CN205721339U - 一种工业沸腾炉自动化控制系统 - Google Patents

Abstract

一种工业沸腾炉自动化控制系统，包括进料系统、沸腾炉燃烧控制系统、排渣控制系统，其进料系统、沸腾炉燃烧控制系统、排渣控制系统的信号输出端分别与DCS信号接收端相连，DCS输出信号通过变换器与对应的单回路控制器信号接收端联接，单回路控制器分别与对应设备信号接收装置联接，进料系统料位监测信号输出端分别联接皮带机传动装置信号接收端与斗提机启动装置信号接收端，沸腾炉燃烧控制系统设有温度监测测装置、压力监测测装置，压力监测测装置信号输出端分别作用鼓风机、引风机、排渣控制阀。该系统实现了工业沸腾炉运行过程自动化控制，使工业沸腾炉达到高效、稳定运行。

Description

一种工业沸腾炉自动化控制系统

技术领域

本实用新型属于自动化控制领域，涉及工业生产中利用沸腾炉进行物料烘干的过程自动化控制系统。

背景技术

目前沸腾炉广泛用于工业原料或产品的烘干、焙烧，如：矿渣、粘土、污泥、电石渣、复合肥、工业石膏、石膏板、铁精粉、硫精矿、红土矿、菱铁矿、锌浸出渣、煤粉和煤泥等。沸腾炉的突出优点是，对煤种适应性广，可燃烧烟煤、无烟煤、褐煤和煤矸石，它的另一个好处在于使燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率。

沸腾炉的燃烧方式不同于链排炉和手烧炉，它是通过风机鼓入高压空气使固体燃料煤在流化床中“流态化”，在沸腾的状态下进行燃烧。供热稳定；煤能高效清洁燃烧，燃尽率达99%以上，炉渣可回收综合利用；起燃灵活，时间短，节省起燃材料；根据对国内沸腾炉工艺操作的了解，所有操作基本都基于人工手动操作，当需要上料时，需人工逆序启动各设备，即将与物料流向相反的顺序逐一启动，当要停止上料时又要按先启后停的原则逐一进行操作。

现有技术中，沸腾炉所有操作控制都是靠经验手动进行，在沸腾炉运行中由于对风量和煤量控制不当、风煤配比失调、给煤不均匀或中断给料、运行中煤质的变化，风煤调节不及时，不得当、烧混煤时，混合不均匀，给煤量调节不当等因素造成沸腾炉温度不稳定，烘干物料不达标，炉膛结焦等现象。在操作过程中人员注意力高度集中，劳动强度大、效率低，人为操作失误不可避免，其次操作人员在观察炉火时安全性无法得到保障，操作的多样性和多变性无法发挥沸腾炉的最佳效果。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型彻底改变目前沸腾炉人工操作工艺，利用先进的自动控制系统来代替手动控制，实现沸腾炉的控制自动化运行，充分发挥沸腾炉在工业领域应用中的优势。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种工业沸腾炉自动化控制系统，包括进料系统、沸腾炉燃烧控制系统、排渣控制系统，其进料系统、沸腾炉燃烧控制系统、排渣控制系统的信号输出端分别与DCS信号接收端相连，DCS输出信号通过变换器与对应的单回路控制器信号接收端联接；单回路控制器分别与对应设备信号接收装置联接；单回路控制器与主机DCS间的通信，通过一个信号变换器完成主机DCS侧信号与变换器侧信号间的电平转换,主机DCS作为上位机，通过一台信号变换器通信转换接口与单回路控制器联接为一通信网，进行数据交换，各台单回路控制器通过数据通信，接受由上位机给出的命令，并实现对应的操作，上位机则定时通过通信网收集每台单回路调节器所采集的实时过程参数。

所述的进料系统料位监测信号输出端分别联接皮带机传动装置信号接收端与斗提机启动装置信号接收端；联锁设计可实现自动进料，当料仓低料位发出报警时，进料系统开始启动，皮带机、斗提机启动，实现自动上料，避免人为上料不及时造成料仓长时间空仓及上料过满造成溢料。

所述的沸腾炉燃烧控制系统设有温度监测测装置、压力监测测装置，温度监测测装置信号输出端与进料系统给料装置信号接收端联接，压力监测测装置信号输出端分别与鼓风机的变频调节器、引风机的变频调节器、排渣系统的控制阀信号接收端联接；当沸腾炉内温度监测测装置检测到温度过高或低时，给料机减小或加大给煤量，鼓风量和引风量自动相应调整，保持炉温不变，使进煤量与鼓风量，引风量与鼓风量相适应，保证沸腾炉燃烧的稳定性、可靠性、经济性。

上述的一种工业沸腾炉自动化控制系统,其沸腾炉侧壁设有的烟气调节阀控制信号接收端与压力检测装置信号发送端联接，炉膛内设有的温度检测装置信号发送端与给料机信号接收端联接；在沸腾炉内安装压力监测装置，并设定其装置的限定值，实时调整窑内负压；同时压力监测测装置与引风机实施连锁，根据压力监测测装置设定范围调整引风机频率的大小。在沸腾炉内安装温度监测装置，根据沸腾炉正常运行时窑内的温度范围设定低温报警和高温报警，通过DCS通讯实现沸腾炉温度监测装置与给料机的连锁。

上述的一种工业沸腾炉自动化控制系统,其鼓风机出口设置压力监测装置，排渣口设自动切断装置；压力监测装置的信号发送端与排渣电磁阀信号接收端联接；在沸腾炉正常运行时，炉膛压力应保持在10～20Pa负压范围之内，负压过大，漏风严重，总的风量增加，烟气热量损失增大，同时引风机的电耗增加，不利于经济燃烧，负压过小，炉膛要向外喷火，不利于安全生产，危害环境卫生，本系统在炉膛内装有压力检测装置并于引风机相连，当检测到炉膛压力过高或低时，引风机频率相应增大或减小，保证炉膛压力在正常范围，鼓风机出口装有压力检测装置，并于排渣电磁阀相连，当检测到鼓风机出口压力超出设定范围时，排渣口打开开始排渣，解决由于人工长时间不排渣造成炉膛结焦及灭火现象。

本实用新型的有益效果是，针对传统沸腾炉依靠人工操作控制造成沸腾炉工作不稳定，效率低下，操作的多样性和多变性无法发挥沸腾炉的最佳效果等问题，利用先进的监测装置，合理布置设计，采用DCS控制系统，提供了一种沸腾炉自动化控制系统，该系统实现了给料系统自动供料，炉内压力自动调整、炉渣自动排放，温度自动调节等功能，避免了人工操作带来的失误、操作滞后、效率较低等影响，大大提高沸腾炉的工作效率，降低维护成本，使沸腾炉达到经济、高效、可靠、稳定、自动化运行。

附图说明

图1为本实用新型工业沸腾炉自动化控制系统电路框图。

图2为本实用新型工业沸腾炉工艺流程图。

具体实施方式

为能更清楚说明本方案的技术特点，下面结合附图1，通过具体实施例对本实用新型做进一步描述。

本实用新型提供的一种工业沸腾炉自动化控制系统,包括：进料系统、沸腾炉燃烧控制系统、排渣控制系统，其特征在于所述的进料系统、沸腾炉燃烧控制系统、排渣控制系统的信号输出端分别与DCS1信号接收端相连，DCS输出信号通过变换器2与对应的单回路控制器3信号接收端联接，单回路控制器3分别与对应设备信号接收装置联接；所述的进料系统料位仪4监测信号输出端分别联接皮带机7传动装置7信号接收端与斗提机9启动装置信号接收端；所述的沸腾炉燃烧控制系统设有温度监测测装置5、压力监测测装置6，温度监测测装置5信号输出端与进料系统给料装置8信号接收端联接，压力监测测装置6信号输出端分别与鼓风机10的变频调节器、引风机11的变频调节器、排渣系统控制阀12信号接收端联接。

实施例 1：结合附图1、附图2对实施例进行具体描述，首先在料仓13上的上下两端分别安装料位仪4，监测料仓13的高料位与低料位，通过DCS1通讯实现料仓13与皮带机7、斗提机9设备之间的连锁，当料仓13低料位发出信号时，皮带机7接收信号并启动，同时料仓13对应的卸料刮板打开，皮带机7启动完成后斗提机9启动，开始上料，当料仓13高料位发出信号时，斗提机9停止工作，延迟一定的时间后皮带机7停止，刮板关闭，上料结束；

在沸腾炉14内、安装压力监测装置6，并设定其装置的限定值，实时调整窑内负压，压力监测装置6对窑内负压进行检测并转化成0-1OmA的标准直流电流信号输出，然后经信号转换器转换成对应的4-20mA,送入单回路控制器3对应模拟输入端子，与给定的负压进行比较，从而调节烟气阀开度使窑内负压稳定在给定值的允许误差范围内，同时压力监测装置6与引风机11实施连锁，根据压力监测装置6设定范围调整引风机11频率的大小；

在沸腾炉14内安装温度监测装置5，根据沸腾炉正常运行时窑内的温度范围设定低温报警和高温报警，通过DCS1通讯实现沸腾炉14温度监测装置5与给料装置8的连锁，当沸腾炉14的炉膛温度在设定范围之内时，给料装置8保持稳定运行，当沸腾炉14的炉膛温度低于低限值时给料装置8频率相应增加，直至沸腾炉14温度达到正常范围时停止增加，保持稳定运行，当沸腾炉14温度超过高限值时给料装置8停止运行，待沸腾炉14温度降到正常范围内时给料装置8恢复工作；

在鼓风机10出口处安装压力监测装置6，通过DCS1通讯实现鼓风机10压力监测装置6与排渣系统控制阀12的连锁，并设定压力限定值,当压力监测装置6监测到压力大于高限值时发出信号，排渣系统控制阀12接通，气动插板阀打开，开始排渣，当压力监测装置6监测到压力小于底限值时，排渣系统控制阀12断开，气动插板阀关闭，排渣结束。

Claims (4)

1.一种工业沸腾炉自动化控制系统,包括进料系统、沸腾炉燃烧控制系统、排渣控制系统，其特征在于所述的进料系统、沸腾炉燃烧控制系统、排渣控制系统的信号输出端分别与DCS信号接收端相连，DCS输出信号通过变换器与对应的单回路控制器信号接收端联接，单回路控制器分别与对应设备信号接收装置联接；所述的进料系统料位监测信号输出端分别联接皮带机传动装置信号接收端与斗提机启动装置信号接收端；所述的沸腾炉燃烧控制系统设有温度监测装置、压力监测装置、温度监测装置信号输出端与进料系统给料装置信号接收端联接，压力监测装置信号输出端分别与鼓风机的变频调节器、引风机的变频调节器、排渣系统的控制阀信号接收端联接。

2.根据权利要求1所述的一种工业沸腾炉自动化控制系统,其特在于沸腾炉侧壁设有的烟气调节阀控制信号接收端与压力检测装置信号发送端联接，炉膛内设有的温度检测装置信号发送端与给料机信号接收端联接。

3.根据权利要求1所述的一种工业沸腾炉自动化控制系统,其特征在于鼓风机出口设置压力监测装置，排渣口设自动切断装置；压力监测装置的信号发送端与排渣电磁阀信号接收端联接。

4.根据权利要求1所述的一种工业沸腾炉自动化控制系统,其特征在于煤粉料仓设置高料位与低料位料位监测装置信号发送端分别与皮带机传动装置、斗提机启动装置信号接收端联接。