[實用新型]一種工業(yè)鍋爐給水系統(tǒng)的節(jié)能裝置及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220135226.9
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN202546731U
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃宋魏;童雄;和麗芳
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: F22D5/26
• 分類號: F22D5/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

????本實用新型涉及一種工業(yè)鍋爐給水系統(tǒng)的節(jié)能裝置及其控制方法，屬于自動控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

工業(yè)鍋爐一般采用給水泵進行供水，給水泵的功率從數(shù)十千瓦到數(shù)百千瓦不等，鍋爐容量越大給水系統(tǒng)的能耗越高。目前工業(yè)鍋爐給水系統(tǒng)的水流量控制的主要方法是通過控制電動閥的開度而控制。有的工業(yè)鍋爐給水系統(tǒng)在給水泵上安裝了變頻器，但是變頻器的控制目標(biāo)僅是穩(wěn)定給水壓力，沒有充分挖掘變頻器的節(jié)能潛力。有的雖同時安裝了電動閥和變頻器，但沒有充分發(fā)揮電動閥和變頻器的聯(lián)合優(yōu)化控制作用，仍以變頻器作為恒壓，電動閥作為流量控制，沒有更好地實現(xiàn)節(jié)能。由于給水泵的能耗與給水泵的轉(zhuǎn)速成平方的關(guān)系，因此在確保給水系統(tǒng)安全的前提下盡量降低給水泵的轉(zhuǎn)速是節(jié)能的關(guān)鍵措施。給水與汽包之間必須保持足夠的壓力差（后面簡稱水汽壓力差）才能確保鍋爐進水，特別是在鍋爐工況變化需要較小的水流量時，既要求降低給水泵轉(zhuǎn)速而減小流量又要求提高轉(zhuǎn)速以維持足夠的水汽壓力差，這就導(dǎo)致給水系統(tǒng)的劇烈波動，不僅不安全而且電能浪費嚴重，需要從變頻器和電動閥兩方面進行控制。

水汽壓力差可以通過變頻器和電動閥這兩個設(shè)備進行調(diào)節(jié)，在同樣的轉(zhuǎn)速條件下閥門開度越小水壓力差越大，在同樣的閥門開度條件下轉(zhuǎn)速越高水壓力差越大，反之依然。閥門開度越小越容易造成水能損失。實踐證明，完全通過變頻器維持足夠的水汽壓力差所耗費的電能比通過改變閥門開度所耗費的電能要大，在給水流量較小時電能的浪費尤為嚴重。因此需要在變頻器輸出量與閥門開度間尋求一個最佳接合點，以達到更為顯著的節(jié)能效果。

實用新型內(nèi)容

鑒于上述存在的問題和不足，本實用新型提供一種工業(yè)鍋爐給水系統(tǒng)的節(jié)能裝置及其控制方法，采用變頻和變閥聯(lián)合調(diào)節(jié)的辦法優(yōu)化控制鍋爐給水，達到最大限度節(jié)能的目的；同時大大減小流程設(shè)備的磨損，可延長流程設(shè)備的使用年限。

本實用新型采用的技術(shù)方案為：節(jié)能裝置硬件包括變頻器3、給水壓力變送器5、蒸汽壓力變送器7、電動閥9、流量計10和可編程控制器11，變頻器3連接給水泵4的控制端，在給水泵4至省煤器16的輸出管道上依次安裝電動閥9、流量計10，給水泵4和電動閥9之間接安裝有給水壓力變送器5，鍋爐汽包8經(jīng)過蒸汽壓力變送器7與可編程控制器11連接，流量計10和給水壓力變送器5與可編程控制器11輸入端連接，變頻器3和電動閥9與可編程控制器11輸出信號端連接。

可編程控制器中安裝有鍋爐給水控制回路軟件，軟件包括比較器1、增量式PID控制器2和自尋優(yōu)控制器6，自尋優(yōu)控制器6包括分析比較器12、選擇開關(guān)13、控制表14和搜索器15；比較器1通過增量式PID控制器2和變頻器3、給水泵4、電動閥9、鍋爐汽包8依次串接，給水流量給定值SP和電動閥輸出端的流量計信號輸入比較器1，給水流量給定值、給水壓力信號、蒸汽壓力信號信號輸入自尋優(yōu)控制器6的分析比較器12，分析比較器12的輸出端口與選擇開關(guān)13連接，選擇開關(guān)13的輸出端口分別連接控制表14和搜索器15，控制表14和搜索器15的輸出端口分別連接電動閥9。

本實用新型的有益效果是，采用變頻和變閥聯(lián)合調(diào)節(jié)的辦法優(yōu)化控制鍋爐給水，達到最大限度節(jié)能的目的；可大大減小流程設(shè)備的磨損，可延長流程設(shè)備的使用年限。

附圖說明

圖1是本實用新型的節(jié)能裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的控制原理示意圖；

圖3是本實用新型的自尋優(yōu)控制器原理圖。

????圖中:1-比較器、2-增量式PID控制器、3-變頻器、4-給水泵、5-給水壓力變送器、6-自尋優(yōu)控制器、7-蒸汽壓力變送器、8-鍋爐汽包、9-電動閥、10-流量計、11-可編程控制器、12-分析比較器、13-選擇開關(guān)、14-控制表、15-搜索器、16-省煤器。?

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，節(jié)能裝置硬件包括變頻器3、給水壓力變送器5、蒸汽壓力變送器7、電動閥9、流量計10和可編程控制器11，變頻器3連接給水泵4的控制端，在給水泵4至省煤器16的輸出管道上依次安裝電動閥9、流量計10，給水泵4和電動閥9之間接安裝有給水壓力變送器5，鍋爐汽包8經(jīng)過蒸汽壓力變送器7與可編程控制器11連接，流量計10和給水壓力變送器5與可編程控制器11輸入端連接，變頻器3和電動閥9與可編程控制器11輸出信號端連接。