CN209026852U - 燃气锅炉燃烧优化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气锅炉燃烧优化系统，包括锅炉本体、第一PID控制器、烟气含氧量检测模块、燃气流量检测模块、信号转换模块、温度检测模块、温度设定模块、变频器和风机。由于热风温度的波动直接影响烟气含氧量的变化，因此通过设有温度检测模块，可以对燃气锅炉回收的热风温度进行实时监测；实时温度与温度设定模块设定的温度进行比较，便于第一PID控制器控制变频器进行变频；设有烟气含氧量检测模块，可以实时检测锅炉本体排放烟气的含氧量，便于第一PID控制器控制变频器进行变频，从而改变风机的转速。由此，取缔现有技术中通过机械式控制风门开度大小调节锅炉进风量，细化风量的调节范围，从而提高风量的调节精度，实现燃气锅炉经济燃烧。

Description

燃气锅炉燃烧优化系统

技术领域

本实用新型属于一种燃气锅炉的重要组成部分，尤其是涉及一种燃气锅炉燃烧优化系统。

背景技术

进入锅炉空气量的控制方式有风门挡板开度控制和通过变频调节空气量的控制两种。这两种控制方式中，由于风门挡板开度和负荷关系的非线型性，风门挡板开度和实际进入炉膛空气量难以实现精确控制。现有的锅炉进风量是根据燃气流量信号，通过阀门开度连杆直接调控风门挡板开度控制实际进入锅炉的风量，由于连杆和风门的开度控制都是机械操作，这样的控制方式误差大，调节精度不高。此外，即便增加了变频器提高了调节风量的精度，但由于工况的改变，外围空气或热风温度的不同，锅炉燃烧状况不能达到最佳状态，无法实现经济燃烧。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够解决上述问题中的至少一个的燃气锅炉燃烧优化系统。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种燃气锅炉燃烧优化系统，包括锅炉本体、第一PID控制器、烟气含氧量检测模块、燃气流量检测模块、信号转换模块、温度检测模块、温度设定模块、变频器和风机，锅炉本体设有阀门，燃气流量检测模块设于阀门处，信号转换模块的输入端与燃气流量检测模块电连接，烟气含氧量检测模块与锅炉本体对应设置，第一PID 控制器与烟气含氧量检测模块的输出端电连接，温度检测模块与锅炉本体对应，第一PID控制器与温度检测模块的输出端电连接，温度设定模块与第一PID控制器连接，温度设定模块与温度检测模块连接，第一PID控制器的输出端与变频器电连接，变频器与信号转换模块的输出端电连接，风机与变频器连接，风机与锅炉本体相对应。

本实用新型的有益效果是：由于燃气锅炉的进风来自锅炉本身回收的热风时，热风温度的波动直接影响烟气含氧量的变化，因此通过设有温度检测模块，可以对燃气锅炉回收的热风温度进行实时监测；然后检测的实时温度与温度设定模块预先设定的温度进行比较，便于第一PID控制器控制变频器进行变频；通过设有烟气含氧量检测模块，可以实时检测锅炉本体排放烟气的含氧量，再将信号输送至第一PID控制器，第一PID控制器通过烟气含氧量的相应信号控制变频器进行变频，从而改变风机的转速；同时，通过燃气流量检测模块直接获取锅炉燃气流量信号，并将燃气流量信号发送至信号转换模块，通过信号转换模块将流量信号转换为变频器的输入控制信号，实现变频器的变频，从而改变了风机的转动频率，即实现了风机的转速调节，使得进入到锅炉本体的风量得到调节。由此，该燃气锅炉燃烧优化系统取缔了现有技术中通过机械式控制风门开度大小调节锅炉进风量，细化风量的调节范围，从而提高风量的调节精度，实现燃气锅炉经济燃烧。

在一些实施方式中，温度检测模块位于锅炉本体的出风口处。由此，便于准确检测热风温度，提交后续调节精度。

在一些实施方式中，燃气锅炉燃烧优化系统还包括压力检测模块和第二PID控制器，第二PID控制器与阀门电连接，压力检测模块与锅炉本体对应设置，压力检测模块与第二PID控制器电连接。由此，通过设有压力检测模块，可以实时检测锅炉本体释放的蒸汽压力，利于锅炉本体的工作情况的监测。

在一些实施方式中，燃气锅炉燃烧优化系统还包括压力设定模块，压力设定模块与压力检测模块电连接，压力设定模块与第二PID控制器电连接。由此，通过压力检测模块对锅炉本体释放蒸汽压力的检测，并和压力设定模块预先设定的压力值进行比对，经过第二PID控制器进行比对后，可以进一步精确变频器对风机的转速调节，进而提高风量的调节精度。

在一些实施方式中，燃气锅炉燃烧优化系统还包括烟气含氧量设定模块，烟气含氧量设定模块与烟气含氧量检测模块相连接，烟气含氧量设定模块与第一PID控制器电连接。由此，通过烟气含氧量检测模块检测得到的锅炉烟气含氧量信号，并与预先设定的较佳的烟气含氧量进行比照，利用第一PID控制器的自动调节作用，对变频器输入控制信号进行精细微调，精准调节锅炉输入风量，从而达到将锅炉烟气含氧量调节到给定的较佳数值范围的目的。

在一些实施方式中，风机为三相风机。由此，可以满足风机的使用要求。

附图说明

图1是本实用新型的燃气锅炉燃烧优化系统的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1。燃气锅炉燃烧优化系统，包括锅炉本体1、第一PID控制器 (ProportionIntegration Differentiation，即比例-积分-微分控制器)2、烟气含氧量检测模块9、燃气流量检测模块3、信号转换模块4、温度检测模块 30、温度设定模块40、变频器5和风机6，锅炉本体1设有阀门11，燃气流量检测模块3设于阀门11处，信号转换模块4的输入端与燃气流量检测模块3通过导线电连接，烟气含氧量检测模块9与锅炉本体1对应设置，第一PID控制器2与烟气含氧量检测模块9的输出端通过导线电连接，第一PID控制器2的输出端与变频器5通过导线电连接，温度检测模块30与锅炉本体对应，第一PID控制器2与温度检测模块30的输出端电连接，温度设定模块40与第一PID控制器2连接，温度设定模块40与温度检测模块30连接，变频器5与信号转换模块4的输出端通过导线电连接，风机6 与变频器5连接，风机6与锅炉本体1相对应，即风机6向锅炉本体1输送风量。在实际使用过程中，阀门11通过电机控制开启大小，第一PID控制器2与该电机通过导线连接，使得第一PID控制器可以方便控制阀门11 打开大小，便于输入风量的控制。

本实用新型的燃气锅炉燃烧优化系统主要针对燃气锅炉的送风取自通过预热器回收的热风，由于热风温度的波动直接影响烟气含氧量的变化，且热风的温度变化比较大，具有不确定性，为了避免烟气含氧量参数的急剧波动。因此，需要通过采集送风温度信号，在送风回路对送风量进行前馈控制，充分保燃烧过程中烟气含氧量数值的平稳，以实现燃气锅炉的经济燃烧。

当温度检测模块30检测的温度高于温度设定模块40预先设定的温度时，因此送风温度较高，风的流速较大，第一PID控制器2控制变频器5 的变频，使得风机6转速相应变小。反之，风机6的转速增大。从而实现了锅炉的经济燃烧。

其中，温度检测模块30位于锅炉本体的出风口处。

该燃气锅炉燃烧优化系统在使用时，燃气流量检测模块3可以实时检测进入到阀门11的燃气流量，并将燃气流量信号传递至信号转换模块4；燃气流量信号经过信号转换模块4中的函数变换后作为变频器5的输入控制信号；其中，信号转换模块4中的函数变换包括但不限于：比例函数、一次线性函数或根据不同负荷下的非线性拟合曲线，经信号转换模块4变换后作为锅炉进风量的控制信号，并输送至变频器5。最后通过变频器5 控制风机6的转速，实现风机6输送风量的调节。

同时，通过设有烟气含氧量检测模块9，可以实时检测锅炉本体1排放烟气的含氧量，再将信号输送至第一PID控制器2，第一PID控制器2通过烟气含氧量的相应信号控制变频器5进行变频，从而改变风机6的转速，提高锅炉本体1进风量的控制精度。

燃气锅炉燃烧优化系统还包括压力检测模块7和第二PID控制器10，第二PID控制器10与阀门11电连接，压力检测模块7与锅炉本体1对应设置，压力检测模块7与第二PID控制器10电连接。

燃气锅炉燃烧优化系统还包括压力设定模块8，压力设定模块8与压力检测模块7电连接，压力设定模块8与第二PID控制器10电连接。

在使用时，压力检测模块7可以检测锅炉本体1释放的蒸汽压力；压力设定模块8可以预先设定较为理想的蒸汽压力值；压力检测模块7测得的实际蒸汽压力值和压力设定模块8的理想蒸汽压力值均输送至第二PID 控制器10处，第二PID控制器10对两者的数值进行比对，然后对阀门11 的开口大小进行调节，提高了风量的调节精度，使得锅炉本体1的进风量满足使用要求，达到节能效果。具体调节为：当实际蒸汽压力值小于预先设定的蒸汽压力值时，阀门11开口相应增大；反之，阀门11开口相应减小。

燃气锅炉燃烧优化系统还包括烟气含氧量设定模块20，烟气含氧量设定模块20与烟气含氧量检测模块9相连接，烟气含氧量设定模块20与第一PID控制器2电连接。

本实用新型的燃气锅炉燃烧优化系统在使用时，通过烟气含氧量设定模块20预先设定燃气锅炉的最佳烟气含氧量值；烟气含氧量检测模块9可以测得锅炉本体1的实时烟气含氧量。烟气含氧量设定模块20设定的最佳烟气含氧量值与烟气含氧量检测模块9测得的实时烟气含氧量输送至第一 PID控制器2处，第一PID控制器2对两个数值进行比对，然后第一PID 控制器2对变频器5输入控制信号进行精细微调，精准调节锅炉本体1输入风量，从而达到将锅炉烟气含氧量调节到最佳给定的数值范围的目的。具体调节为：当实际测得的烟气含氧量数值小于预先设定的最佳含氧量值时，风机的转速增大。

风机6为三相风机，便于控制锅炉本体1的进风量。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.燃气锅炉燃烧优化系统，其特征在于，包括锅炉本体(1)、第一PID控制器(2)、烟气含氧量检测模块(9)、燃气流量检测模块(3)、信号转换模块(4)、温度检测模块(30)、温度设定模块(40)、变频器(5)和风机(6)，所述锅炉本体(1)设有阀门(11)，所述燃气流量检测模块(3)设于阀门(11)处，所述信号转换模块(4)的输入端与燃气流量检测模块(3)电连接，所述烟气含氧量检测模块(9)与锅炉本体(1)对应设置，所述第一PID控制器(2)与烟气含氧量检测模块(9)的输出端电连接，所述温度检测模块(30)与锅炉本体对应，所述第一PID控制器(2)与温度检测模块(30)的输出端电连接，所述温度设定模块(40)与第一PID控制器(2)连接，所述温度设定模块(40)与温度检测模块(30)连接，所述第一PID控制器(2)的输出端与变频器(5)电连接，所述变频器(5)与信号转换模块(4)的输出端电连接，所述风机(6)与变频器(5)连接，所述风机(6)与锅炉本体(1)相对应。

2.根据权利要求1所述的燃气锅炉燃烧优化系统，其特征在于，所述温度检测模块(30)位于锅炉本体的出风口处。

3.根据权利要求2所述的燃气锅炉燃烧优化系统，其特征在于，还包括压力检测模块(7)和第二PID控制器(10)，所述第二PID控制器(10)与阀门(11)电连接，所述压力检测模块(7)与锅炉本体(1)对应设置，所述压力检测模块(7)与第二PID控制器(10)电连接。

4.根据权利要求3所述的燃气锅炉燃烧优化系统，其特征在于，还包括压力设定模块(8)，所述压力设定模块(8)与压力检测模块(7)电连接，所述压力设定模块(8)与第二PID控制器(10)电连接。

5.根据权利要求4所述的燃气锅炉燃烧优化系统，其特征在于，还包括烟气含氧量设定模块(20)，所述烟气含氧量设定模块(20)与烟气含氧量检测模块(9)相连接，所述烟气含氧量设定模块(20)与第一PID控制器(2)电连接。

6.根据权利要求1～5任一项所述的燃气锅炉燃烧优化系统，其特征在于，所述风机(6)为三相风机。