CN2387110Y

CN2387110Y - 煤气发生炉和加热炉上的温度自动控制装置

Info

Publication number: CN2387110Y
Application number: CN 99226309
Authority: CN
Inventors: 汤成忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-15
Filing date: 1999-04-15
Publication date: 2000-07-12
Anticipated expiration: 2009-04-15

Abstract

本实用新型分别与一次风机和二次风机连接。本实用新型包括二台变频调速器、手操器和数字温度调节器,以及热电偶和空气开关,其中控制电路为:电动机主回路是以380V电源输入接线板,经熔断器出线,变频调速器的各端分别连接电动机M1、M2。本实用新型采用调整一次风量来调节发生炉煤气产量,采用调整二次风量来调整加热炉煤气烧嘴风燃比,以实现最佳燃烧,同时调整一次风量和二次风量,也就是调节进入加热炉的热量,从而调节加热炉炉膛温度。

Description

煤气发生炉和加热炉上的温度自动控制装置

本实用新型涉及煤气发生炉和加热炉，特别涉及一种煤气发生炉和加热炉上的温度自动控制装置。

煤气发生炉是将固体燃料转化为气体燃料的设备，可广泛用于冶金、机械、轻工等行业的各类热处理炉、锻造炉、轧钢炉、轧钢加热炉、热镀锌炉、烘干炉等，是一种理想的既节约又安全的煤气设备。

目前，煤气发生炉和加热炉系统中一次风、二次风的控制都是采用人工调整进风口挡板的开度来改变风量，使其满足所要求的运行工况。其调节原理是依靠增加系统的阻力，消耗风机所提供的多余的压头，来达到减小流量的目的，这样就不可避免地会在挡板上造成大量的节流损耗。同时，风机的设计必须考虑压力、风量等因素，在设计中是按生产中可能出现的最大负荷条件来进行参数选择的，实际生产所需要的流量一般都比设计的最大流量小很多。因此普遍存在着“大马拉小车”现象。采用变频调速技术，就能使风机与负荷相匹配，在控制过程中不增加管路阻力，而提高系统效率。

变频调速技术是八十年代迅速发展起来的一种新型电力传动调速技术，它主要用于对交流异步电动机实现变频无级调速。由于变频器具有调速范围宽、机械性能强、精度高、运行可靠及节能效果显著等优点，在国内外已得到广泛应用。同时随着计算机技术的发展，智能仪表的开发，温度自动控制技术也在各个领域中得到广泛应用。它在提高产品质量、节约能源、减轻操作强度方面起着越来越重要的作用。

在煤气发生炉和加热炉系统中，如果用风门来控制流量，由于必须关小风门才能减小流量，导致管路阻力增加；如果用手动阀门来调节风量大小，电动机转速不变，电动机耗电量也不变，工业炉的温度也就不能很好地控制。若用变频调速器控制时，通过调整转速降低风量较之关小风门降低风量以及手动调节风量都具有显著的节能效果。

本实用新型的目的是提供一种新的煤气发生炉和加热炉上的温度自动控制装置，以调整一次风量来调节发生炉煤气产量，调整二次风量来调整加热炉煤气烧咀风燃比，实现最佳燃烧，同时调整一次风量和二次风量，来调节进入加热炉的热量，从而调节加热炉炉膛温度。

本实用新型所述的一种煤气发生炉和加热炉上的温度自动控制装置，煤气发生炉通过烧嘴与加热炉连接，所述煤气发生炉的输入口处装有一次风机，在烧嘴的输入口处则装有二次风机，所述温度自动控制装置分别与一次风机和二次风机连接；所述温度自动控制装置包括二台变频调速器、手操器和数字温度调节器，以及热电偶和空气开关，其中控制电路为：电动机主回路是以380V电源输入接线板，经熔断器RD1、RD2、RD3出线，并通过空气开关K1、K2分别接至变频调速器TBP101、TBP102的R端、S端和T端，变频调速器的U端、V端和W端分别连接电动机M1、M2；数字温度调节器TIC的接线端9和接线端10连接220V电源，手操器TK的接线端23和接线端24亦连接220V电源；控制回路是使热电偶TE的正、负极分别连接数字温度调节器TIC的接线端2和接线端3，热电偶TE随加热炉的温度变化而产生热电阻变化，使得数字温度调节器TIC接线端7与接线端8间的线性电流相应变化，主输出增加或减少；数字温度调节器TIC输出的线性电流输入至手操器TK的接线端1和接线端3，再通过接线端20和接线端21使讯号输入至变频调速器TBP101和TBP102的V3端、I2端，输入变频调速器讯号的强弱，使得电动机的电流频率相应变化，从而使煤气发生炉和加热炉上的一次风机和二次风机的风量和风压跟踪变化，以保证工业炉温同设定温度不断同步。

本实用新型采用高性能全数字式变频调速器，内部配备十六位微处理器，采用电压空间矢量控制方式，性能优越，参数键盘设定，同时可外接键盘操作，也可外接端子操作，操作简单，具有良好的价格性能比。

本实用新型的煤气发生炉和加热炉系统中采用调整一次风量来调节发生炉煤气产量，采用调整二次风量来调整加热炉煤气烧咀风燃比，以实现最佳燃烧，同时调整一次风量和二次风量，也就是调节进入加热炉的热量，从而调节加热炉炉膛温度。而以往这个调节过程则是通过人工调节来实现加热炉温度控制的，其劳动强度大，控制精度低，能源消耗高。

下面结合附图对本实用新型的煤气发生炉和加热炉上的温度自动控制装置作详细说明。

图1是本实用新型的控制过程图。

图2是本实用新型的控制电路图。

参看图1和图2，一种煤气发生炉和加热炉上的温度自动控制装置，煤气发生炉通过烧嘴与加热炉连接，煤气发生炉的输入口处装有一次风机，在烧嘴的输入口处则装有二次风机。温度自动控制装置分别与一次风机和二次风机连接。

温度自动控制装置包括二台变频调速器TBP101、TBP102、手操器TK和数字温度调节器TIC，以及热电偶TE和空气开关K，还包括熔断器RD和其它电器仪表。

温度自动控制装置的控制电路如下：

1.电动机主回路：380V电源输入接线板，经熔断器RD1、RD2、RD3出线，并通过空气开关K1、K2分别接至变频调速器TBP101、TBP102的R端、S端和T端，变频调速器的U端、V端和W端分别连接电动机M1、M2。

2.数字温度调节器TIC的接线端9和接线端10连接220V电源，手操器TK的接线端23和接线端24亦连接220V电源。

3.控制回路：热电偶TE的正、负极分别连接数字温度调节器TIC的接线端2和接线端3，由于加热炉的温度变化，会使热电偶TE的热电阻产生变化，从而使数字温度调节器TIC接线端7与接线端8间的线性电流相应变化，主输出增加或减少。控制回路中的数字温度调节器TIC接线端7与接线端8间的线性电流设于4～20mA范围内相应变化。

4.数字温度调节器TIC输出的线性电流输入至手操器TK的接线端1和接线端3，再通过接线端20和接线端21，将讯号输入至变频调速器TBP101和TBP102的V3端、I2端。输入变频调速器讯号的强弱，使得电动机的电流频率相应变化，从而使煤气发生炉和加热炉上的一次风机和二次风机的风量和风压跟踪变化，以得到适当的产气量，保证工业炉温同设定温度不断同步。

本实用新型采用智能温度调节仪表进行温度测量值与温度设定值比较，如果产生偏差，智能温度调节仪表就根据PID调节规律输出一个4～20mA的控制信号，这个控制信号通过改变变频调速器的频率去调节一次风机和二次风机的转速，从而调节一次风和二次风的风量，使加热炉的温度稳定在设定值附近，以达到加热炉温度自动控制。同时二台变频调速器可设置不同的频率范围，使一次风和二次风按最佳燃烧配比，从而达到节能的效果。

操作方式分如下手动操作和自动操作两种：

当手动操作时，温度调节器处于手动状态，面板自动指示灯熄灭，按增加键使调节器手动输出增加，按下降键使调节器手动输出减少。使用手操器可有两种选择：(1)按自动键，手操器面板自动指示灯(绿灯)亮。手操器接受温度调节器手动输出信号。此时，温度调节器处于手动状态，按增加键，输出增加；按减少键，输出减少。由此控制变频器输出频率，改变风机转速，从而改变加热炉温度。(2)按手动M键，M键灯亮，手操器处于手动状态，按增加键，手操器输出增加，反之，按减少键，手操器输出减少，以此改变变频器的频率输出，从而改变一次风和二次风的风量，进而改变加热炉的温度。

当自动操作时，手操器处于自动方式，温度调节器处于自动方式，此时调节器的输出根据加热炉炉温PV与设定值SV的偏差自动输出控制信号，经手操器，再输出到变频器，控制变频器的输出频率，进而控制风的转速，改变一次风与二次风的风量，使加热炉的温度稳定在设定值附近，达到温度自动控制的目的。

温度调节器的手自动切换通过按ATM键实现。自动控制时，仪表面板手动指示灯灭，手动控制时，仪表面板手动指示灯亮。

本实用新型应用于煤气发生炉和加热炉系统中，使操作简便，温度控制精度提高，节能效果显著。

1.在原系统中，风机都是全速运转，二台风机的功率为13kW，现在风机平均功率约为8kW，节省电机功率约5kW。同时，由于风燃比可调，可使燃烧处于最佳状态，燃料节约效果显著。

2.由于实现自动控制，温度控制精度得到提高，既使能源得到合理使用，减少浪费，又使应用企业在生产过程中产品质量得到保证。

3.由于大部分时间电机都在低转速运行，因而电机故障率降低，延长了电机使用寿命。噪声也得到大大降低，减少噪声对环境的污染。

4.风机调节实现自动遥控操作，其操作简单，减轻了操作的劳动强度。

Claims

1.一种煤气发生炉和加热炉上的温度自动控制装置，煤气发生炉通过烧嘴与加热炉连接，其特征在于，所述煤气发生炉的输入口处装有一次风机，在烧嘴的输入口处则装有二次风机，所述温度自动控制装置分别与一次风机和二次风机连接；所述温度自动控制装置包括二台变频调速器、手操器和数字温度调节器，以及热电偶和空气开关，其中控制电路为：电动机主回路是以380V电源输入接线板，经熔断器RD1、RD2、RD3出线，并通过空气开关K1、K2分别接至变频调速器TBP101、TBP102的R端、S端和T端，变频调速器的U端、V端和W端分别连接电动机M1、M2；数字温度调节器TIC的接线端9和接线端10连接220V电源，手操器TK的接线端23和接线端24亦连接220V电源；控制回路是使热电偶TE的正、负极分别连接数字温度调节器TIC的接线端2和接线端3，热电偶TE随加热炉的温度变化而产生热电阻变化，使得数字温度调节器TIC接线端7与接线端8间的线性电流相应变化，主输出增加或减少；数字温度调节器TIC输出的线性电流输入至手操器TK的接线端1和接线端3，再通过接线端20和接线端21使讯号输入至变频调速器TBP101和TBP102的V3端、I2端，输入变频调速器讯号的强弱，使得电动机的电流频率相应变化，从而使煤气发生炉和加热炉上的一次风机和二次风机的风量和风压跟踪变化，以保证工业炉温同设定温度不断同步。

2.根据权利要求1所述的煤气发生炉和加热炉上的温度自动控制装置，其特征在于，所述控制回路中的数字温度调节器TIC接线端7与接线端8间的线性电流设于4～20mA范围内相应变化。