CN202018027U - 全自动燃煤锅炉自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全自动燃煤锅炉自动控制系统，其主要技术特点是包括中央室监控主机、锅炉PLC自控装置、锅炉房公共系统PLC自控装置以及现场设备，中央室监控主机、锅炉PLC自控装置和锅炉房公共系统PLC自控装置通过高速通信网连接在一起，锅炉PLC自控装置和锅炉房公共系统PLC自控装置分别与现场设备相连接。本实用新型设计合理，通过PLC自动装置与中央监控室主机之间的配合实现了对燃煤锅炉的全自动控制功能，保证了锅炉运行质量、降低了燃煤、用电成本并且提高了锅炉供热效率，同时也提高了供热系统的自动化水平。

Description

全自动燃煤锅炉自动控制系统

技术领域

本实用新型属于锅炉控制领域，尤其是一种全自动燃煤锅炉自动控制系统。

背景技术

工业锅炉作为一种能源转换特种设备，在生产、生活中占有很重要的地位。由于我国煤炭资源总量远远超过石油和天然气资源，因此，我国的工业锅炉仍然以燃煤锅炉为主。目前，燃煤锅炉负荷普遍不高，且负荷波动大，扰动因素比较多，造成大多数燃煤锅炉实际运行效率只有70％左右，能源利用率低、能耗大以及烟尘排放产生的环境污染严重等。如何优化燃煤锅炉运行，合理控制锅炉燃烧过程，实现经济燃烧，达到节能减排目的是目前迫切需要解决的问题。由于燃煤锅炉的燃烧系统是一个多参数、多扰动、各参数交叉影响的系统，存在较大的不确定性、复杂性、不稳定性以及较大的容量滞后和较长的滞后时间，虽然通过微机监控系统可以实现对锅炉燃烧系统进行监控，但是，现有的监控系统的调节手段有限，燃煤锅炉的出力不能随外界负荷的波动而及时变化，不能有效满足负荷需求，热燃烧效率得不到有效提高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、有效地满足负荷需求并能够提高锅炉热燃烧效率的全自动燃煤锅炉自动控制系统。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种全自动燃煤锅炉自动控制系统，包括中央室监控主机、锅炉PLC自控装置、锅炉房公共系统PLC自控装置以及现场设备，中央室监控主机、锅炉PLC自控装置和锅炉房公共系统PLC自控装置通过高速通信网连接在一起，锅炉PLC自控装置和锅炉房公共系统PLC自控装置分别与现场设备相连接。

而且，所述的锅炉PLC自控装置和锅炉房公共系统PLC自控装置均由CPU模块与电源模块、扩展存储卡、模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块连接构成，模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块和开关量输出模块分别与现场设备相连接。

而且，所述的现场设备包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、氧含量分析仪、风量调节装置、煤量调节装置、补水泵、循环泵和变频装置。

而且，所述的锅炉PLC自控装置为多个。

而且，在高速通信网上还连接一与中央室监控主机并行工作的中央室监控备机。

而且，所述的中央室监控主机和中央室监控备机还通过局域网与操作终端相连接。

而且，所述的操作终端为多个。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本控制系统采用中央监控与锅炉PLC自控装置对燃煤锅炉进行控制，锅炉自控装置采用PLC对现场设备进行实时监控，通过内部软件实现对燃煤锅炉的自动寻优控制功能，在有效保证锅炉安全、稳定、经济运行的同时，实现了锅炉智能化及自动寻优控制功能，提高了燃煤锅炉的燃烧效率，达到了节能减排节约能源的目的。

2、本控制系统能够根据室外温度曲线与每天负荷曲线计算出最佳温度设定值，完成温度自动跟踪控制。

3、本控制系统通过避免了传统风-煤比定值控制无法使系统运行在最佳或次最佳的燃烧状态，使得燃烧系统的负荷和燃料的协调达到最理想状态，最大程度地实现经济燃烧。

4、本控制系统采用管控一体化的运行模式保证了锅炉运行的安全、稳定，同时也减轻了操作人员的劳动强度。

附图说明

图1是本实用新型的系统连接示意图；

图2是锅炉燃烧系统调节示意图；

图3是锅炉炉膛负压调节示意图；

图4是供回水定压调节示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：

一种全自动燃煤锅炉自动控制系统，如图1所示，由中央室监控主机、中央室监控备机、操作终端、多套锅炉PLC自控装置、锅炉房公共系统PLC自控装置以及现场设备连接构成。其中，中央室监控主机、中央室监控备机、操作终端通过局域网相连接构成一级控制系统，锅炉PLC自控装置及锅炉房公共系统PLC自控装置通过工业总线与现场设备相连接构成二级控制系统，一级控制系统和二级控制系统通过高速通信网连接在一起，即中央室监控主机、中央室监控备机、多套锅炉PLC自控装置以及锅炉房公共系统PLC自控装置通过高速以太网相连接并通过TCP/IP协议进行通信。中央室监控主机、中央室监控备机均为内部安装有中央室监控软件的计算机，中央室监控主机、中央室监控备机采用并行工作方式完成实时监控多套锅炉PLC自控装置和锅炉房公共系统PLC自控装置的功能，操作人员可以通过操作终端对现场设备进行操作控制功能。每套锅炉PLC自控装置及锅炉房公共系统PLC自控装置均由PLC及其有关模块连接构成，即：CPU模块分别与电源模块、扩展存储卡、模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块和开关量输出模块连接在一起，模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块和开关量输出模块分别与现场设备进行连接，在CPU模块中安装有现场监控软件对现场设备进行数据采集和现场设备监控功能。现场设备包括各种温度传感器、压力传感器、流量传感器、氧含量分析仪、风量调节装置、煤量调节装置、补水泵和循环泵、变频装置等，锅炉PLC自控装置能够自动采集温度、压力、流量、烟气含氧量、炉排转速、进煤量等参数并控制风量调节装置、煤量调节装置、补水泵、循环泵、变频器等对锅炉燃烧进行调节控制。

下面详细说明全自动燃煤锅炉自动控制系统对现场设备进行数据采集和监控功能：

如图2所示，锅炉燃烧系统自动调节功能是通过对温度参数、炉排转速、进煤量、进风量等参数采集，利用进煤量与炉排转速、煤层厚度存在的一一对应关系以及进风量同样与鼓风机的转速的一一对应关系，采用自寻优控制方案，即：初次投运时，可根据经验和摸索初步设定调风-煤比的给定值，系统投入自动并稳定后，定时启动自寻优功能，根据炉膛温度的变化和烟气含氧量的变化自动微调风-煤比至最佳或次最佳，达到经济燃烧。控制系统根据用量负荷的需求和速度，可自动调节鼓、引风的风量，随机降低或调高鼓引风的风量，放慢或加快炉排的行进速度，及喷入炉内的煤粉量。按运行工况再调节煤层厚度，按照控制算法中经济燃烧相应的煤层厚度进行调节，这样底层的煤在高温下充分燃烧，大大提高了煤的燃烧利用率，使锅炉处于最佳经济运行状态，减少了进炉的煤量，提高了锅炉的热效率和热力，达到了节煤又节电的效果，还有效地解决了瞬间负荷用量需求与锅炉产能不足的矛盾。

如图3所示，炉膛负压调节功能是通过采集引风量的变化对炉膛压力进行调节控制，由于炉膛负压的变化反映比较灵敏，可作为一个单独的回路进行调节，引风量随着鼓风量的变化作相应的调整，使炉膛负压始终保持在一定压力值，维持整个燃烧系统的稳定性。根据实际情况，可以制定锅炉出口水温度随室外温度的变化曲线，使自控装置根据室外温度的变化自动调整锅炉出口水温度的给定值，既做到了实时调整，又避免人为修改给定值给系统带来的较大扰动，同时节约能源。

如图4所示，供回水定压调节功能是通过循环水泵调节以保持系统供回水压力稳定，为系统正常供热提供保障。由于补水泵和循环水泵控制是保证正常、稳定供热的重要环节，补水泵和循环水泵控制均采用定值调节。根据定压点的压力，通过变频器调节补水泵转速，及时补充水量，防止系统缺水，保证系统安全运行。

需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种全自动燃煤锅炉自动控制系统，其特征在于：包括中央室监控主机、锅炉PLC自控装置、锅炉房公共系统PLC自控装置以及现场设备，中央室监控主机、锅炉PLC自控装置和锅炉房公共系统PLC自控装置通过高速通信网连接在一起，锅炉PLC自控装置和锅炉房公共系统PLC自控装置分别与现场设备相连接。

2.根据权利要求1所述的全自动燃煤锅炉自动控制系统，其特征在于：所述的锅炉PLC自控装置和锅炉房公共系统PLC自控装置均由CPU模块与电源模块、扩展存储卡、模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块、开关量输出模块连接构成，模拟量输入模块、模拟量输出模块、开关量输入模块和开关量输出模块分别与现场设备相连接。

3.根据权利要求2所述的全自动燃煤锅炉自动控制系统，其特征在于：所述的现场设备包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、氧含量分析仪、风量调节装置、煤量调节装置、补水泵、循环泵和变频装置。

4.根据权利要求1或2或3所述的全自动燃煤锅炉自动控制系统，其特征在于：所述的锅炉PLC自控装置为多个。

5.根据权利要求1或2或3所述的全自动燃煤锅炉自动控制系统，其特征在于：在高速通信网上还连接一与中央室监控主机并行工作的中央室监控备机。

6.根据权利要求5所述的全自动燃煤锅炉自动控制系统，其特征在于：所述的中央室监控主机和中央室监控备机还通过局域网与操作终端相连接。

7.根据权利要求6所述的全自动燃煤锅炉自动控制系统，其特征在于：所述的操作终端为多个。

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