專利名稱：生物質(zhì)有機熱載體鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鍋爐控制系統(tǒng)，具體是涉及一種生物質(zhì)有機熱載體鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)鍋爐是利用生物質(zhì)能的重要途徑。鍋爐控制系統(tǒng)是鍋爐設(shè)備各個部分中極為重要的一環(huán)。鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計合理，可以節(jié)省大量人力物力；可以使鍋爐及工業(yè)生產(chǎn)安全、穩(wěn)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、用于實時采集和顯示鍋爐運行中工作狀況參數(shù)裝置，微機控制方法利用PID控制原理，經(jīng)過取樣、運算、輸出幾個步驟對鍋爐工業(yè)過程伺候控制，并可根據(jù)生產(chǎn)要求修改調(diào)節(jié)參數(shù)以達(dá)到最佳控制效果。實際上，生物質(zhì)鍋爐是以燃料量的變化來適應(yīng)負(fù)荷變化的需要，它具有較大的延遲和慣性，因此燃燒量改變后需要一定的輸送、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(tǒng)大部分仍然采用傳統(tǒng)PID控制調(diào)節(jié)，但PID本身在計算當(dāng)中存在一定的滯后性，不能快速改變?nèi)剂献兓瑢?dǎo)致溫度不穩(wěn)定，波動過大，使工業(yè)生產(chǎn)不能正常運作，因此它不適合生物質(zhì)鍋爐負(fù)荷波動大且溫度要求保持相對穩(wěn)定的工業(yè)生產(chǎn)上。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種快速改變?nèi)剂狭?，提高燃料利用率，滿足負(fù)荷波動大且溫度要求穩(wěn)定的生物質(zhì)鍋爐控制系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:一種生物質(zhì)有機熱載體鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，由油溫回路模塊、熱量回路模塊、送風(fēng)調(diào)節(jié)模塊和引風(fēng)調(diào)節(jié)模塊組成；所述油溫回路模塊包括供油溫度傳感器、油溫調(diào)節(jié)器和給料頻率調(diào)節(jié)器；所述熱量回路模塊包括回油溫度傳感器、熱量調(diào)節(jié)器、供油流量傳感器和給料頻率調(diào)節(jié)器；所述送風(fēng)調(diào)節(jié)模塊包括含氧量分析儀和送風(fēng)頻率調(diào)節(jié)器；所述引風(fēng)調(diào)節(jié)模塊包括爐膛負(fù)壓傳感器和引風(fēng)頻率調(diào)節(jié)器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用供油溫度及熱量雙回路控制，能夠使具有較大的延遲和慣性生物質(zhì)鍋爐，靠燃料量的變化來適應(yīng)負(fù)荷變化的需要，從而達(dá)到供油溫度穩(wěn)定。在正常的鍋爐工況下，用熱負(fù)荷緩慢變化±15%的基礎(chǔ)上，導(dǎo)熱油出口溫度可控制在:310±3°C。先采集供油溫度，與設(shè)定供油溫度進(jìn)行比較，判斷出頻率大小方向，然后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(jīng)過程序控制器處理模塊處理，執(zhí)行相應(yīng)給料量輸出。本專利的特點:1、在負(fù)荷波動大情況下，加快燃料燃燒速度，穩(wěn)定供油溫度。[0014]2、送風(fēng)量和燃料維持適當(dāng)比例，避免煙囪冒黑煙，提高鍋爐效率和經(jīng)濟性。3、能夠消除鼓風(fēng)變化擾動，保持爐膛負(fù)壓穩(wěn)定，使鍋爐安全和經(jīng)濟運行。4、采用設(shè)定值能夠靈活運用，在不同工況下可以做出適當(dāng)修正，方便操作。5、使用脈沖時間改變輸出頻率，能使電機逐漸緩慢變化，保證電機穩(wěn)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(diào)節(jié)環(huán)節(jié)穩(wěn)定運行。

圖1為控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。下面，結(jié)合附圖和較佳實施例對本實用新型進(jìn)一步具體描述。
具體實施方式
如圖1所示，生物質(zhì)有機熱載體鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)由油溫回路模塊、熱量回路模塊、送風(fēng)調(diào)節(jié)模塊和弓I風(fēng)調(diào)節(jié)模塊組成。油溫回路模塊:包括供油溫度傳感器、油溫調(diào)節(jié)器和給料頻率調(diào)節(jié)器。油溫調(diào)節(jié)器設(shè)定供油溫度值并接收供油溫度傳感器的檢測信號。給料頻率調(diào)節(jié)器設(shè)定給料頻率值并接收油溫調(diào)節(jié)器和熱量調(diào)節(jié)器的信號，分析后指令給料機輸出給料量和輸出風(fēng)料比參數(shù)至送風(fēng)頻率調(diào)節(jié)器。根據(jù)外界要求，溫度需設(shè)定三部分，即設(shè)定溫度、上限溫度和下限溫度。在設(shè)定溫度上，執(zhí)行一個給料輸出頻率，此頻率為設(shè)定值。當(dāng)供油溫度從設(shè)定值降低時，系統(tǒng)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(shè)定值基礎(chǔ)上加上相應(yīng)頻率輸出，改變頻率時，由可變化脈沖時間逐漸輸出；當(dāng)供油溫度從設(shè)定值升高時，系統(tǒng)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(shè)定值基礎(chǔ)上減去相應(yīng)頻率輸出，改變頻率時，由可變 化脈沖時間逐漸輸出。由供油溫度傳感器獲取信號經(jīng)油溫調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)后，并與設(shè)定溫度值、上限溫度值以及下限溫度值進(jìn)行分析比較，輸入到頻率調(diào)節(jié)器進(jìn)行處理，發(fā)出相應(yīng)信號給給料機，執(zhí)行相應(yīng)給料量。熱量回路模塊:包括回油溫度傳感器、熱量調(diào)節(jié)器、供油流量傳感器和頻率調(diào)節(jié)器。熱量調(diào)節(jié)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，分析后輸出信號到給料頻率調(diào)節(jié)器。由于負(fù)荷瞬間變化時，供油溫度變化表現(xiàn)出來比較滯后，所以根據(jù)負(fù)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(shè)定值上執(zhí)行相應(yīng)改變)，能夠適應(yīng)熱量變化需要，從而使供油溫度穩(wěn)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(jīng)熱量調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)后，輸入到頻率調(diào)節(jié)器進(jìn)行計算熱量，根據(jù)熱量計算出理論給料量，發(fā)出相應(yīng)信號給給料機，執(zhí)行相應(yīng)給料量。本生物質(zhì)有機熱載體鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)采用雙回路模塊:油溫回路模塊和熱量回路模塊，兩個回路模塊共用一個給料頻率調(diào)節(jié)器。送風(fēng)調(diào)節(jié)模塊:包括含氧量分析儀和送風(fēng)頻率調(diào)節(jié)器。送風(fēng)頻率調(diào)節(jié)器設(shè)定風(fēng)料比值并接收含氧量分析儀的含氧量和風(fēng)料比參數(shù)，分析后輸出前饋。送風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的任務(wù)就是使鍋爐的送風(fēng)量與燃料量相協(xié)調(diào)，本控制采用風(fēng)料比和空氣的含氧量相協(xié)調(diào)，①風(fēng)料比就是送風(fēng)量與燃料量成一定的比例，此比例系數(shù)為設(shè)定值；②空氣含氧量，通過含氧量分析儀檢測數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)送到數(shù)字模糊調(diào)節(jié)器中進(jìn)行分析，正確調(diào)節(jié)送風(fēng)量，即改變風(fēng)料比，使其逐步逼近實際工況的最佳送風(fēng)量，可以達(dá)到鍋爐的最高熱效率，實現(xiàn)經(jīng)濟燃燒。給料量理論計算出所需風(fēng)量，形成比例，即風(fēng)料比，由給料系統(tǒng)給料量輸出信號根據(jù)風(fēng)料比經(jīng)頻率調(diào)節(jié)器進(jìn)行計算風(fēng)量信號給鼓風(fēng)機，執(zhí)行相應(yīng)送風(fēng)量；然后再根據(jù)含氧量分析儀獲取的信號輸入到頻率調(diào)節(jié)器進(jìn)行分析檢測含氧量系數(shù)，一般系數(shù)范圍在O 20%，當(dāng)顯示11%時風(fēng)量和料量配比最佳，當(dāng)偏離此系數(shù)時較大,送風(fēng)頻率調(diào)節(jié)器發(fā)出信號，改變風(fēng)料比，使其逐步逼近實際工況的最佳送風(fēng)量。引風(fēng)調(diào)節(jié)模塊:包括爐膛負(fù)壓傳感器和送風(fēng)頻率調(diào)節(jié)器。引風(fēng)頻率調(diào)節(jié)器設(shè)定送風(fēng)頻率值并接收爐膛負(fù)壓傳感器的檢測信號和前饋，分析后指令引風(fēng)機輸出送風(fēng)量。該模塊的任務(wù)就是要保持爐膛負(fù)壓在允許要求的范圍內(nèi)，引風(fēng)量必須與送風(fēng)量相適應(yīng)，本控制采用以送風(fēng)量為前饋，執(zhí)行相應(yīng)輸出值，即頻率設(shè)定值和負(fù)壓設(shè)定值相協(xié)調(diào)。前饋是以送風(fēng)在設(shè)定溫度值、上限溫度值以及下限溫度值三大區(qū)間時執(zhí)行的送風(fēng)量為前饋，引風(fēng)量執(zhí)行相應(yīng)頻率設(shè)定值。當(dāng)執(zhí)行頻率設(shè)定值時檢測負(fù)壓數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏離設(shè)定值時，將會自動修正頻率設(shè)定值，保持爐膛負(fù)壓保持在允許的范圍內(nèi)，使鍋爐安全和經(jīng)濟運行。由爐膛負(fù)壓傳感器獲取信號，輸入到頻率調(diào)節(jié)器進(jìn)行處理，并與負(fù)壓設(shè)定值進(jìn)行分析比較，當(dāng)負(fù)壓實際值偏離 負(fù)壓設(shè)定值時較大，頻率調(diào)節(jié)器發(fā)出信號，改變頻率設(shè)定值，相應(yīng)信號給引風(fēng)機，輸出引風(fēng)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?xì)怏w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(dāng)送風(fēng)量過大時，雖然能充分燃燒，但煙氣過?？諝饬科?，導(dǎo)致熱效率偏低等；當(dāng)送風(fēng)量過小時，煙氣過?？諝饬科。剂蠜]有完成燃燒，降低熱效率，同時也會冒黑煙等。②主要協(xié)調(diào)風(fēng)量與料量之間的配比，可以適當(dāng)自動修改風(fēng)料比。
權(quán)利要求1.一種生物質(zhì)有機熱載體鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，其特征在于:由油溫回路模塊、熱量回路模塊、送風(fēng)調(diào)節(jié)模塊和引風(fēng)調(diào)節(jié)模塊組成； 所述油溫回路模塊包括供油溫度傳感器、油溫調(diào)節(jié)器和給料頻率調(diào)節(jié)器； 所述熱量回路模塊包括回油溫度傳感器、熱量調(diào)節(jié)器、供油流量傳感器和給料頻率調(diào)節(jié)器; 所述送風(fēng)調(diào)節(jié)模塊包括含氧量分析儀和送風(fēng)頻率調(diào)節(jié)器； 所述引風(fēng)調(diào) 節(jié)模塊包括爐膛負(fù)壓傳感器和引風(fēng)頻率調(diào)節(jié)器。
專利摘要本實用新型公開了一種生物質(zhì)有機熱載體鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，由油溫回路模塊、熱量回路模塊、送風(fēng)調(diào)節(jié)模塊和引風(fēng)調(diào)節(jié)模塊組成。采用供油溫度及熱量雙回路控制，能夠使具有較大的延遲和慣性生物質(zhì)鍋爐，靠燃料量的變化來適應(yīng)負(fù)荷變化的需要，從而達(dá)到供油溫度穩(wěn)定，在正常的鍋爐工況下，用熱負(fù)荷緩慢變化±15％的基礎(chǔ)上，導(dǎo)熱油出口溫度可控制在310±3℃。先采集供油溫度，與設(shè)定供油溫度進(jìn)行比較，判斷出頻率大小方向，然后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(jīng)過程序控制器處理模塊處理，執(zhí)行相應(yīng)給料量輸出。具有油溫溫度穩(wěn)定、無黑煙、鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)穩(wěn)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(yōu)先權(quán)日2013年2月18日
發(fā)明者朱活強, 沈見勝 申請人:廣州優(yōu)的新能源科技有限公司