CN201377979Y - 煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种控制装置，特别是一种煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置，所述控制装置同时控制所述煤气加热炉和煤气发生炉，通过设于煤气加热炉各加热段上的温度传感器、燃气喷嘴上的电动伺服比例煤气阀和电动伺服比例空气阀控制加热炉各段温度，同时控制煤气发生炉的煤气产出量。达到各加热段温度稳定；煤气和空气燃烧比例准确；蒸汽饱和温度稳定。提高加热产品质量和产量，节约煤碳10％～20％，一次风机和二次风机节电20％～40％。

Description

煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种控制装置，特别是一种煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置。

背景技术

煤气加热(隧道)炉由于气氛可控、使用成本低，而被广泛用于钢锭加热、零件热处理、焊接，煤气加热炉所用煤气由煤气发生器供给，通常煤气加热炉和煤气发生炉配套供应。现有的煤气加热炉和煤气发生炉的控制是独立进行的，没有将供气的煤气加热炉和用气的煤气发生炉综合控制，不能实现最大限度的节能。例如

专利号92219070.4公开了一种水煤气发生炉自动控制装置，该装置由电源、可编程控制器、炉底鼓风机、煤气发生炉组成，其特征是：在可编程控制器与炉底鼓风机间增设逆变器，电源与可编程控制器相连，信号输出一端接逆变器，一端接煤气发生炉，逆变器输出端接炉底鼓风机，炉底鼓风机与煤气发生炉相连。该装置具有高效节能，可节电50％以上，降低噪音50个分贝以上，大大提高风机及设备使用寿命等优点。该专利采用变频风机取代三相交流电机向煤气发生炉送风，解决三相交流电机间隙工作所带来的能耗和噪音问题，以此来达到节能减排的目的，然而从煤气发生炉的节能控制来讲，煤气产量与煤气加热炉对煤气的用量有关，因此控制装置必须联系煤气加热炉；就煤气发生炉而言，煤气的产生不仅与一次风机的送风量有关，而且与送入的水蒸汽量和水蒸汽饱和温度有关，因此还须对送入的水蒸汽量和水蒸汽饱和温度实施控制。

专利号03113956.6公开了一种能对煤气炉实现全自动控制的全自动智能煤气炉控制系统，它是用单片微机8051写入程序形成逻辑控制，对输入操作信号和探测信号进行综合分析，再输入电平信号至电流放大器放大驱动LED显示器、电磁阀、电机和打火器，实现全自动控制功能。然而，没有公开如何实施对于具体的隧道式煤气加热炉的控制装置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，而提供一种煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置，将煤气加热炉控制和煤气发生炉控制有机结合全面实施，所述煤气加热炉是煤气隧道炉，内设有预热段、加热段和均热段，工件从进料门进入预热段预热后进入加热段加热，达一定温度后进入均热段进行均热和保温，最后从出料门送出，完成整个加工处理过程。

所述煤气加热炉的预热段、加热段和均热段内分别设有多个燃气喷嘴，所述各个燃气喷嘴通过各自的煤气阀和空气阀分别连接煤气管和二次空气管，所述二次空气管接二次风机，所述煤气管接所述煤气发生器；

所述煤气发生炉，设有蒸汽包、一次风机，所述一次风机通过一次风管连接煤气发生炉炉底，所述蒸汽包通过蒸汽阀接所述一次风管，所述煤气发生炉产出的煤气由所述煤气管通过所述煤气阀进入所述煤气加热炉。

本实用新型所提供的煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置是由如下技术方案来实现的。

一种煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置，包括控制装置、具有预热段、加热段和均热段的煤气加热炉、煤气发生炉，其特征在于所述控制装置是可编程控制器；所述煤气加热炉的预热段、加热段和均热段内分别设有温度传感器，所述煤气加热炉的各段连接煤气管的煤气阀是电动伺服比例煤气阀，所述煤气加热炉的各段连接二次空气管的空气阀是电动伺服比例空气阀；所述空气管上设有空气压力传感器，所述温度传感器、空气压力传感器、电动伺服比例煤气阀及电动伺服比例空气阀连接所述控制装置；所述煤气发生器的一次风管内设有饱和蒸汽温度流量传感器，所述设于蒸汽包蒸汽输出管上的蒸汽阀是电动伺服比例蒸汽阀，所述煤气管上设有煤气压力传感器，所述饱和蒸汽温度流量传感器、电动伺服比例蒸汽阀及煤气压力传感器连接所述控制装置。

除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容。

所述的煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置，其特征在于所述控制装置中设有触摸屏人机界面，用作于运行参数的设定、修改与装置运行数据及工作状态的监控。

所述的煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置，其特征在于所述一次风机和二次风机均为变频风机。

所述的煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置，其特征在于设有一欠压保护装置，所述欠压保护装置为一密封罐，所述煤气发生装置的煤气输出管从罐顶插入到接近罐底位置，所述罐体的出气管设于所述罐顶，所述出气管连接所述煤气加热炉的煤气管；所述罐体的侧面设有进水管和排水管，所述进水管和排水管上设有电动阀，所述电动阀连接所述控制器。

所述的煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置，其特征在于所述控制装置包括煤气加热炉控制装置和煤气发生炉控制装置，所述煤气加热炉控制装置和煤气发生炉控制装置之间设有通信线。

本实用新型的优点在于：

本实用新型的节能控制装置通过对煤气发生炉和煤气加热炉集成控制，达到各加热段温度稳定；煤气和空气燃烧比例准确；蒸汽饱和温度稳定。提高加热产品质量和产量，节约煤碳10％～20％，一次风机和二次风机节电20％～40％。

为对本实用新型的结构特征及其功效有进一步了解，兹列举具体实施例并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所提供的煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置，包括控制装置，所述加热炉是具有预热段、加热段和均热段的煤气隧道加热炉、煤气发生炉，其中所述控制装置是可编程控制器，采用一个控制器，将煤气加热炉控制和煤气发生炉控制有机结合，达到综合控制的目的。所述控制装置中设有触摸屏人机界面，用于运行参数的设定、修改与装置运行数据及工作状态的监控。

所述煤气加热炉控制包括预热段温度控制、加热段温度控制和均热段温度控制，空气和煤气比例控制和煤气欠压安全保护；所述煤气发生炉控制是根据煤气加热炉的温度，控制所述煤气发生炉的煤气产量；所述空气和煤气燃烧比例控制是根据煤气压力和二次空气压力控制进入煤气加热炉的煤气与空气的比例；具体结构如下：

所述煤气加热炉的预热段、加热段和均热段内分别设有温度传感器WG，具体是每段中至少设有两支。所述煤气加热炉的各段连接煤气管的煤气阀是电动伺服比例煤气阀MBF，所述煤气加热炉的各段连接二次空气管的空气阀是电动伺服比例空气阀KBF；所述空气管上设有空气压力传感器KYG，所述温度传感器WG、空气压力传感器KYG、电动伺服比例煤气阀MBF及电动伺服比例空气阀KBF连接所述煤气加热炉控制装置；

所述煤气发生炉的一次风管内设有饱和蒸汽温度流量传感器WL，所述设于蒸汽包蒸汽输出管上的蒸汽阀是电动伺服比例蒸汽阀ZBF，所述煤气管上设有煤气压力传感器MYG，所述饱和蒸汽温度流量传感器WL、电动伺服比例蒸汽阀ZBF、及煤气压力传感器MYG连接所述控制装置；

所述空气和煤气燃烧比例控制主要是由设于煤气管路上的煤气压力传感器MYG、设于二次空气管路上的空气压力传感器KYG所构成；所述煤气管路上的煤气压力传感器MYG和设于二次空气管路上的空气压力传感器KYG连接所述控制器。

其中：

预热段的温度传感器WG与设置在预热段内的燃气喷嘴的煤气管和二次空气管上的电动伺服比例煤气阀MBF、电动伺服比例空气阀KBF与所连接的煤气加热炉控制装置的可编程控制器构成预热段温度控制。在人机界面上设定好所要的预热段温度，自动控制模式时，预均热段温度当前值经温度传感器(热电偶)采集，并通过联接电线送至PLC，人机界面设定的预热段温度与温度传感器采集过来的预热段温度，通过PLC装置程序运算处理，调整预热段煤气电动伺服比例阀的开度大小。预热段电动伺服比例阀的大小发生改变后，煤气供应分配量也会随之改变。由于改变了预热段煤气分配量，使加热炉内预热段温度改变。当预热段温度传感器所测的温度高于设定值时，通过PLC运算处理，使预热段电动伺服比例阀关小，分配给加热炉预热段的煤气量减少，使加热炉内预热段温度下降。当预热段温度传感器所测的温度低于设定值时，通过PLC装置程序运算处理PLC运算处理，使预热段电动伺服比例阀开大，分配给加热炉预热段的煤气量增多，使加热炉内预热段温度上升。煤气分配量的改变，助燃的空气比例也相应控制改变，只有适量的助燃空气，才能完全燃烧所分配的煤气，空气过量太多也会使炉温降低。空气量过少造成煤气没有完全充分的燃烧，装置经过调整预热段空气电动伺服比例阀大小。从而改变了，空气的分配量，只要预热段的煤气电动伺服比例阀开度发生改变。同时通过PLC装置程序运算处理，改变空气电动伺服比例阀的开度大小位置。燃烧装置经过调整预热段煤气电动伺服比例阀大小。从而改变了空气的分配量，只要预热段的煤气电动伺服比例阀开度发生改变。同时通过PLC装置程序运算处理，改变煤气电动伺服比例阀的开度大小位置。PLC这一系列的运算处理。使预热段温度稳定在设定值的±5℃。由于预热段煤气量受预热段温度信号的控制，防止温度过高时还送入大量煤气，起到节省煤气效果。

加热段的温度传感器与设置在加热段内的燃气喷嘴的煤气管和二次空气管上的电动伺服比例煤气阀、电动伺服比例空气阀与所连接的煤气加热炉控制装置的可编程控制器构成加热段温度控制。操作人员在人机界面上设定好加热段温度，自动控制模式时，加热段温度当前值经温度传感器(热电偶)采集，并通过联接电线送至PLC，人机界面设定的加热段温度与温度传感器采集的加热段温度，通过PLC装置程序运算处理，调整一次风机变频器频率。变频器频率改变后，一次风机电机速度改变，使得一次风机风量和压力发生变化。由于一次风机风量和压力的变化，煤气发生量也随之改变。供给煤气加热炉的煤气量发生变化。所以加热炉内的温度也会发生变化。当加热段温度传感器所测的温度高于设定值时，通过PLC的运算处理，使一次风机速度减慢，供给加热炉的煤气量减少，使加热炉内加热段温度下降。当加热段温度传感器所测的温度低于设定值时，通过PLC的运算处理，使一次风机速度加快，供给加热炉的煤气量增多，使加热炉内加热段温度上升。经PLC这一系列的运算处理。使加热段温度稳定在设定值的±5℃。由于煤气量受温度的控制，防止了温度过高时还产生大量煤气，浪费煤气的现象。

均热段温度控制：在人机界面上设定好所要的均热段温度，自动控制模式时。均热段温度当前值经温度传感器(热电偶)采集，并通过联接电线送至PLC，人机界面设定的均热段温度与温度传感器采集过来的均热段温度，通过PLC装置程序运算处理，调整均热段煤气电动伺服比例阀的开度大小。均热段电动伺服比例阀的大小发生改变后，煤气供应分配量也会随之改变。由于改变了均热段煤气分配量，使加热炉内均热段温度改变。当均热段温度传感器所测的温度高于设定值时，通过PLC运算处理，使均热段电动伺服比例阀关小，分配给加热炉均热段的煤气量减少，使加热炉内均热段温度下降。当均热段温度传感器所测的温度低于设定值时，通过PLC装置程序运算处理PLC运算处理，使均热段电动伺服比例阀开大，分配给加热炉均热段的煤气量增多，使加热炉内均热段温度上升。煤气分配量的改变，助燃的空气比例也会改变，只有适量的助燃空气，才能完全燃烧所分配的煤气，空气过量太多也会使炉温降低。空气量过少造成煤气没有完全充分的燃烧，装置经过调整均热段空气电动伺服比例阀大小。从而改变了，空气的分配量，只要均热段的煤气电动伺服比例阀开度发生改变。同时通过PLC装置程序运算处理，改变空气电动伺服比例阀的开度大小位置。PLC这一系列的运算处理。使均热段温度稳定在设定值的±5℃。由于均热段煤气量受均热段温度信号的控制，防止了温度过高时还供给大量煤气，起到节省煤气效果。

所述空气和煤气燃烧比例控制主要是由设于煤气管路上的煤气压力传感器、设于二次空气管路上的空气压力传感器所述煤气管路上的煤气压力传感器和设于二次空气管路上的空气压力传感器连接所述控制器。所述空气和煤气燃烧比例控制是：在人机界面上设定好空气与煤气燃烧时所对应比例，空气压力经空气压力传感器把空气压力的大小转换成模拟信号经过导线传送给PLC，煤气压力经煤气压力传感器把煤气压力的大小转换成模拟信号经过导线传送给PLC。通过PLC装置程序运算处理，调整二次风机变频器频率。变频器频率改变后，二次风机电机速度改变，使得二次风机风量和压力发生变化。当煤气压力升高，通过PLC程序的运算处理，使二次风机速度加快，供给加热炉的空气压力升高，当煤气压力下降，通过PLC的运算处理，使二次风机速度减慢，供给加热炉的空气压力相应下降，始终保持最佳燃烧比例，使空气和煤气按设定的比例充分燃烧。

所述煤气发生炉的一次风管所设饱和蒸汽温度流量传感器与蒸汽电动伺服比例阀构成饱和温度控制装置：操作人员在人机界面上设定好饱和温度，自动控制模式时.饱和温度当前值经温度传感器(热电偶)采集，并通过联接电线送至PLC，人机界而设定的饱和温度与温度传感器采集的当前温度通过PLC装置程序运算处理，调整蒸汽电动伺服比例阀的开度大小。同时还测量蒸汽流量，饱和温度低于设定值时，蒸汽电动伺服比例阀的开度加大，使供给的蒸汽量增多，使温度上升。当温度高于设定值时，蒸汽电动伺服比例阀的开度减小，使供给的蒸汽量减少，使温度下降，从而使饱和温度稳定在设定温度值。由于饱和温度稳定使煤炭能充分的气化，提高煤气发生炉效率。

设有一欠压保护装置，所述欠压保护装置为一密封罐，所述煤气发生装置的煤气输出管从罐顶插入到接近罐底位置，所述罐体的出气管设于所述罐顶，所述出气管连接所述煤气加热炉的煤气管；所述罐体的侧面设有进水管和排水管，所述进水管和排水管上设有电动阀DF，所述电动阀连接所述控制器。当煤气压力低于设定安全值时，装置报警，PLC控制器输出信号打开进水电动阀，切断加热炉煤气供给，达到煤气失压保护。

所述一次风机和二次风机均为变频风机。

所述控制装置包括煤气加热炉控制和煤气发生炉控制可以采用一个控制器也可以采用两个控制器，即煤气加热炉控制装置和煤气发生炉控制装置，所述煤气加热炉控制装置和煤气发生炉控制装置之间设有通信线。

Claims (5)

1、一种煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置，包括控制装置、具有预热段、加热段和均热段的煤气加热炉、煤气发生炉，其特征在于所述控制装置是可编程控制器；所述煤气加热炉的预热段、加热段和均热段内分别设有温度传感器，所述煤气加热炉的各段连接煤气管的煤气阀是电动伺服比例煤气阀，所述煤气加热炉的各段连接二次空气管的空气阀是电动伺服比例空气阀；所述空气管上设有空气压力传感器，所述温度传感器、空气压力传感器、电动伺服比例煤气阀及电动伺服比例空气阀连接所述控制装置；所述煤气发生器的一次风管内设有饱和蒸汽温度流量传感器，所述设于蒸汽包蒸汽输出管上的蒸汽阀是电动伺服比例蒸汽阀，所述煤气管上设有煤气压力传感器，所述饱和蒸汽温度流量传感器、电动伺服比例蒸汽阀及煤气压力传感器连接所述控制装置。

2、根据权利要求1所述的煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置，其特征在于所述控制装置中设有触摸屏人机界面，用作于运行参数的设定、修改与装置运行数据及工作状态的监控。

3、根据权利要求1所述的煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置，其特征在于所述一次风机和二次风机均为变频风机。

4、根据权利要求1所述的煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置，其特征在于设有一欠压保护装置，所述欠压保护装置为一密封罐，所述煤气发生装置的煤气输出管从罐顶插入到接近罐底位置，所述罐体的出气管设于所述罐顶，所述出气管连接所述煤气加热炉的煤气管；所述罐体的侧面设有进水管和排水管，所述进水管和排水管上设有电动阀，所述电动阀连接所述控制器。

5、根据权利要求1所述的煤气加热炉和煤气发生炉节能控制装置，其特征在于所述控制装置是由煤气加热炉控制装置和煤气发生炉控制装置组成，所述煤气加热炉控制装置和煤气发生炉控制装置之间设有通信线。

Images