鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鍋爐控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)及自動(dòng)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，其將燃料燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為蒸汽或高溫水的熱能。在燃燒設(shè)備部分，燃料燃燒不斷放出熱量，同時(shí)產(chǎn)生大量高溫?zé)煔猓瑹煔庾詈笸ㄟ^排煙裝置排出。鍋爐廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)生活中，現(xiàn)有的以煤、油或生物質(zhì)為燃料的鍋爐多數(shù)難以達(dá)到《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13271-2014)的要求，尤其在燃料未充分燃燒的情況下，污染更加嚴(yán)重。
[0003]實(shí)際運(yùn)行中，控制鍋爐燃燒處于最佳狀態(tài)是節(jié)約能源，減少污染物產(chǎn)生的關(guān)鍵。而鍋爐的燃燒過程除了和鍋爐本身的設(shè)計(jì)有關(guān)外，更和一線鍋爐工人的操作息息相關(guān)。人工操作難以精確控制，使鍋爐不能在最佳狀態(tài)運(yùn)行，不僅浪費(fèi)了能源，而且產(chǎn)生了大量的大氣污染物。因此，亟需一種能夠有效降低大氣污染物的產(chǎn)生且能夠使鍋爐內(nèi)的燃料處于高效燃燒狀態(tài)的鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)以及鍋爐自動(dòng)控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，在于提供一種能夠有效降低大氣污染物的產(chǎn)生且能夠使鍋爐內(nèi)的燃料處于高效燃燒狀態(tài)的鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)以及鍋爐自動(dòng)控制方法。
[0005 ]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)，包括進(jìn)料裝置、燃燒室以及排煙裝置，所述進(jìn)料裝置將燃料輸送至所述燃燒室內(nèi)，所述燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入排煙裝置并由所述排煙裝置排出，所述鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)還包括蒸汽壓力傳感器、蒸汽溫度傳感器、煙氣檢測(cè)器、中央控制器、進(jìn)料輸送機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、爐排調(diào)速機(jī)以及引風(fēng)機(jī)，所述蒸汽壓力傳感器用于檢測(cè)燃燒室內(nèi)的蒸汽壓力并將所測(cè)壓力輸入所述中央控制器，所述蒸汽溫度傳感器用于檢測(cè)燃燒室內(nèi)的蒸汽溫度并將所測(cè)溫度輸入所述中央控制器，所述煙氣檢測(cè)器用于檢測(cè)所述燃燒室產(chǎn)生的煙氣中的氣體成分、濃度并將檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入所述中央控制器，所述中央控制器的輸出端分別與所述進(jìn)料輸送機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、爐排調(diào)速機(jī)以及引風(fēng)機(jī)連接，所述進(jìn)料輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)料裝置對(duì)所述燃燒室內(nèi)的燃料供給進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述鼓風(fēng)機(jī)、爐排調(diào)速機(jī)以及引風(fēng)機(jī)對(duì)所述燃燒室內(nèi)的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0006]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述鼓風(fēng)機(jī)包括一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述煙氣檢測(cè)器包括氧氣檢測(cè)模塊。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述煙氣檢測(cè)器包括碳氧化合物檢測(cè)模塊。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述煙氣檢測(cè)器包括氮氧化合物檢測(cè)模塊。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述煙氣檢測(cè)器包括二氧化硫檢測(cè)模塊。
[0011 ] —種鍋爐自動(dòng)控制方法，包括步驟:進(jìn)料，進(jìn)料裝置將燃料輸送至燃燒室內(nèi)；壓力、溫度檢測(cè)，蒸汽壓力傳感器對(duì)燃燒室內(nèi)的蒸汽壓力進(jìn)行檢測(cè)并將所測(cè)壓力輸入所述中央控制器，蒸汽溫度傳感器對(duì)燃燒室內(nèi)的蒸汽溫度進(jìn)行檢測(cè)并將所測(cè)溫度輸入中央控制器;煙氣檢測(cè)，煙氣檢測(cè)器對(duì)燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的煙氣中的氣體成分、濃度進(jìn)行檢測(cè)并將所測(cè)數(shù)據(jù)輸入中央控制器;燃燒控制，中央控制器將得到的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的最佳工作參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，再控制進(jìn)料輸送機(jī)對(duì)燃料的供給進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、爐排調(diào)速機(jī)以及引風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0012]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在煙氣檢測(cè)步驟中，煙氣檢測(cè)器中的氧氣檢測(cè)模塊對(duì)煙氣中的氧氣濃度進(jìn)行檢測(cè)并將所測(cè)值輸入中央控制器;在燃燒控制步驟中，中央控制器接收煙氣檢測(cè)器測(cè)得的氧氣濃度值并與預(yù)設(shè)的氧氣濃度范圍對(duì)比，當(dāng)煙氣的氧氣濃度過高時(shí)，降低二次鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速直至達(dá)到預(yù)設(shè)的氧氣濃度范圍。
[0013]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在煙氣檢測(cè)步驟中，煙氣檢測(cè)器中的碳氧化合物檢測(cè)模塊對(duì)煙氣中的一氧化碳和二氧化碳濃度進(jìn)行檢測(cè)并將所測(cè)值輸入中央控制器;在燃燒控制步驟中，中央控制器接收煙氣檢測(cè)器測(cè)得的一氧化碳和二氧化碳濃度值并將二者的比值與預(yù)設(shè)的比值范圍對(duì)比，當(dāng)一氧化碳與二氧化碳的濃度比值過高時(shí)，降低進(jìn)料輸送機(jī)和爐排調(diào)速機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)增加一次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速直至達(dá)到預(yù)設(shè)的比值范圍。
[0014]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在煙氣檢測(cè)步驟中，煙氣檢測(cè)器中的氮氧化合物檢測(cè)模塊對(duì)煙氣中的一氧化氮和二氧化氮濃度進(jìn)行檢測(cè)并將所測(cè)值輸入中央控制器;在燃燒控制步驟中，中央控制器接收煙氣檢測(cè)器測(cè)得的一氧化氮和二氧化氮的濃度值并將測(cè)得的濃度值與預(yù)設(shè)的濃度范圍對(duì)比，當(dāng)測(cè)得的濃度值過高時(shí)，降低一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)和爐排調(diào)速機(jī)的轉(zhuǎn)速直至達(dá)到預(yù)設(shè)的濃度范圍。
[0015]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在燃燒控制步驟中，中央控制器接收蒸汽壓力傳感器測(cè)得的壓力值并與預(yù)設(shè)的壓力范圍對(duì)比；當(dāng)壓力低于預(yù)設(shè)的壓力范圍時(shí)，增加鼓風(fēng)機(jī)、爐排調(diào)速機(jī)和進(jìn)料輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)降低引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的壓力范圍；當(dāng)壓力高于預(yù)設(shè)的壓力范圍時(shí)，降低鼓風(fēng)機(jī)、爐排調(diào)速機(jī)和進(jìn)料輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)增加引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的壓力范圍。
[0016]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在燃燒控制步驟中，中央控制器接收蒸汽溫度傳感器測(cè)得的溫度值并與預(yù)設(shè)的溫度范圍對(duì)比；當(dāng)溫度低于預(yù)設(shè)的溫度范圍時(shí)，增加爐排調(diào)速機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)降低二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度范圍；當(dāng)溫度高于預(yù)設(shè)的溫度范圍時(shí)，降低爐排調(diào)速機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)增加二次風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，直至達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度范圍。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)以及自動(dòng)控制方法將煙氣的檢測(cè)引入控制系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)燃料的進(jìn)料和燃燒的多重控制，有效降低大氣污染物的產(chǎn)生且能夠使燃料處于高效的燃燒狀態(tài)。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的蒸汽壓力控制的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制方法的蒸汽壓力控制的流程圖；
圖4是本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的蒸汽溫度控制的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制方法的蒸汽溫度控制的流程圖；
圖6是本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的氧氣濃度控制的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制方法的氧氣濃度控制的流程圖；
圖8是本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的碳氧化合物濃度控制的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9是本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制方法的碳氧化合物濃度控制的流程圖；
圖10是本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的氮氧化合物濃度控制的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11是本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制方法的氮氧化合物濃度控制的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實(shí)施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中的各個(gè)技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。
[0020]請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)包括進(jìn)料裝置、燃燒室、排煙裝置、蒸汽壓力傳感器、蒸汽溫度傳感器、煙氣檢測(cè)器、中央控制器、進(jìn)料輸送機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、爐排調(diào)速機(jī)以及引風(fēng)機(jī);鼓風(fēng)機(jī)包括一次風(fēng)機(jī)和二次風(fēng)機(jī)。
[0021 ]進(jìn)料裝置將燃料輸送至燃燒室內(nèi)，燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入排煙裝置并由排煙裝置排出，蒸汽壓力傳感器用于檢測(cè)燃燒室內(nèi)的蒸汽壓力并將所測(cè)壓力輸入中央控制器，蒸汽溫度傳感器用于檢測(cè)燃燒室內(nèi)的蒸汽溫度并將所測(cè)溫度輸入中央控制器，煙氣檢測(cè)器用于檢測(cè)燃燒室產(chǎn)生的煙氣中的氣體成分、濃度并將檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入中央控制器，中央控制器的輸出端分別與進(jìn)料輸送機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、爐排調(diào)速機(jī)以及引風(fēng)機(jī)連接，進(jìn)料輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)料裝置對(duì)燃燒室內(nèi)的燃料供給進(jìn)行調(diào)節(jié)，一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、爐排調(diào)速機(jī)以及引風(fēng)機(jī)對(duì)燃燒室內(nèi)的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0022]煙氣檢測(cè)器包括氧氣檢測(cè)模塊、碳氧化合物檢測(cè)模塊、氮氧化合物檢測(cè)模塊以及二氧化硫檢測(cè)模塊。
[0023]煙氣檢測(cè)器中的各個(gè)傳感器模塊將采集的數(shù)據(jù)輸入中央處理器，由中央處理器將輸入的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的最佳工作參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，然后控制進(jìn)料輸送機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、爐排調(diào)速機(jī)以及引風(fēng)機(jī)的運(yùn)行，調(diào)整燃料的輸送過程，調(diào)整風(fēng)量供給，使燃燒達(dá)到最佳狀態(tài)，減少污染物的產(chǎn)生。
[0024]本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制方法包括鍋爐自動(dòng)控制方法，包括如下步驟:
S1、進(jìn)料，進(jìn)料裝置將燃料輸送至燃燒室內(nèi)。
[0025]S2、壓力、溫度檢測(cè)，蒸汽壓力傳感器對(duì)燃燒室內(nèi)的蒸汽壓力進(jìn)行檢測(cè)并將所測(cè)壓力輸入所述中央控制器，蒸汽溫度傳感器對(duì)燃燒室內(nèi)的蒸汽溫度進(jìn)行檢測(cè)并將所測(cè)溫度輸入中央控制器。
[0026]S3、煙氣檢測(cè)，煙氣檢測(cè)器對(duì)燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的煙氣中的氣體成分、濃度進(jìn)行檢測(cè)并將所測(cè)數(shù)據(jù)輸入中央控制器。
[0027]S4、燃燒控制，中央控制器將得到的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的最佳工作參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，再控制進(jìn)料輸送機(jī)對(duì)燃料的供給進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制一次風(fēng)機(jī)、二次風(fēng)機(jī)、爐排調(diào)速機(jī)以及引風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0028]本發(fā)明鍋爐自動(dòng)控制方法采用蒸汽壓力傳感器采集燃燒室內(nèi)的蒸汽壓力，用蒸汽溫度傳感器采集燃燒室內(nèi)的蒸汽溫度，通過煙氣檢測(cè)器采集燃燒室出口處的氧氣濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、一氧化氮濃度、二氧化氮濃度、二氧化硫濃度，煙氣檢測(cè)器采集初始數(shù)據(jù)后自動(dòng)處理，輸出以下參數(shù):二氧化碳濃度、一氧化碳濃度、二氧化硫濃度、燃燒效率值、過剩空氣量、煙氣損失、特定燃料的露點(diǎn)、氮氧化合物含