一種高效燃煤鍋爐控制系統的製作方法

2023-06-21 03:43:06 2

本發明屬於燃煤鍋爐控制技術領域，具體涉及一種高效燃煤鍋爐控制系統。

背景技術：

燃煤鍋爐是指燃料燃燒的煤，煤炭熱量經轉化後，產生蒸汽或者變成熱水，但並不是所有的熱量全部有效轉化，有一部分無功消耗，這樣就存在效率問題，一般大些的鍋爐效率高些，60%~80%之間。

根據環保部新頒布的《火電廠大氣汙染物排放標準（2011版）》之規定，2014年7月1日起全國電廠需要執行煙塵排放濃度限值20mg/nm3的要求。目前，大部分電廠除從燃煤特性、設備特性來提升燃煤鍋爐熱能利用率，還採用了燃煤鍋爐自動控制系統自動控制系統相關參數以期達到節能降耗的目標，然而電廠電除塵出口排放濃度不能達到國家新標準的要求，超標排放，這個人們生活、企業生產帶來承重的負擔，為實現燃煤鍋爐燃燒效率的提升以及氮氧化物排放濃度的降低，有必要開發一種高效的燃煤鍋爐控制系統。

技術實現要素：

針對以上問題，本發明提供一種高效燃煤鍋爐控制系統以解決燃煤鍋爐的燃燒不穩定，燃燒效率低的問題。

本發明的技術方案如下：一種高效燃煤鍋爐控制系統，包括控制主機、can總線、燃燒控制子系統、汽水控制子系統、點火控制子系統、安全聯鎖子系統、風控制子系統、輸入設備、顯示屏、存儲組件、印表機、報警組件；控制主機通過can總線分別與燃燒控制子系統、汽水控制子系統、點火控制子系統、引風控制子系統、安全聯鎖子系統通訊，輸入設備通過usb接口與控制主機連接，顯示屏通過vga接口與控制主機連接，顯示屏用於顯示各個子系統的運行狀態圖，存儲組件與控制主機連接，存儲組件包括硬碟、快閃記憶體，存儲模組件用於存儲鍋爐系統數據信息，印表機通過無線網絡與控制主機連接，報警組件與控制主機連接，報警組件用於鍋爐系統故障報警。

進一步地，燃燒控制子系統包括一次風調節迴路、二次風調節迴路、送風調節迴路、引風調節迴路、給煤機調節迴路，給煤機調節迴路以給煤機轉速實現燃煤量的調節控制，一次風調節迴路實現一次風量的調節，二次風調節迴路實現二次風量的調節，送風量調節迴路實現送風量調節，引風調節迴路實現引風量調節，給煤機調節迴路結合一次風量、二次風量、送風量、引風量實現給煤機轉速的調節。

進一步地，汽水控制子系統包括汽包液位控制迴路、主蒸汽溫度控制迴路；汽包液位控制迴路為三衝量的串級控制迴路，即汽包液位、主給水流量、主蒸汽流量；汽包液位控制迴路改變主給水流量，使之適應主蒸汽流量，維持汽包液位；汽包液位作為被調量，與主給水流量做串級控制；主蒸汽流量經過溫壓補償後，作為前饋信號，參與給水流量控制;主蒸汽溫度控制迴路改變減溫水流量，維持主蒸汽溫度；以爐膛出口溫度為前饋對主蒸汽溫度進行補償。

進一步地，點火控制子系統包括油槍推進控制迴路、點火槍推進控制迴路、角閥管路控制迴路、火焰檢測裝置；油槍推進控制迴路控制油槍推進與退出，油槍可噴出油霧；點火槍推進控制迴路包括點火槍、高能點火發生器、電動推桿，高能點火發生器設置在點火槍上，點火槍設置在電動推桿上，電動推桿可自動推進和退出；角閥管路控制迴路實現油槍管路中油、汽的切換；火焰檢測裝置用於檢測火焰信號。

進一步地，安全聯鎖子系統包括汽包液位的聯鎖保護、一次風機二次風機引風機給煤機的聯鎖保護；汽包液位的聯鎖保護為鍋爐汽包液位低於極限值時，停一次風機、二次風機、引風機、給煤機；一次風機二次風機引風機給煤機的聯鎖保護為一次風機、二次風機、引風機、給煤機中的任何一臺出現跳閘，均聯鎖停止相應的電機。

附圖說明

圖1為本發明的總體結構示意圖。

圖2為本發明的給煤機調節迴路原理圖。

圖3為本發明的送風調節迴路原理圖。

圖4為本發明的引風調節迴路原理圖。

圖5為本發明的汽包液位控制迴路原理圖。

圖6為本發明的主蒸汽溫度控制迴路原理圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式，對本發明作詳細描述。

如圖1所示，一種高效燃煤鍋爐控制系統，包括控制主機、can總線、燃燒控制子系統、汽水控制子系統、點火控制子系統、安全聯鎖子系統、風控制子系統、輸入設備、顯示屏、存儲組件、印表機、報警組件；控制主機通過can總線分別與燃燒控制子系統、汽水控制子系統、點火控制子系統、引風控制子系統、安全聯鎖子系統通訊，輸入設備通過usb接口與控制主機連接，顯示屏通過vga接口與控制主機連接，顯示屏用於顯示各個子系統的運行狀態圖，存儲組件與控制主機連接，存儲組件包括硬碟、快閃記憶體，存儲模組件用於存儲鍋爐系統數據信息，印表機通過無線網絡與控制主機連接，報警組件與控制主機連接，報警組件用於鍋爐系統故障報警。

燃燒控制子系統包括一次風調節迴路、二次風調節迴路、送風調節迴路、引風調節迴路、給煤機調節迴路，給煤機調節迴路以給煤機轉速實現燃煤量的調節控制，一次風調節迴路實現一次風量的調節，二次風調節迴路實現二次風量的調節，送風量調節迴路實現送風量調節，引風調節迴路實現引風量調節，給煤機調節迴路結合一次風量、二次風量、送風量、引風量實現給煤機轉速的調節。

如圖2所示，給煤機調節迴路包括燃料量控制器、給煤機，燃料控制器獲得一個燃料調整量ub指令，燃料量控制器控制給煤機轉速，輸出相應的燃料量b，給煤機向燃料量控制器提供一個燃料量輸出反饋信號，給煤機調節迴路為一內迴路，通過調整給煤機調節迴路，煤粉側內部的擾動以及系統的品質能夠大大的得到改善。

如圖3所示，送風調節迴路包括送風量控制器、調風門、送風機，送風量控制器獲得給煤機輸出的燃料量b，送風量控制器調節送風機的調風門，在穩態時，給煤機調節迴路保證給煤量和送風量間滿足：

b=ɑv*v

其中給煤量b，v送風量，ɑv為調節係數。

如圖4所示，引風調節迴路包括引風量控制器、引風機、補償器、爐膛，引風量控制器獲得爐膛負壓給定值rs，補償器測得的v送風量，引風機在引風量控制器以及補償器的作用下獲得引風量q，引風量q輸送至爐膛用於調整爐膛壓力。

如圖5所示，汽水控制子系統包括汽包液位控制迴路、主蒸汽溫度控制迴路；汽包液位控制迴路包括調節器1、調節器2、給水機構、汽包、汽包液位、主蒸汽流量、主給水流量；汽包液位控制迴路為三衝量的串級控制迴路，即汽包液位、主給水流量、主蒸汽流量；汽包液位控制迴路通過調節器1、調節器2以及給水機構改變主給水流量，使之適應主蒸汽流量，維持汽包液位；汽包液位作為被調量，與主給水流量做串級控制；主蒸汽流量經過溫壓補償後，作為前饋信號，通過調節器2、給水機構參與給水流量控制。

如圖6所示，主蒸汽溫度控制迴路包括調節器3、調節器4、減溫水裝置、汽溫測量裝置、爐膛出口溫度、主蒸汽溫度、減溫水流量；主蒸汽溫度控制迴路通過調節器3、調節器4、減溫水裝置改變減溫水流量，維持主蒸汽溫度；以爐膛出口溫度為前饋對主蒸汽溫度進行補償。

點火控制子系統包括油槍推進控制迴路、點火槍推進控制迴路、角閥管路控制迴路、火焰檢測裝置；油槍推進控制迴路控制油槍推進與退出，油槍可噴出油霧；點火槍推進控制迴路包括點火槍、高能點火發生器、電動推桿，高能點火發生器設置在點火槍上，點火槍設置在電動推桿上，電動推桿可自動推進和退出；角閥管路控制迴路實現油槍管路中油、汽的切換；火焰檢測裝置用於檢測火焰信號。

安全聯鎖子系統包括汽包液位的聯鎖保護、一次風機二次風機引風機給煤機的聯鎖保護；汽包液位的聯鎖保護為鍋爐汽包液位低於極限值時，停一次風機、二次風機、引風機、給煤機；一次風機二次風機引風機給煤機的聯鎖保護為一次風機、二次風機、引風機、給煤機中的任何一臺出現跳閘，均聯鎖停止相應的電機。

一種高效燃煤鍋爐控制系統，至少存在的有益效果是：（1）通過送風量調節迴路、引風量調節迴路、給煤量調節迴路、一次風調節迴路以及二次風調節迴路、實現燃料量的自動調節；（2）採用了三衝量的串級汽包液位控制迴路，能夠實現汽包液位的準確自動調節；（3）通過採用本發明的燃煤鍋爐控制系統，大大減小了爐膛壓力的波動，能有效提高燃煤鍋爐燃燒效率。

以上是對本發明進行了示例性的描述，顯然本發明的實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明技術方案進行的各種改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍內。