传递回主系统，和控制器设定的参数不符时，分路报警并自锁；系统自动跳到下一路运行，并继续监测，在限定的时间参数内，所检测到的信号和控制器设定的参数不符，则主路报警并停机；

分路状态检测器：检测点火成功与否的状态，并将检测到的信号传递回主系统，和控制器设定的参数不符时，分路报警并自锁；系统自动跳到下一路运行或主路报警并停机；

可燃气外漏检测器：分别对可燃气分配器和空气分配器以后的装置的可燃气的外漏进行定性检测，并将检测到的信号传递回主系统和控制器设定的参数不符时，分路报警并自锁；系统自动跳到下一路运行或主路报警并停机；

(8)：在分路脉冲阀关闭时通过点火器点火；

(9)：发生器：用于暂存混合气，分路混合室中释放出来的混合气体经点火装置点火后，在该发生器中爆燃，当火种传到时爆燃产生冲击波；

(10)、控制器测定工作发生器发生次数并执行预先设定的发生次数。

11、如权利要求10所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置的控制方法，其特征在于：控制器控制的要素为：

(1)、可燃气分配器和空气分配器的流量压力参数；

(2)、可燃气分配器和空气分配器对应的流量参数；

(3)、按上述流量及压力参数，调整空气分配器中空气的流量。

12、如权利要求10所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置的控制方法，其特征在于：分路温度控制的方法为：

当电子安防传感器部件测得分路温度超过预定的相应参数不符时，显示分路报警，并由PLC控制装置接受中央处理器的指令，执行相应的保护动作并同时再次核定分路温度，如果再次和控制器设定的参数不符时，执行下一分路的操作程序。

13、如权利要求10所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置的控制方法，其特征在于：分路点火状态控制的流程为：当电子安防传感器部件测得分路点火状态和预定的相应参数不符时，显示分路报警，并由PLC控制装置接受中央处理器的指令，执行相应的保护动作；同时再次核定分路点火状态，如果再次和控制器设定的参数不符时，执行下一分路的操作程序或结束该分路的该次点火程序。

14、如权利要求10所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置的控制方法，其特征在于：可燃气外漏定性检测的方法为：当可燃气主路外漏检测装置检测到可燃气外漏时，显示并主路报警，并由PLC控制装置接受中央处理器的指令，执行停止主路和分路的所有动作；分路检测装置检测到可燃气外漏时；并由PLC控制装置接受中央处理器的指令，执行停止该分路的所有动作，并自动跳到下一路运行。

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