CN203766792U - 电煤锅炉控制箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锅炉控制装置，具体的说，涉及一种列车用电煤锅炉控制箱，主要由安装于车厢内部的车内温度传感器、探入炉壁内侧的锅炉水温传感器、液位传感器、PLC控制器、多个电热管、2只循环水泵、电流传感器、指示灯和电源电路组成。本实用新型的优点是可根据需要手动控制电热管开关旋钮和水泵控制开关，选择电热管和循环水泵的投入数量，使车厢温度控制平稳、舒适，且每个电热管和循环水泵上均设有一个电流传感器和显示电热管和循环水泵工作状态的指示灯，便于对系统进行维护检修，很大程度上减轻列车乘务人员的工作量，为旅客和乘务人员提供舒适、卫生的旅行和工作环境。

Description

电煤锅炉控制箱

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉控制装置，具体的说，涉及一种列车用电煤两用的锅炉控制箱。

背景技术

目前，我国铁路客车冬季采暖广泛采用燃煤温水循环及电热两种形式。燃煤温水循环方式即使用燃煤锅炉，以煤炭为燃料，通过煤炭燃烧对炉体内的水不断加热，促使锅炉与车厢暖管的热水不断循环通过散热片在车厢内释放热量达到客车取暖的目的。燃煤温水循环方式具有湿度适宜、保温性好、旅客感觉舒适等优点，但是操作人员需经过严格培训才能上岗操作，操作复杂，工作量很大，而且直接燃烧煤炭列车卫生环境差，资源利用率低，严重污染空气，这种采暖方式已经越来越不能满足社会对降低能耗和保护环境的要求。电热方式即在客室两侧安装电暖气片，通过电暖气片内部的电热元件消耗电能释放热量，其优点是直接加热，但客室内空气干燥、不新鲜，热量分布不均，而且加热元件的供电电源一般为交流220V或直流600V，旅客容易直接与电源接触造成触电，当有液体流入加热器或者空气潮湿时容易绝缘不良造成断路器频繁跳闸，可用性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种列车用电煤锅炉控制箱，为铁路客车提供一种安全、环保且经济的采暖方式，取代传统的燃煤锅炉，减少煤炭使用量，减轻环境污染，提高能源的利用率。

本实用新型的技术方案是：一种电煤锅炉控制箱，其特征在于：所述的控制箱主要由安装于车厢内部的车内温度传感器、探入炉壁内侧的锅炉水温传感器、液位传感器、PLC控制器、多个电热管、2只循环水泵、电流传感器、指示灯和电源电路组成，所述的车内温度传感器设于车厢内部，通过温度控制器与PLC控制器的输入端相连，通过调整温度控制器的参数控制电热管的启动与停止温度，锅炉水温传感器和液位传感器均与PLC控制器的输入端相连；所述的多个电热管和循环水泵分别与PLC控制器的信号输出端电连，每个电热管和循环水泵上均设有一个电流传感器和显示电热管和循环水泵工作状态的指示灯。

优选的是，所述的电热管共有24只，每只电热管的额定电压为AC220V，额定功率为2KW，电热管内的耐高温磁棒上均匀缠绕有电阻丝，电阻丝的外部设有不锈钢套筒，电热管通过连接法兰方式均匀安装于锅炉炉腔内。

优选的是，所述的24只电热管通过无烟低卤阻燃导线连接，共分为4路，每路的功率依次为12KW、12KW、18KW和6KW，每路电热管均通过一个主回路接触器控制电热管的开关状态，主回路接触器与PLC控制器电连，通过PLC控制器自动控制电热管的通断。

优选的是，该控制箱设有电热管开关旋钮，所述的主回路接触器与电热管开关旋钮电连，通过手动控制电热管开关旋钮控制电热管的通断。

优选的是，所述的循环水泵共有2只，均设于锅炉出水口处，每只循环水泵均通过一个主回路接触器控制循环水泵的开关状态，主回路接触器与PLC控制器电连，通过PLC控制器自动控制循环水泵的通断。

优选的是，该控制箱设有水泵控制开关，所述的主回路接触器与水泵控制开关电连，通过手动控制水泵控制开关控制循环水泵的通断。

优选的是，所述的PLC控制器的信号输出端还与缺水故障指示灯电连，当液位传感器检测到锅炉内部水位低于设定值时，该缺水故障指示灯闪烁。

优选的是，该控制箱安装于锅炉的背面，锅炉与控制箱的间隙为50mm，锅炉与控制箱之间填充隔热材料。

一种电煤锅炉控制方法，包括对锅炉的电热管和循环水泵进行控制，其特征在于包括以下控制方式：

该控制箱对电煤锅炉电热管工作的控制模式共有三种，包括自动模式、停止模式和应急模式，具体控制方式如下：

（1）自动模式下，具体工作过程为：

步骤一：当该控制箱进入加热模式时，根据运行区间，选择进入相应的国内模式和国外模式；

步骤二：国内模式运行时，PLC控制器控制电热管的1档、2档和4档工作，电热管3档不启动，电热管4档与车厢中设有的空调预热器互锁，当空调预热器工作时，电热管4档不启动，当空调预热器停止工作时，电热管4档启动；国外模式运行时，PLC控制器控制电热管的1档、2档、3档和4档全部工作；

步骤三：当控制箱进入国内模式或国内模式时，通过液位传感器检测锅炉水位是否高于锅炉的出水口水位；

步骤四：如果检测锅炉水位低于锅炉的出水口水位，缺水故障指示灯闪烁，PLC控制器控制关闭全部电热管，若检测锅炉水位高于锅炉的出水口水位，则判断锅炉水温传感器检测的水温是否在-5～110℃之间；

步骤五：若锅炉水温传感器检测的水温不在-5～110℃之间，缺水故障指示灯闪烁，PLC控制器控制关闭全部电热管，若锅炉水温传感器检测的水温在-5～110℃之间，则判断检测到的锅炉水温是否低于94℃；

步骤六：若锅炉水温高于94℃，则PLC控制器控制关闭全部电热管，当锅炉水温传感器检测的水温低于92℃时，PLC控制器控制电热管返回步骤三；

步骤七：若锅炉水温低于94℃，则判断车内温度是否高于22℃，若车内温度高于22℃，PLC控制器的计时器归零，PLC控制器控制电热管延迟15分钟后进行加热管减档动作，同时PLC控制器的计时器归零，减档动作完成后返回步骤三，若PLC控制器的计时器累计时间少于15分钟，返回步骤三；若车内温度低于22℃，PLC控制器的计时器归零，且判断车内温度是否低于18℃；

步骤八：若车内温度低于18℃且PLC控制器的计时器累计时间达到15分钟，进行加热管加档动作，同时PLC控制器的计时器归零，加档动作完成后返回步骤三，若PLC控制器的计时器累计时间少于15分钟，PLC控制器控制电热管返回步骤三；

（2）停止模式下，PLC控制器控制电热1档、2档、3档和4档均处于停止加热状态；

（3）应急模式下，当液位传感器、车内温度传感器、锅炉水温传感器和PLC控制器出现故障时，经水位表、验水阀确认锅炉水位正常后，手动方式控制控制箱进入应急模式，根据运行区间，选择进入相应的国内模式和国外模式，国内模式运行时，电热1档、2档和4档工作，电热3档不启动；国外模式运行时，电热1档、2档、3档和4档全部工作，应急模式为手动控制方式；

该控制箱对电煤锅炉循环水泵工作的控制模式共有三种，包括自动模式、停止模式和应急模式，具体控制方式如下：

（1）自动模式下：具体工作过程为：

步骤一：当该控制箱进入循环水泵自动模式时，判断车内温度是否高于22℃，若车内温度传感器检测的车内温度高于22℃时，PLC控制器控制循环水泵停止工作，且返回步骤一，若车内温度低于22℃时，则判断车内温度是否低于18℃；

步骤二：若车内温度传感器检测的车内温度高于18℃时，返回步骤一；若车内温度传感器检测的车内温度低于18℃时，通过锅炉水温传感器检测水温是否高于55℃；

步骤三：若水温低于55℃，PLC控制器控制循环水泵停止工作，返回步骤一；若水温高于55℃，则判断水温是否高于65℃；

步骤四：若水温低于65℃，返回步骤一；若水温高于65℃，PLC控制器控制循环水泵启动，且返回步骤一；

（2）停止模式下：PLC控制器控制循环水泵1和循环水泵2均处于关闭状态；

（3）应急模式下：当车内温度传感器、锅炉水温传感器或PLC控制器出现故障时，经水位表、验水阀确认锅炉水位正常后，手动控制控制箱进入应急模式，通过判断车厢内温水自然循环状况，手动启动循环水泵或关闭循环水泵。

本实用新型与现有技术相比的有益效果为：

该电煤锅炉控制箱为针对铁路客车的电煤两用采暖锅炉进行控制的锅炉控制箱，控制箱主要由车内温度传感器、锅炉水温传感器、液位传感器、PLC控制器、多个电热管、循环水泵、电流传感器、指示灯和电源电路组成，自动模式下，PLC控制器根据车内温度传感器检测到的客室温度和锅炉水温传感器检测到的锅炉水温，控制锅炉中电热管和循环水泵的投入数量，电热管根据加热工况共分为4路，每路的功率依次为12KW、12KW、18KW和6KW，当自动模式下出现故障时，可转换至应急模式，可根据需要手动控制电热管开关旋钮和水泵控制开关，选择电热管和循环水泵的投入数量，使车厢温度控制平稳、舒适，且每个电热管和循环水泵上均设有一个电流传感器和显示电热管和循环水泵工作状态的指示灯，便于对系统进行维护检修，很大程度上减轻列车乘务人员的工作量，为旅客和乘务人员提供舒适、卫生的旅行和工作环境。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为对锅炉电热管进行控制的示意图；

图3为对锅炉循环水泵进行控制的示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本实用新型的具体实施方式：

参见图1，一种电煤锅炉控制箱，安装于锅炉的背面，锅炉与控制箱的间隙为50mm，锅炉与控制箱之间填充隔热材料，该控制箱主要由安装于车厢内部的车内温度传感器、探入炉壁内侧的锅炉水温传感器、液位传感器、PLC控制器、多个电热管、循环水泵、电流传感器、指示灯和电源电路组成，车内温度传感器设于车厢内部，通过温度控制器与PLC控制器的输入端相连，通过调整温度控制器的参数控制电热管的启动与停止温度；锅炉水温传感器和液位传感器均与PLC控制器的输入端相连，锅炉水温传感器和液位传感器均安插于锅炉炉壁内侧；多个电热管和循环水泵分别与PLC控制器的信号输出端电连。

电热管共有24只，依次为R1～R24，每只电热管的额定电压为AC220V，额定功率为2KW，电热管内的耐高温磁棒上均匀缠绕有电阻丝，电阻丝的外部设有不锈钢套筒，电热管通过连接法兰方式均匀安装于锅炉炉腔内，且电热管通过无烟低卤阻燃导线连接，共分为4路，第一路为R1～R6，第二路为R7～R12，第三路为R13～R21，第四路为R22～R24，每路的功率依次为12KW、12KW、18KW和6KW，即按照每路电热管功率将控制箱分为4个档位，电热1档至电热4档的功率依次为12KW、12KW、18KW和6KW，该控制箱设有加热管工作模式选择开关和循环水泵工作模式选择开关，可分别控制电热管和循环水泵进入自动模式、停止模式和应急模式，加热管自动控制信号和循环水泵自动控制信号与PLC控制器电连。每路电热管均通过一个主回路接触器控制电热管的开关状态，主回路接触器与PLC控制器电连，通过PLC控制器自动控制电热管的通断，此外，该控制箱设有电热管开关旋钮，主回路接触器与电热管开关旋钮电连，通过手动控制电热管开关旋钮控制电热管的通断；循环水泵共有2只，均设于锅炉出水口处，每只循环水泵均通过一个主回路接触器控制循环水泵的开关状态，主回路接触器与PLC控制器电连，通过PLC控制器自动控制循环水泵的通断，此外，该控制箱设有水泵控制开关，所述的主回路接触器与水泵控制开关电连，通过手动控制水泵控制开关控制循环水泵的通断。每个电热管和循环水泵上均设有一个电流传感器和显示电热管和循环水泵工作状态的指示灯，PLC控制器的信号输出端还与缺水故障指示灯电连，当液位传感器检测到锅炉内部水位低于设定值时，该缺水故障指示灯闪烁，便于对系统进行维护检修，很大程度上减轻列车乘务人员的工作量，为旅客和乘务人员提供舒适、卫生的旅行和工作环境。

基于PLC的电煤锅炉控制箱对锅炉电热管和循环水泵进行控制。该电控箱完成车内温度自动控制、电热管自动逐档延时加减挡、循环水泵自动启停、缺水检测和保护、漏电保护、过载保护、电热管故障检测和显示、水泵故障检测和显示的功能。

参见图2，电煤锅炉控制箱对锅炉电热管进行控制的示意图。该控制箱监控电煤锅炉电热管工作的控制模式共有三种，包括自动模式、停止模式和应急模式，具体控制方式如下：

（1）自动模式下，具体工作过程为：

步骤一：当该控制箱进入加热模式时，根据运行区间，选择进入相应的国内模式和国外模式；

步骤二：国内模式运行时，PLC控制器控制电热管的1档、2档和4档工作，电热管3档不启动，电热管4档与车厢中设有的空调预热器互锁，当空调预热器工作时，电热管4档不启动，当空调预热器停止工作时，电热管4档启动；国外模式运行时，PLC控制器控制电热管的1档、2档、3档和4档全部工作；

步骤三：当控制箱进入国内模式或国内模式时，通过液位传感器检测锅炉水位是否高于锅炉的出水口水位；

步骤四：如果检测锅炉水位低于锅炉的出水口水位，缺水故障指示灯闪烁，PLC控制器控制关闭全部电热管，若检测锅炉水位高于锅炉的出水口水位，则判断锅炉水温传感器检测的水温是否在-5～110℃之间；

步骤五：若锅炉水温传感器检测的水温不在-5～110℃之间，缺水故障指示灯闪烁，PLC控制器控制关闭全部电热管，若锅炉水温传感器检测的水温在-5～110℃之间，则判断检测到的锅炉水温是否低于94℃；

步骤六：若锅炉水温高于94℃，则PLC控制器控制关闭全部电热管，当锅炉水温传感器检测的水温低于92℃时，PLC控制器控制电热管返回步骤三；

步骤七：若锅炉水温低于94℃，则判断车内温度是否高于22℃，若车内温度高于22℃，PLC控制器的计时器归零，PLC控制器控制电热管延迟15分钟后进行加热管减档动作，同时PLC控制器的计时器归零，减档动作完成后返回步骤三，若PLC控制器的计时器累计时间少于15分钟，返回步骤三；若车内温度低于22℃，PLC控制器的计时器归零，且判断车内温度是否低于18℃；

步骤八：若车内温度低于18℃且PLC控制器的计时器累计时间达到15分钟，进行加热管加档动作，同时PLC控制器的计时器归零，加档动作完成后返回步骤三，若PLC控制器的计时器累计时间少于15分钟，PLC控制器控制电热管返回步骤三；

（2）停止模式下，PLC控制器控制电热1档、2档、3档和4档均处于停止加热状态；

（3）应急模式下，当液位传感器、车内温度传感器、锅炉水温传感器和PLC控制器出现故障时，经水位表、验水阀确认锅炉水位正常后，手动方式控制控制箱进入应急模式，根据运行区间，选择进入相应的国内模式和国外模式，国内模式运行时，电热1档、2档和4档工作，电热3档不启动；国外模式运行时，电热1档、2档、3档和4档全部工作，应急模式为手动控制方式，应急模式下控制箱不具备车内温度自动控制、电热管自动逐档延时加减挡、循环水泵自动启停的功能。

参见图3，电煤锅炉控制箱对锅炉循环水泵进行控制的示意图。该控制箱监控电煤锅炉循环水泵工作的控制模式共有三种，包括自动模式、停止模式和应急模式，具体控制方式如下：

（1）自动模式下：具体工作过程为：

步骤一：当该控制箱进入循环水泵自动模式时，判断车内温度是否高于22℃，若车内温度传感器检测的车内温度高于22℃时，PLC控制器控制循环水泵停止工作，且返回步骤一，若车内温度低于22℃时，则判断车内温度是否低于18℃；

步骤二：若车内温度传感器检测的车内温度高于18℃时，返回步骤一；若车内温度传感器检测的车内温度低于18℃时，通过锅炉水温传感器检测水温是否高于55℃；

步骤三：若水温低于55℃，PLC控制器控制循环水泵停止工作，返回步骤一；若水温高于55℃，则判断水温是否高于65℃；

步骤四：若水温低于65℃，返回步骤一；若水温高于65℃，PLC控制器控制循环水泵启动，且返回步骤一；

（2）停止模式下：PLC控制器控制循环水泵1和循环水泵2均处于关闭状态；

（3）应急模式下：当车内温度传感器、锅炉水温传感器或PLC控制器出现故障时，经水位表、验水阀确认锅炉水位正常后，手动控制控制箱进入应急模式，通过判断车厢内温水自然循环状况，手动启动循环水泵或关闭循环水泵。

Claims (8)

1.一种电煤锅炉控制箱，其特征在于：所述的控制箱主要由安装于车厢内部的车内温度传感器、探入炉壁内侧的锅炉水温传感器、液位传感器、PLC控制器、多个电热管、2只循环水泵、电流传感器、指示灯和电源电路组成，所述的车内温度传感器设于车厢内部，通过温度控制器与PLC控制器的输入端相连，通过调整温度控制器的参数控制电热管的启动与停止温度，锅炉水温传感器和液位传感器均与PLC控制器的输入端相连；所述的多个电热管和循环水泵分别与PLC控制器的信号输出端电连，每个电热管和循环水泵上均设有一个电流传感器和显示电热管和循环水泵工作状态的指示灯。

2.根据权利要求1所述的电煤锅炉控制箱，其特征在于：所述的电热管共有24只，每只电热管的额定电压为AC220V，额定功率为2KW，电热管内的耐高温磁棒上均匀缠绕有电阻丝，电阻丝的外部设有不锈钢套筒，电热管通过连接法兰方式均匀安装于锅炉炉腔内。

3.根据权利要求2所述的电煤锅炉控制箱，其特征在于：所述的24只电热管通过无烟低卤阻燃导线连接，共分为4路，每路的功率依次为12KW、12KW、18KW和6KW，每路电热管均通过一个主回路接触器控制电热管的开关状态，主回路接触器与PLC控制器电连，通过PLC控制器自动控制电热管的通断。

4.根据权利要求3所述的电煤锅炉控制箱，其特征在于：该控制器设有电热管开关旋钮，所述的主回路接触器与电热管开关旋钮电连，通过手动控制电热管开关旋钮控制电热管的通断。

5.根据权利要求1所述的电煤锅炉控制箱，其特征在于：所述的循环水泵共有2只，均设于锅炉出水口处，每只循环水泵均通过一个主回路接触器控制循环水泵的开关状态，主回路接触器与PLC控制器电连，通过PLC控制器自动控制循环水泵的通断。

6.根据权利要求5所述的电煤锅炉控制箱，其特征在于：该控制器设有水泵控制开关，所述的主回路接触器与水泵控制开关电连，通过手动控制水泵控制开关控制循环水泵的通断。

7.根据权利要求1所述的电煤锅炉控制箱，其特征在于：所述的PLC控制器的信号输出端还与缺水故障指示灯电连， 当液位传感器检测到锅炉内部水位低于设定值时，该缺水故障指示灯闪烁。

8.根据权利要求1所述的电煤锅炉控制箱，其特征在于：该控制箱安装于锅炉的背面，锅炉与控制箱的间隙为50mm，锅炉与控制箱之间填充隔热材料。