CN209622755U - 基于物联网的燃气蒸汽锅炉控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于物联网的燃气蒸汽锅炉控制系统，包括云平台和若干燃气蒸汽锅炉系统，各燃气蒸汽锅炉系统设有独立的控制系统、分别连接到控制系统的给水单元、燃烧器单元、炉膛和汽包，所述控制系统包括设置于锅炉设备现场的智能控制器、人机界面和物联网模块，人机界面和物联网模块均与智能控制器的通讯接口连接且均为双向通讯，物联网模块与云平台系统双向通讯连接。本实用新型将传统控制系统技术与物联网信息技术深度融合，实现设备信息无缝互联、设备状况协同可控、资源管理全局优化，在保证控制系统高可靠性、高安全性、高开放性、易维护性的同时，具有“省事”、“省时”、“省钱”的特点。

Description

基于物联网的燃气蒸汽锅炉控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种基于物联网的燃气蒸汽锅炉控制系统，主要应用于燃油燃气蒸汽锅炉的自动控制和云平台远程运维。

背景技术

蒸汽锅炉指的是把水加热到一定参数并生产高温蒸汽的工业锅炉，蒸汽锅炉属于特种设备，广泛应用于各行各业的生产和生活中，随着国家燃煤整改政策的相继实施，传统的高污染高消耗的燃煤锅炉逐渐受到市场的诟病，燃气蒸汽锅炉在工业锅炉行业中的比重不断上升。蒸汽锅炉按照燃料（电、油、气）可以分为电蒸汽锅炉、燃油蒸汽锅炉和燃气蒸汽锅炉三种。

目前，如何实现燃气蒸汽锅炉燃烧清洁、排放无污染、操作便捷、出力充足，以及实现燃气蒸汽锅炉的智能控制、远程监测、记录和分析燃气蒸汽锅炉的运行状态等，对燃气蒸汽锅炉的节能降耗、经济安全、全生命周期的运维和管理有着重要的意义。而且，现有技术中的燃气蒸汽锅炉控制系统一般仅将单台设备作为一个孤立的控制系统，或者仅将单台设备孤立地进行数据远传，无法对多台设备同时进行远程运维和管理，需要在设备现场配备大量的专业人员实施监督和控制，造成运行和管理成本的增加。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型为了解决燃气蒸汽锅炉智能控制和远程运维的问题，提供了一种基于物联网的燃气蒸汽锅炉控制系统，其将传统控制系统技术与物联网信息技术深度融合，实现设备信息无缝互联、设备状况协同可控、资源管理全局优化。

为实现上述技术目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于物联网的燃气蒸汽锅炉控制系统，其特征在于：包括云平台和若干燃气蒸汽锅炉系统，各燃气蒸汽锅炉系统设有独立的控制系统、分别连接到控制系统的给水单元、燃烧器单元、炉膛和汽包，所述控制系统包括设置于锅炉设备现场的智能控制器、人机界面和物联网模块，人机界面用于显示数据和指令输入操作，智能控制器设有通讯接口和输入输出接口，人机界面和物联网模块均与智能控制器的通讯接口连接且均为双向通讯，物联网模块与云平台系统双向通讯连接。

作为优选，所述给水单元包括给水管母管，给水母管上设有连接至智能控制器的输入输出接口的给水泵、给水母管压力计、给水阀和给水流量计，给水泵设有连接至智能控制器的输入输出接口的变频器和频率计；所述燃烧器单元设有连接至智能控制器的输入输出接口的风门开度传感器、气门开度传感器和含氧量传感器；所述汽包设有蒸汽输出管路、连接至智能控制器的输入输出接口的液位计、温度传感器、汽包压力计、汽包压力补偿开关和蒸汽流量计。

作为优选，所述物联网模块包括2G、4G和NB-IOT无线通讯模块。

作为优选，所述云平台设有数据存储系统和后台服务系统。

作为优选，所述智能控制器采用型号为YH6100的控制器模块、物联网模块采用型号为YH6133的物联网模块。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型将传统控制系统技术与物联网信息技术深度融合，实现设备信息无缝互联、设备状况协同可控、资源管理全局优化，在保证控制系统高可靠性、高安全性、高开放性、易维护性的同时，具有“省事”、“省时”、“省钱”的特点。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的立体示意图；

1为燃烧器单元，2为炉膛，3为汽包，4为给水泵，5为给水母管压力计6为给水阀，7为给水流量计，8为液位计，9为压力开关，10为汽包压力计，11为蒸汽流量计，12为人机界面，13为智能控制器，14为物联网模块，15为云平台。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本实用新型提供一种基于物联网的燃气蒸汽锅炉控制系统，包括云平台和若干燃气蒸汽锅炉系统，各燃气蒸汽锅炉系统设有独立的控制系统、分别连接到控制系统的给水单元、燃烧器单元、炉膛和汽包，控制系统包括设置于锅炉设备现场的智能控制器、人机界面和物联网模块，人机界面用于显示数据和指令输入操作，智能控制器设有通讯接口和输入输出接口，人机界面和物联网模块均与智能控制器的通讯接口连接且均为双向通讯，物联网模块与云平台系统双向通讯连接。

如图1所示为本实用新型的一个优选实施例，即一种基于物联网的燃气蒸汽锅炉控制系统，燃气蒸汽锅炉设备包含燃烧器单元1、炉膛2和汽包3，控制系统包含人机界面12、智能控制器13和物联网模块14，人机界面12与智能控制器13的通讯接口连接，可在锅炉设备本地进行操作和监控。

如图1所示，本实施例中，给水单元包括给水管母管，给水母管上设有连接至智能控制器13的输入输出接口的给水泵4、给水母管压力计5、给水阀6和给水流量计7，给水泵4设有连接至智能控制器13的输入输出接口的变频器和频率计；所述燃烧器单元设有连接至智能控制器13的输入输出接口的风门开度传感器、气门开度传感器和含氧量传感器；汽包3设有蒸汽输出管路、连接至智能控制器13的输入输出接口的液位计8、温度传感器、汽包压力计10、汽包压力补偿开关9和蒸汽流量计11，智能控制器13通过输入输出接口与蒸汽锅炉设备的温度传感器、流量计、压力计、液位计、阀门和变频器等连接，自动控制蒸汽锅炉的汽水系统和燃烧系统。

本实施例能够实现以下关键技术的自动控制：

1、汽包水位“三冲量控制”：

为克服“虚假水位”现象对给水控制系统造成的不利影响，在蒸汽参数稳定、给水流量允许的情况下给水控制系统可自动或手动切换到三冲量调节系统。当机组负荷大于30％时，一般采用由液位计8、给水流量计7和蒸汽流量计11测得的汽包水位、给水流量和蒸汽流量组成的给水控制三冲量串级调节系统来调节给水阀6，以使汽包水位满足机组运行要求。在给水控制三冲量串级调节系统中，汽包水位信号经汽包压力补偿后作为主调的输入，蒸汽流量信号经温度、压力修正后与给水流量信号一起作为副调的反馈输入，通过PID调节给水泵的频率来保证给水母管压力。

2、蒸汽压力控制和连锁保护：

根据蒸汽压力的变化来整定锅炉负荷的变化，比例调节控制燃烧器单元1的风门和气门的开度；检测烟气中的含氧量，实时控制燃气和风量，提高燃烧效率，降低氮氧化物的排放。汽包选用高灵敏度压力开关，将压力高、低不同的信号输送给智能控制器13，实现报警和连锁保护，确保锅炉正常运行。

3、物联网与云平台系统：

物联网模块14与智能控制器13级联，支持2G/4G/NB-IOT无线通讯，将流程界面广域WEB发布到云平台，可实现蒸汽锅炉设备运行状况的实时监控，对关键工艺参数如汽包水位、蒸汽压力、蒸汽流量、排烟温度等进行记录，生成趋势图及报表；后台服务系统可进行专家系统优化分析，设备操作的最优化使用，节能降耗；对烟气排放进行监控并开放给相关监管部门；异常状况反馈和报警短信推送；保留及记录操作信息，对设备进行运维工单管理。

本实用新型中，优选智能控制器采用型号为YH6100的控制器模块、物联网模块采用型号为YH6133的物联网模块，人机界面和YH6133物联网模块均与YH6100智能控制器的通讯接口连接且均为双向通讯，YH6133物联网模块与云平台系统双向通讯连接。将运行生产数据、历史数据、实时历史报表报警信息等数据统一纳入智慧云平台，取代传统的设备分散式就地控制管理，以解决人力成本高，监管实时性低，报警信息真实性、及有效性差等问题。

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (5)

1.一种基于物联网的燃气蒸汽锅炉控制系统，其特征在于：包括云平台和若干燃气蒸汽锅炉系统，各燃气蒸汽锅炉系统设有独立的控制系统、分别连接到控制系统的给水单元、燃烧器单元、炉膛和汽包，所述控制系统包括设置于锅炉设备现场的YH6100智能控制器、人机界面和YH6133物联网模块，人机界面用于显示数据和指令输入操作，智能控制器设有通讯接口和输入输出接口，可以进行信号采集、数据处理和控制输出。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的燃气蒸汽锅炉控制系统，其特征在于：所述给水单元包括给水管母管，给水母管上设有连接至智能控制器的输入输出接口的给水泵、给水母管压力计、给水阀和给水流量计，给水泵设有连接至智能控制器的输入输出接口的变频器和频率计；所述燃烧器单元设有连接至智能控制器的输入输出接口的风门开度传感器、气门开度传感器和含氧量传感器；所述汽包设有蒸汽输出管路、连接至智能控制器的输入输出接口的液位计、温度传感器、汽包压力计、汽包压力补偿开关和蒸汽流量计。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的燃气蒸汽锅炉控制系统，其特征在于：所述物联网模块包括2G、4G和NB-IOT无线通讯模块。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的燃气蒸汽锅炉控制系统，其特征在于：所述云平台设有数据存储系统和后台服务系统。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的燃气蒸汽锅炉控制系统，其特征在于：所述智能控制器采用型号为YH6100的控制器模块、物联网模块采用型号为YH6133的物联网模块。