生物質有機熱載體鍋爐負荷調節控制系統的製作方法

2023-05-05 22:46:56 2

專利名稱：生物質有機熱載體鍋爐負荷調節控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鍋爐控制系統，具體是涉及一種生物質有機熱載體鍋爐的負荷調節控制系統。
背景技術：
生物質鍋爐是利用生物質能的重要途徑。鍋爐控制系統是鍋爐設備各個部分中極為重要的一環。鍋爐控制系統設計合理，可以節省大量人力物力；可以使鍋爐及工業生產安全、穩定運行。中國專利號CN95111747.5公開了一種鍋爐微機控制裝置及方法，包括鍵盤輸入、用於實時採集和顯示鍋爐運行中工作狀況參數裝置，微機控制方法利用PID控制原理，經過取樣、運算、輸出幾個步驟對鍋爐工業過程伺候控制，並可根據生產要求修改調節參數以達到最佳控制效果。實際上，生物質鍋爐是以燃料量的變化來適應負荷變化的需要，它具有較大的延遲和慣性，因此燃燒量改變後需要一定的輸送、燃燒和熱量傳遞時間，才能反映到溫度上的變化。目前鍋爐燃燒控制系統大部分仍然採用傳統PID控制調節，但PID本身在計算當中存在一定的滯後性，不能快速改變燃料變化，導致溫度不穩定，波動過大，使工業生產不能正常運作，因此它不適合生物質鍋爐負荷波動大且溫度要求保持相對穩定的工業生產上。

實用新型內容為了解決現有技術存在的問題，本實用新型提供一種快速改變燃料量，提高燃料利用率，滿足負荷波動大且溫度要求穩定的生物質鍋爐控制系統。
為了實現以上目的，本實用新型的技術方案如下:一種生物質有機熱載體鍋爐負荷調節控制系統，由油溫迴路模塊、熱量迴路模塊、送風調節模塊和引風調節模塊組成；所述油溫迴路模塊包括供油溫度傳感器、油溫調節器和給料頻率調節器；所述熱量迴路模塊包括回油溫度傳感器、熱量調節器、供油流量傳感器和給料頻率調節器；所述送風調節模塊包括含氧量分析儀和送風頻率調節器；所述引風調節模塊包括爐膛負壓傳感器和引風頻率調節器。與現有技術相比，由於採用供油溫度及熱量雙迴路控制，能夠使具有較大的延遲和慣性生物質鍋爐，靠燃料量的變化來適應負荷變化的需要，從而達到供油溫度穩定。在正常的鍋爐工況下，用熱負荷緩慢變化±15%的基礎上，導熱油出口溫度可控制在:310±3°C。先採集供油溫度，與設定供油溫度進行比較，判斷出頻率大小方向，然後再由供油流量和回油溫度及供油溫度等計算出理論熱量，兩個信號同時經過程序控制器處理模塊處理，執行相應給料量輸出。本專利的特點:1、在負荷波動大情況下，加快燃料燃燒速度，穩定供油溫度。[0014]2、送風量和燃料維持適當比例，避免煙囪冒黑煙，提高鍋爐效率和經濟性。3、能夠消除鼓風變化擾動，保持爐膛負壓穩定，使鍋爐安全和經濟運行。4、採用設定值能夠靈活運用，在不同工況下可以做出適當修正，方便操作。5、使用脈衝時間改變輸出頻率，能使電機逐漸緩慢變化，保證電機穩定運行，避免過度頻繁改變電機速度，使電機老化，保證鍋爐各個調節環節穩定運行。

圖1為控制系統的結構示意圖。下面，結合附圖和較佳實施例對本實用新型進一步具體描述。
具體實施方式
如圖1所示，生物質有機熱載體鍋爐負荷調節控制系統由油溫迴路模塊、熱量迴路模塊、送風調節模塊和弓I風調節模塊組成。油溫迴路模塊:包括供油溫度傳感器、油溫調節器和給料頻率調節器。油溫調節器設定供油溫度值並接收供油溫度傳感器的檢測信號。給料頻率調節器設定給料頻率值並接收油溫調節器和熱量調節器的信號，分析後指令給料機輸出給料量和輸出風料比參數至送風頻率調節器。根據外界要求，溫度需設定三部分，即設定溫度、上限溫度和下限溫度。在設定溫度上，執行一個給料輸出頻率，此頻率為設定值。當供油溫度從設定值降低時，系統將自動會從理論分析出降低的溫度所需要多少給料量燃燒，即在設定值基礎上加上相應頻率輸出，改變頻率時，由可變化脈衝時間逐漸輸出；當供油溫度從設定值升高時，系統將自動會從理論分析出升高的溫度所需要多少給料量燃燒，即在設定值基礎上減去相應頻率輸出，改變頻率時，由可變 化脈衝時間逐漸輸出。由供油溫度傳感器獲取信號經油溫調節器轉化數據後，並與設定溫度值、上限溫度值以及下限溫度值進行分析比較，輸入到頻率調節器進行處理，發出相應信號給給料機，執行相應給料量。熱量迴路模塊:包括回油溫度傳感器、熱量調節器、供油流量傳感器和頻率調節器。熱量調節器接收供油溫度傳感器、回油溫度傳感器和供油流量傳感器的檢測信號，分析後輸出信號到給料頻率調節器。由於負荷瞬間變化時，供油溫度變化表現出來比較滯後，所以根據負荷熱量變化率理論分析需要多少給料量燃燒，給予急時補充熱量(此頻率將在油溫控制設定值上執行相應改變)，能夠適應熱量變化需要，從而使供油溫度穩定。由供油溫度傳感器和回油溫度傳感器以及流量傳感器獲取信號經熱量調節器轉化數據後，輸入到頻率調節器進行計算熱量，根據熱量計算出理論給料量，發出相應信號給給料機，執行相應給料量。本生物質有機熱載體鍋爐負荷調節控制系統採用雙迴路模塊:油溫迴路模塊和熱量迴路模塊，兩個迴路模塊共用一個給料頻率調節器。送風調節模塊:包括含氧量分析儀和送風頻率調節器。送風頻率調節器設定風料比值並接收含氧量分析儀的含氧量和風料比參數，分析後輸出前饋。送風量調節系統的任務就是使鍋爐的送風量與燃料量相協調，本控制採用風料比和空氣的含氧量相協調，①風料比就是送風量與燃料量成一定的比例，此比例係數為設定值；②空氣含氧量，通過含氧量分析儀檢測數據，將這些數據送到數字模糊調節器中進行分析，正確調節送風量，即改變風料比，使其逐步逼近實際工況的最佳送風量，可以達到鍋爐的最高熱效率，實現經濟燃燒。給料量理論計算出所需風量，形成比例，即風料比，由給料系統給料量輸出信號根據風料比經頻率調節器進行計算風量信號給鼓風機，執行相應送風量；然後再根據含氧量分析儀獲取的信號輸入到頻率調節器進行分析檢測含氧量係數，一般係數範圍在O 20%，當顯示11%時風量和料量配比最佳，當偏離此係數時較大,送風頻率調節器發出信號，改變風料比，使其逐步逼近實際工況的最佳送風量。引風調節模塊:包括爐膛負壓傳感器和送風頻率調節器。引風頻率調節器設定送風頻率值並接收爐膛負壓傳感器的檢測信號和前饋，分析後指令引風機輸出送風量。該模塊的任務就是要保持爐膛負壓在允許要求的範圍內，引風量必須與送風量相適應，本控制採用以送風量為前饋，執行相應輸出值，即頻率設定值和負壓設定值相協調。前饋是以送風在設定溫度值、上限溫度值以及下限溫度值三大區間時執行的送風量為前饋，引風量執行相應頻率設定值。當執行頻率設定值時檢測負壓數據出現偏離設定值時，將會自動修正頻率設定值，保持爐膛負壓保持在允許的範圍內，使鍋爐安全和經濟運行。由爐膛負壓傳感器獲取信號，輸入到頻率調節器進行處理，並與負壓設定值進行分析比較，當負壓實際值偏離 負壓設定值時較大，頻率調節器發出信號，改變頻率設定值，相應信號給引風機，輸出引風量。含氧量分析儀:①能夠測量燃燒過程中煙氣和其他非可燃氣體所含氧氣濃度，能夠反映出燃燒狀況，提高燃燒效率有顯著作用。當送風量過大時，雖然能充分燃燒，但煙氣過剩空氣量偏大，導致熱效率偏低等；當送風量過小時，煙氣過剩空氣量偏小，燃料沒有完成燃燒，降低熱效率，同時也會冒黑煙等。②主要協調風量與料量之間的配比，可以適當自動修改風料比。
權利要求1.一種生物質有機熱載體鍋爐負荷調節控制系統，其特徵在於:由油溫迴路模塊、熱量迴路模塊、送風調節模塊和引風調節模塊組成； 所述油溫迴路模塊包括供油溫度傳感器、油溫調節器和給料頻率調節器； 所述熱量迴路模塊包括回油溫度傳感器、熱量調節器、供油流量傳感器和給料頻率調節器; 所述送風調節模塊包括含氧量分析儀和送風頻率調節器； 所述引風調 節模塊包括爐膛負壓傳感器和引風頻率調節器。
專利摘要本實用新型公開了一種生物質有機熱載體鍋爐負荷調節控制系統，由油溫迴路模塊、熱量迴路模塊、送風調節模塊和引風調節模塊組成。採用供油溫度及熱量雙迴路控制，能夠使具有較大的延遲和慣性生物質鍋爐，靠燃料量的變化來適應負荷變化的需要，從而達到供油溫度穩定，在正常的鍋爐工況下，用熱負荷緩慢變化±15％的基礎上，導熱油出口溫度可控制在310±3℃。先採集供油溫度，與設定供油溫度進行比較，判斷出頻率大小方向，然後再由供油流量和回油溫度及供油溫度等計算出理論熱量，兩個信號同時經過程序控制器處理模塊處理，執行相應給料量輸出。具有油溫溫度穩定、無黑煙、鍋爐負荷調節穩定等特點。
文檔編號F24H9/20GK203148047SQ20132007530
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月18日 優先權日2013年2月18日
發明者朱活強, 沈見勝 申請人:廣州優的新能源科技有限公司