[发明专利]燃烧器式工业锅炉的自动控制方法及其装置

说明书

技术领域

 本发明涉及锅炉领域，具体地说是一种燃烧器式工业锅炉的自动控制方法及其装置。

背景技术

众所周知，工业锅炉是提供生产所需热能的重要设备，通过燃料燃烧加热热载体，一定温度的热载体在管道中被输送到用热设备，以满足工业生产的需要。实时准确控制热载体加热温度的同时提高工业锅炉的燃烧效率，对工业生产和工业锅炉的节能、降耗、减排，具有重大意义。

常见的活动炉排工业锅炉以作为煤主要燃料，活动炉排在电机的带动下缓慢将燃料输送进炉膛燃烧，炉膛的助燃空气由鼓风机提供，引风机产生的炉膛负压使燃烧产生的烟气经烟道排出炉膛。炉膛燃料燃烧产生的热能使热载体加热，一定温度的热载体被输送到用热设备以满足工业生产的需要。

长久以来，工业锅炉尤其是中小型工业锅炉，大部分是经验丰富的操作人员依靠传统仪表和操作装置进行控制。工业锅炉系统是多变量系统，存在很多控制量和被控制量，扰动因素太多，控制滞后性很强，许多参数之间明显存在复杂的耦合关系，致使工业锅炉长期处于高能耗低效率的运行状态。近十几年以来，可编程序控制器（PLC）技术发展较快，使部分工业锅炉控制水平有了一定提高，但是，对于工业锅炉这样的控制滞后性很强的多变量系统，由于其内部能量转化机理过于复杂，不在控制策略、控制方法上创新，不全面系统地设计控制方案，很难解决工业锅炉目前仍然存在的热载体加热温度误差大、燃料消耗量高、热效率低、污染物排放量大的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明目的在于解决工业锅炉目前仍然存在的热载体加热温度误差大、燃料消耗量高、热效率低、污染物排放量大的问题，提供一种实时准确控制工业锅炉热载体加热温度同时提高工业锅炉的燃烧效率的实时自动控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种燃烧器式工业锅炉的自动控制装置，设有热载体输入管线，其特征是：热载体输入管线上装有热载体输入温度变送器、热载体输入压力变送器、热载体输入流量变送器，热载体输入温度变送器、热载体输入压力变送器、热载体输入流量变送器与控制系统运算单元连接；在热载体输出管线上装有热载体输出温度变送器、热载体输出压力变送器、热载体输出流量变送器，热载体输出温度变送器、热载体输出压力变送器、热载体输出流量变送器与控制系统运算单元连接；在工业锅炉上装有炉膛温度变送器、炉膛差压变送器、火焰检测器，炉膛温度变送器、炉膛差压变送器、火焰检测器与控制系统运算单元连接；在炉膛出口装有在线烟气分析仪与控制系统运算单元连接；燃料输入管线上装有燃料调节控制阀、燃料流量变送器、燃料压力变送器、燃料熄火保护电磁阀、电动执行器，燃料流量变送器、燃料压力变送器与控制系统运算单元连接，燃料调节控制阀、燃料熄火保护电磁阀、 电动执行器与控制系统执行单元连接；助燃空气输入管线上装有助燃空气调节控制阀、助燃空气流量变送器、助燃空气压力变送器，助燃空气流量变送器、助燃空气压力变送器与控制系统运算单元连接，助燃空气调节控制阀与控制系统执行单元连接；引风电机与控制系统执行单元连接。

本发明还可通过如下措施来实现：热载体输出管线是导热油的输出管线。热载体输出管线是热风输出管线。热载体输出管线是连通水汽包的蒸汽或热水输出管线。燃烧器开度由电动执行器调整。

前述活动炉排式锅炉节能恒温自动控制装置的控制方法：

控制系统运算单元根据热载体输出温度变送器提供的温度参数或者根据热载体输出压力变送器提供的压力参数，判断加热管输出热载体温度或者压力是否符合工艺要求并发出相应控制指令，控制系统控制单元根据控制系统运算单元的指令输出控制信号，控制系统执行单元根据控制信号调整燃料调节控制阀与燃烧器的开度，进而实时控制燃料供给量；

控制系统运算单元根据在炉膛出口装有的在线烟气分析仪检测的烟气成分含量参数判断燃料的燃烧效率并发出相应控制指令，控制系统控制单元根据控制系统运算单元的指令输出控制信号，控制系统执行单元根据控制信号调整助燃空气调节控制阀与燃烧器的开度，进而实时控制助燃空气供给量；

控制系统运算单元根据在工业锅炉上装有的炉膛温度变送器、炉膛差压变送器提供的炉膛温度参数和负压参数，判断燃料的燃烧速度并发出相应控制指令，控制系统控制单元根据控制系统运算单元的指令输出控制信号，控制系统执行单元根据控制信号调整引风电机的转速，进而实时控制炉膛负压；

控制系统运算单元根据在工业锅炉上装有的火焰检测器检测的信号判断燃料燃烧状态，控制系统执行单元控制燃料熄火保护电磁阀在熄火时切断燃料供应；