一種生物質鍋爐自動控制設備的製作方法
2023-06-25 21:27:31 1
專利名稱：一種生物質鍋爐自動控制設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及控制領域，尤其涉及一種生物質鍋爐自動控制設備。
背景技術：
目前，能源和環境問題已成為全球關注的焦點，雖然煤、石油和天然氣這些能源至今仍然是燃料的主要能源，但隨著能源資源的日益枯竭，開發新的可再生能源已成為亟需解決的問題。其中生物質能源是非常具有應用前景的可再生資源，生物質能源利用的是綠色植物將太陽能通過光合作用儲存在植物體內的能源，是太陽能的一種廉價儲存方式，具有明顯地價格優勢，並且也利於推廣應用。生物質鍋爐是生物質能源應用的一種重要的形式，現有的生物質鍋爐控制系統一般採用煤爐的控制方式，採用傳統的單個儀表和按鈕進行控制，功能比較單一。鍋爐系統中的各個設備，例如鼓風機、引風機和爐排電機通常只有手動控制，容易導致誤操作而給系統運行帶來損害，並且，系統中各個運行狀態信息的控制 大多需要人為幹預，報警功能不夠完善，自動化程度比較低。
發明內容本實用新型為了解決上述技術問題而提供了一種生物質鍋爐自動控制設備，所述設備包括與引風機、爐排調速機和鼓風機分別連接，用於接收啟動信號並按照預設的順序自動啟動引風機、爐排調速機、鼓風機的啟動裝置；用於在啟動裝置完成啟動後，實時監測鍋爐的運行狀態信息，當所述運行狀態信息與預設的報警狀態信息相符時，自動觸發故障聯鎖裝置停止鍋爐運行的監測裝置；以及分別與引風機、爐排調速器和鼓風機連接，用於停止鍋爐運行的故障聯鎖裝置。其中，所述啟動裝置包括與引風機連接，用於啟動引風機並將預設的引風機頻率信號輸出至引風機變頻器以便引風機在預設的頻率下運行的引風機啟動裝置；與引風機、爐排調速機及鼓風機分別連接以實現對引風機、爐排調速機及鼓風機設備運行時間的計時的計時裝置；與爐排調速機連接，用於在所述計時裝置完成預定的計時後，啟動爐排調速機並調節爐排調速機在預設的速度下運行的爐排調速機啟動裝置；與鼓風機連接，用於在所述計時裝置完成預定的計時後，啟動鼓風機並將預設的鼓風機頻率信號輸出至鼓風機變頻器以便鼓風機在預設的頻率下運行的鼓風機啟動裝置。其中，所述監測裝置包括爐膛壓力測量裝置和爐膛壓力處理裝置；其中，爐膛壓力處理裝置與爐膛壓力測量裝置和引風機連接以便根據爐膛壓力測量裝置所得到的爐膛壓力值來調節爐膛壓力，還與故障聯鎖裝置連接以便在爐膛壓力高於報警值時及時停止鍋爐運行。所述監測裝置還包括蒸汽壓力測量裝置和蒸汽壓力處理裝置；[0015]其中，蒸汽壓力處理裝置與蒸汽壓力測量裝置以及爐排調速機和鼓風機連接以便根據蒸汽壓力測量裝置所得到的蒸汽壓力值進行蒸汽壓力調節，還與故障聯鎖裝置連接以便在蒸汽壓力高於報警時及時停止鍋爐運行。所述監測裝置進一步包括水位測量裝置和水位處理裝置；其中，水位處理裝置與給水泵控制設備和故障聯鎖裝置連接以便在鍋爐水位處於低水位時及時供水，在鍋爐水位處於報警水位時停止鍋爐運行。所述設備還包括用於通過人機互動界面顯示啟動裝置、監測裝置和故障聯鎖裝置的處理信息的顯示裝置。本實用新型提供的生物質鍋爐自動控制設備在接收到啟動信號後，可以按照預設的順序自動啟動各設備，啟動後，可以實時監測鍋爐的運行狀態信息，並且在監測得到的運行狀態信息與報警狀態信息相符時，自動地停止鍋爐運行，實現了生物質鍋爐的自動化控制和安全可靠運行。
圖I圖示了根據本實用新型實施方式的生物質鍋爐自動控制設備的第一結構示意圖。圖2圖示了根據本實用新型實施方式的啟動裝置的結構示意圖。圖3圖示了根據本實用新型實施方式的監測裝置的第一結構示意圖。圖4圖示了根據本實用新型實施方式的監測裝置的第二結構示意圖。圖5圖示了根據本實用新型實施方式的監測裝置的第三結構示意圖。圖6圖示了根據本實用新型實施方式的生物質鍋爐自動控制設備的第二結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步地詳細描述。參見圖1，圖示了根據本實用新型實施方式的生物質鍋爐自動控制設備的第一結構示意圖，本實用新型提供的鍋爐自動控制設備100可包括用於接收啟動信號並按照預設的順序自動啟動引風機、爐排調速機、鼓風機啟動裝置101 ；用於在啟動後，實時監測鍋爐的運行狀態信息，當所述運行狀態信息與預設的報警狀態信息相符時，自動觸發故障聯鎖裝置停止鍋爐運行的監測裝置102 ；用於停止鍋爐運行的故障聯鎖裝置103。本實用新型實施方式中的鍋爐自動控制裝設備的數據處理相關裝置可以採用德國西門子 SIMATIC S7-200PLC(Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)實施。本實用新型的一些實施方式中，按照引風機、爐排調速機、鼓風機的順序依次啟動，其中啟動裝置與引風機、爐排調速機和鼓風機分別連接，以實現對引風機、爐排調速機和鼓風機的啟動控制。[0033]參見圖2，圖示了根據本實用新型實施方式的啟動裝置的結構示意圖，啟動裝置具體可包括用於啟動引風機並將預設的引風機頻率信號輸出至引風機變頻器以便引風機在預設的頻率下運行的引風機啟動裝置1011 ；用於為所述設備計算運行時間的計時裝置1012 ；用於在計時裝置完成預定的計時後，啟動爐排調速機並調節爐排調速機在預設的速度下運行的爐排調速機啟動裝置1013 ；用於在計時裝置完成預定的計時後，啟動鼓風機並將預設的鼓風機頻率信號輸出至鼓風機變頻器以便鼓風機在預設的頻率下運行的鼓風機啟動裝置1014。本實用新型實施方式中，引風機啟動裝置、爐排調速機啟動裝置和鼓風機啟動裝 置分別與其控制的引風機、爐排調速機和鼓風機連接以實現對應的啟動控制，並且計時裝置與引風機、爐排調速機及鼓風機分別連接以實現對引風機、爐排調速機及鼓風機等設備運行時間的計時。引風機啟動裝置啟動引風機，根據接觸器觸點的閉合或斷開狀態來檢測引風機的運行信號，在檢測到引風機的運行信號後，將預設的引風機頻率信號輸出至引風機變頻器，使得引風機在預設的頻率下運行，其中本領域技術人員可根據具體的應用需要預先設置特定的引風機頻率。在引風機運行預定的時間後，其中預定的時間可根據設備特性進行調整，時間可以採用計時裝置進行計時。在一些實施方式中，可以設置為10秒，在引風機運行10秒後，爐排調速機啟動裝置啟動爐排調速機，並調節爐排調速機在預設的速度下運行。本領域技術人員可以根據具體的應用需要設置特定的速度。在爐排調速機運行預定時間後，其中預定時間可根據設備特性進行調整，時間可以通過計時裝置進行計時。在一些實施方式中，可設置為20秒，在爐排調速機運行20秒之後，鼓風機啟動裝置啟動鼓風機，可根據接觸器觸點閉合或斷開狀態來檢測鼓風機運行信號，在檢測到鼓風機運行信號後，將預設的鼓風機頻率信號輸出至鼓風機變頻器，使得鼓風機在預設的頻率下運行，需要說明的是，本領域技術人員可根據具體的應用需要預先設置鼓風機的頻率。本實用新型的裝置按照預先設置的順序對各鍋爐設備的啟動進行自動控制，避免了人為幹預可能導致的誤操作，顯著提高了鍋爐啟動的安全性。鍋爐系統完成啟動後，進入運行狀態，本實用新型監測裝置監測的運行狀態信息包括爐膛壓力信息、蒸汽壓力信息和鍋爐水位信息。參見圖3，圖示了根據本實用新型實施方式的監測裝置的第一結構示意圖。本實用新型實施方式中的監測裝置102包括用於通過壓力傳感器檢測爐膛壓力值的爐膛壓力測量裝置1021 ；用於當所述爐膛壓力值低於預設的正常值時，自動降低引風機的運行頻率直至爐膛壓力值達到預設的正常值，當所述爐膛壓力值高於預設的正常值時，自動提高引風機的運行頻率直至爐膛壓力值達到預設的正常值，當所述爐膛壓力值高於預設的報警值時，自動觸發故障聯鎖裝置停止鍋爐運行的爐膛壓力處理裝置1022。本實用新型實施方式的監測裝置包括爐膛壓力測量裝置和爐膛壓力處理裝置，其中爐膛壓力測量裝置包括壓力傳感器，在一些實施方式中壓力傳感器的量程可以在_3000Pa +3000Pa，其中Pa為壓強單位帕斯卡，IPa = I牛頓/平方米。本領域的技術人員可根據應用需要設置鍋爐正常運行時爐膛壓力的正常值和危險運行時的爐膛壓力報警值。爐膛壓力處理裝置與爐膛壓力測量裝置和引風機連接以便根據爐膛壓力測量裝置所得到的爐膛壓力值來調節爐膛壓力，還與故障聯鎖裝置連接以便在爐膛壓力高於報警值時及時停止鍋爐運行，確保鍋爐安全。爐膛壓力處理裝置在當檢測得到的爐膛壓力值低於預設的正常值時，按照一定的遞減規則逐漸降低引風機的運行頻率，直至爐膛壓力值達到預設的正常值；當檢測得到的爐膛壓力值高於預設的正常值時，按照一定的遞增規則逐漸提高引風機的運行頻率，直至爐膛壓力值達到預設的正常值；當所述爐膛壓力值高於預設的報警值時，自動觸發故障聯鎖裝置停止鍋爐運行。故障聯鎖裝置分別與引風機、爐排調速器和鼓風機連接，停止鍋爐運行的具體步驟包括，故障聯鎖裝置首先停止爐排調速機的運行，在預定的時間後，停止鼓風機和引風機的運行，在本實用新型的一些實施方式中，所述預定的時間可以是5秒。參見圖4，圖示了根據本實用新型實施方式的監測裝置的第二結構示意圖，本實用新型實施方式中的監測裝置除了包括圖3所示的裝置外，還可以包括 用於通過壓力傳感器檢測蒸汽壓力值的蒸汽壓力測量裝置1023，；用於當所述蒸汽壓力值低於預設的正常值時，通過提高爐排調速機的速度和鼓風機的運行頻率來提高燃燒負荷以便蒸汽壓力值達到預設的正常值，當所述蒸汽壓力值高於預設的正常值時，通過降低爐排調速機的速度和鼓風機的運行頻率來降低燃燒負荷以便蒸汽壓力值達到預設的正常值，當所述蒸汽壓力值高於預設的報警值時，自動觸發故障聯鎖裝置停止鍋爐運行的蒸汽壓力處理裝置1024。本實用新型實施方式的監測裝置除了包括爐膛壓力測量裝置和爐膛壓力處理裝置外，還包括蒸汽壓力測量裝置和蒸汽壓力處理裝置，其中蒸汽壓力測量裝置包括壓力傳感器，在本實用新型的一些實施方式中，測量蒸汽壓力值的壓力傳感器的量程可以在O 2.0MPa，其中IM= IO60需要說明的是，本領域技術人員可根據應用需要預先設置鍋爐正常運行時蒸汽壓力的正常值和危險運行時的蒸汽壓力報警值。蒸汽壓力處理裝置與蒸汽壓力測量裝置以及爐排調速機和鼓風機連接以便根據蒸汽壓力測量裝置所得到的蒸汽壓力值進行蒸汽壓力調節，還與故障聯鎖裝置連接以便在蒸汽壓力高於報警時及時停止鍋爐運行，保證鍋爐安全。蒸汽壓力處理裝置在檢測得到的蒸汽壓力值低於預設的正常值時，通過提高爐排調速機的速度、提高鼓風機的運行頻率來逐漸加大燃燒負荷，使得蒸汽壓力值逐漸達到預設的正常值；當檢測得到的蒸汽壓力值高於預設的正常值時，通過降低爐排調速機的速度、降低鼓風機的運行頻率來逐漸減小燃燒負荷，使得蒸汽壓力值逐漸達到預設的正常值；當檢測得到的蒸汽壓力值高於預設的報警值時，自動觸發故障聯鎖裝置停止鍋爐運行。具體地，故障聯鎖裝置首先停止爐排調速機的運行，在預定的時間後，停止鼓風機和引風機的運行，在本實用新型的一些實施方式中，所述預定的時間可以是5秒。參見圖5，圖示了根據本實用新型實施方式的監測裝置的第三結構示意圖，本實用新型實施方式中的監測裝置除了包括圖3和圖4所示的裝置外，還可以包括用於通過水位電極檢測鍋爐水位的水位測量裝置1025 ；用於當所述鍋爐水位處於預設的低水位時，啟動給水泵以便鍋爐水位達到預設的正常水位，當所述鍋爐水位處於預設的報警水位時，自動觸發故障聯鎖裝置停止鍋爐運行的水位處理裝置1026。[0052]本實用新型實施方式中監測裝置還可以包括水位測量裝置和水位處理裝置，其中水位處理裝置與給水泵控制設備和故障聯鎖裝置連接以便在鍋爐水位處於低水位時及時供水，在鍋爐水位處於報警水位時停止鍋爐運行，確保鍋爐安全。本領域技術人員可根據應用需要設置不同的水位，例如危險水位，即報警水位，當通過水位電極檢測到鍋爐水位處於危險水位時，自動觸發故障聯鎖裝置停止鍋爐運行；當通過水位電極檢測到鍋爐水位處於低水位時，啟動給水泵給鍋爐提供水源，當鍋爐水位達到預設的正常水位時，停止給水泵。本實用新型的一些實施方式中，還可以設置一個位於正常水位之上、危險水位之下的超高水位，當通過水位電極檢測到鍋爐水位處於超高水位時，可通過人機互動界面將此信息顯示，提示工作人員進行處理。參見圖6，圖示了根據本實用新型實施方式的生物質鍋爐自動控制設備的第二結構示意圖，本實用新型提供的自動控制設備除了包括圖I所示的裝置外，還可以包括用於通過人機互動界面顯示啟動裝置、監測裝置和故障聯鎖裝置的處理信息的顯示裝置104。 本實用新型實施方式中，顯示裝置可以採用本領域技術人員所知的顯示設備實施，其中顯示的處理信息包括爐膛壓力值、蒸汽壓力值、鍋爐水位、引風機頻率、爐排調速機速度、鼓風機頻率等信息。綜上所述，本實用新型提供的鍋爐自動控制設備通過對鍋爐設備的啟動進行自動控制，而且在鍋爐啟動後對爐膛壓力、燃燒負荷以及鍋爐水位等運行狀態信息進行實時監測，並在監測所得的運行狀態信息達到報警狀態時，自動觸發故障聯鎖裝置停止鍋爐運行，既實現了鍋爐的自動化控制，又能確保鍋爐安全運行。以上所揭露的僅為本實用新型較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型之權利範圍，因此依本實用新型權利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的範圍。
權利要求1.一種生物質鍋爐自動控制設備，其特徵在於，所述設備包括 與引風機、爐排調速機和鼓風機分別連接，用於接收啟動信號並按照預設的順序自動啟動引風機、爐排調速機、鼓風機的啟動裝置； 用於在啟動裝置完成啟動後，實時監測鍋爐的運行狀態信息，當所述運行狀態信息與預設的報警狀態信息相符時，自動觸發故障聯鎖裝置停止鍋爐運行的監測裝置；以及 分別與引風機、爐排調速器和鼓風機連接，用於停止鍋爐運行的故障聯鎖裝置。
2.如權利要求I所述的設備，其特徵在於，所述啟動裝置包括 與引風機連接，用於啟動引風機並將預設的引風機頻率信號輸出至引風機變頻器以便引風機在預設的頻率下運行的引風機啟動裝置； 與引風機、爐排調速機及鼓風機分別連接以實現對引風機、爐排調速機及鼓風機設備運行時間的計時的計時裝置； 與爐排調速機連接，用於在所述計時裝置完成預定的計時後，啟動爐排調速機並調節爐排調速機在預設的速度下運行的爐排調速機啟動裝置； 與鼓風機連接，用於在所述計時裝置完成預定的計時後，啟動鼓風機並將預設的鼓風機頻率信號輸出至鼓風機變頻器以便鼓風機在預設的頻率下運行的鼓風機啟動裝置。
3.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述監測裝置包括爐膛壓力測量裝置和爐膛壓力處理裝置， 其中，爐膛壓力處理裝置與爐膛壓力測量裝置和引風機連接以便根據爐膛壓力測量裝置所得到的爐膛壓力值來調節爐膛壓力，還與故障聯鎖裝置連接以便在爐膛壓力高於報警值時及時停止鍋爐運行。
4.如權利要求3所述的設備，其特徵在於，所述監測裝置還包括蒸汽壓力測量裝置和蒸汽壓力處理裝置， 其中，蒸汽壓力處理裝置與蒸汽壓力測量裝置以及爐排調速機和鼓風機連接以便根據蒸汽壓力測量裝置所得到的蒸汽壓力值進行蒸汽壓力調節，還與故障聯鎖裝置連接以便在蒸汽壓力高於報警時及時停止鍋爐運行。
5.如權利要求4所述的設備，其特徵在於，所述監測裝置進一步包括水位測量裝置和水位處理裝置， 其中，水位處理裝置與給水泵控制設備和故障聯鎖裝置連接以便在鍋爐水位處於低水位時及時供水，在鍋爐水位處於報警水位時停止鍋爐運行。
6.如權利要求I至5任意一項所述的設備，其特徵在於，所述設備還包括 用於通過人機互動界面顯示啟動裝置、監測裝置和故障聯鎖裝置的處理信息的顯示裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種生物質鍋爐自動控制設備，所述設備包括與引風機、爐排調速機和鼓風機分別連接，用於接收啟動信號，按照預設的順序自動啟動引風機、爐排調速機、鼓風機的啟動裝置以及用於實時監測鍋爐的運行狀態信息，當所述運行狀態信息與預設的報警狀態信息相符時，自動觸發故障聯鎖裝置停止鍋爐運行的監測裝置，其中故障連鎖裝置分別與引風機、爐排調速器和鼓風機連接以停止鍋爐運行。通過實施本實用新型提供的設備可以實現生物質鍋爐的自動化控制和安全可靠運行。
文檔編號F22B35/00GK202484964SQ20112042672
公開日2012年10月10日 申請日期2011年11月1日 優先權日2011年11月1日
發明者沈美華, 石斌, 祝新偉, 黃瑜 申請人:嘉興市特種設備檢測院, 杭州華源前線能源設備有限公司