[發明專利]爐況優化監控裝置及應用該裝置優化的方法

有效

• 申請號: 201310150610.5
• 申請日: 2013-04-27
• 公開（公告）號: CN103256719A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 劉永才
• 申請（專利權）人: 深圳市佳運通電子有限公司
• 主分類號: F24H9/20
• 分類號: F24H9/20;F22B35/00
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司 44101
• 代理人: 呂曉蕾

技術領域

本發明涉及一種油田工業用加熱爐或其他工業用鍋爐，特別涉及一種改善所述加熱爐或鍋爐運行狀況的爐況自動優化監控裝置及優化方法。?

技術背景

目前，油田工業用加熱爐或其他行業用鍋爐是工業能源消耗的大戶，由于缺乏實時安防調控手段，加熱爐整體爐況運行的狀態更缺少安全監控與優化措施，使得常用的加熱爐或鍋爐爐效普遍偏低，設備提溫速度慢，機泵運轉的無用功大，系統運行效率低，煙氣含氧量排放過剩，導致能源消耗嚴重，生產效率較低。?

此外，在油田工業上，每年都有近百臺的加熱爐發生損壞事故，火筒式加熱爐損壞問題最為突出，給油田安全生產帶來重大威脅，也會造成極大的經濟損失。在各類加熱爐連續生產的過程中，加熱爐及鍋爐是重點應用的工藝設備之一，因此，能否保證其自身及其相關機泵生產工藝系統時時處于經濟、安全、高效、良好的運行是確保生產過程中的重要環節，同時這個環節的各個工況指標要由加熱爐爐況的優劣所決定，而影響加熱爐爐況優劣的因素卻又有很多，其中只有穩態爐效、排煙溫度、含氧量及運行負荷率的高低才是最能代表加熱爐爐況優劣的主要因素。因此，我們只需要解決各類加熱爐及鍋爐低效?率、高耗能、易損壞、標準排煙溫度以及合理控制過剩空氣含氧量的問題，便能確保在防護治理與科學優化管理方面具有極大的指導意義。?

現有技術中的加熱爐在以下幾個方面缺乏科學控制：?

1）過量空氣系數過大?

在排煙溫度一定的情況下，過量空氣系數越大，排煙量越大，通過煙氣排出的熱量也越多，熱量損失增加，加熱爐效率降低，同時，露點腐蝕溫度越高,還會加速爐管的氧化，影響爐管使用壽命，促使氮氧化物增加，對環境產生不利的影響。?

2）過量空氣系數過小?

會使燃料燃燒不充分，造成大量化學能未放出而浪費燃料，還會生成大量CO、H2和炭粒等污染空氣的物質。?

3）排煙溫度?

過高能量被帶入大氣中，能耗較大；過低易導致煙管腐蝕情況的發生。?

4）爐膛負壓?

過小的爐膛負壓可能造成回火傷人事故；過大的爐膛負壓會加速爐膛內氣體的流動速度，減少換熱時間，造成排煙溫度過高，另外，過大的爐膛負壓還會使進入爐膛的空氣量增加，進而提高過量空氣系數其結果是導致加熱爐熱效率降低。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種改善加熱爐或鍋爐運行狀?況、提高其工作效率和降低能耗的自動控制的爐況優化監控裝置。?

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：?

本發明的爐況優化監控裝置，包括自動控制單元、人機數顯操控單元和由自動控制單元監控的設置于加熱爐、燃燒器上的工藝參數監測單元，在燃燒器的進風口處還設有由自動控制單元控制的燃燒設備優化單元，所述燃燒設備優化單元主要為氧含量微調器，該微調器包括帶有優化指令接收微處理器的控制電路、與燃燒器進風口相接并與大氣相通的通風管、置于通風管中可調節進風量大小的調風擋板及驅動調風擋板轉動的驅動電機；?

其還包括與自動控制單元通訊連接的分別為記錄、存儲本裝置中所有操作、監測信息的曲線記憶比較單元和對“加熱爐排煙中氧含量過高”、“加熱爐燃燒設備超負荷”和“加熱爐燃燒設備效率低”進行報警提示的安防故障報警單元。?

所述自動控制單元由集成PLC控制單元、外設輸入單元、外設輸出單元、安全隔離單元、信號分配單元構成，自動控制單元將實時接收到的與“加熱爐爐效”、“加熱爐負荷率”、“環境溫度”、“排煙溫度”、“煙氣中氧含量”、“微調器的開度”、“燃燒器的負荷”、“爐膛背壓”和“燃氣流量”相關的測量信號進行數據運算與分析后，向相關工藝設備發出聯動控制指令和相關工藝參數的實時顯示與監控，其中，?

集成PLC控制單元，主要由可編程序控制器構成，其將由外設輸入單元從工藝參數監測單元獲取的載有工藝參數信息的信號經運?算和處理后，通過外設輸出單元轉化為工控信號傳輸給燃燒設備優化單元對所述的調風擋板的開度進行調節；?

外設輸入單元主要由數據鎖存器、狀態所鎖存器、地址編碼器、觸發器、緩沖器、連接線路構成，主要用于其他計算機系統、儀表系統、工藝設備輸入數據的接收與轉換處理后傳輸給可編程序控制器或存儲記憶；?

外設輸出單元主要由數據鎖存器、狀態所鎖存器、地址編碼器、觸發器、緩沖器、連接線路構成，其作用主要是將可編程序控制器發出的數據進行相應的轉換后輸出給外部其他計算機系統、儀表系統、工藝設備，以實現驅動裝置、控制電路或記憶存儲的功能；?