[發明專利]燃燒器式工業鍋爐的自動調溫控制方法及其系統

無效

• 申請號: 201310405841.6
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103453665A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 鄒勇;張明龍;黃少軍
• 申請（專利權）人: 威海寶源電氣有限公司
• 主分類號: F24H9/20
• 分類號: F24H9/20;F22B35/18
• 代理公司: 威?？菩菍＠聞账?37202
• 代理人: 鮑光明

技術領域

?本發明涉及鍋爐領域，具體地說是一種燃燒器式工業鍋爐的自動調溫控制方法及其系統。

背景技術

眾所周知，工業鍋爐是提供生產所需熱能的重要設備，通過燃料燃燒加熱熱載體，一定溫度的熱載體在管道中被輸送到用熱系統，以滿足工業生產的需要。實時準確地控制工業鍋爐輸出熱載體溫度、實時準確地控制用熱系統內某溫控點的熱載體溫度、設定和準確控制不同時段工業鍋爐輸出熱載體溫度、設定和準確控制不同時段用熱系統內某溫控點的熱載體溫度，始終實時優化整個工業鍋爐和用熱系統的工作狀態，對準確控制生產、生活用熱和工業鍋爐、用熱系統的節能、減排、降耗、環保，具有重大意義。

常見的燃燒器式工業鍋爐以重油、天然氣、水煤漿等液態燃料作為主要燃料，通過燃燒器噴嘴將燃料與助燃空氣混合后噴進爐膛燃燒，爐膛的助燃空氣由鼓風機提供，引風機產生的爐膛負壓使燃燒產生的煙氣經煙道排出爐膛。燃料燃燒產生的熱能使熱載體加熱，一定溫度的熱載體被輸送到用熱系統以滿足工業生產的需要。

長久以來，工業鍋爐尤其是中小型工業鍋爐，大部分是由經驗豐富的操作人員依靠傳統儀表和操作裝置進行控制。工業鍋爐系統是多變量系統，存在很多控制量和被控制量，擾動因素太多，控制滯后性很強，許多參數之間明顯存在復雜的耦合關系，致使工業鍋爐長期處于高能耗低效率的運行狀態。近十幾年以來，可編程序控制器（PLC）技術發展較快，DCS系統也在流化床式鍋爐的控制上得到了應用，使部分工業鍋爐控制水平有了一定提高，但是，對于工業鍋爐這樣的控制滯后性很強的多變量系統，由于其內部能量轉化機理過于復雜，不在控制策略、控制方法上創新，不全面系統地設計控制方案，很難解決工業鍋爐目前仍然存在的熱載體加熱溫度誤差大、燃料消耗量高、熱效率低、污染物排放量大的問題。同時，由于熱載體在輸送管道的熱量損失、在用熱系統內的熱量消耗，致使熱載體在用熱系統內某溫控點的溫度難以準確控制，從而影響產品質量和生產效率。并且，工業鍋爐不能自動、準確、實時地滿足用熱系統不同時段的用熱溫度要求。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明目的在于提供一種燃燒器式工業鍋爐的自動調溫控制方法及其系統，解決工業鍋爐目前仍然存在的熱載體加熱溫度誤差大、燃料消耗量高、熱效率低、污染物排放量大的問題；解決熱載體在用熱系統內的某溫控點溫度難以準確控制的問題；解決不能自動、準確地滿足不同時段的用熱系統用熱溫度要求的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種燃燒器式工業鍋爐的自動調溫控制系統，該控制系統由運算單元、控制單元和執行單元三部分組成，其特征是：熱載體輸入管線上裝有溫度變送器、壓力變送器、流量變送器分別與運算單元連接；在熱載體輸出管線上溫度變送器、壓力變送器、流量變送器分別與運算單元連接；熱載體液位變送器與運算單元連接；在工業鍋爐上裝有爐膛溫度變送器、爐膛差壓變送器、火焰檢測器分別與運算單元連接；在爐膛出口裝有在線煙氣成分含量分析儀與運算單元連接；燃料輸入管線上裝有的燃料流量變送器、燃料壓力變送器分別與運算單元連接；燃料輸入管線上裝有的燃料調節控制閥、燃料熄火保護電磁閥、?電動執行器分別與執行單元連接；助燃空氣輸入管線上裝有的助燃空氣流量變送器、助燃空氣壓力變送器分別與運算單元連接；助燃空氣輸入管線上裝有的助燃空氣調節控制閥與執行單元連接；用熱系統的某個溫度監控點裝有溫度變送器或壓力變送器與運算單元連接；給風電機、引風電機、熱載體循環泵電機和熱載體補充泵電機分別與執行單元連接。

一種使用前述燃燒器式工業鍋爐的自動調溫控制系統進行自動調溫控制的方法，其特征是：控制系統預先設定工業鍋爐輸出熱載體的目標溫度，當工業鍋爐升溫或降溫使輸出熱載體溫度達到目標溫度時，控制系統自動鎖定該溫度，運算單元根據溫度動態變化趨勢參數，判斷輸出熱載體溫度相對目標溫度的動態變化規律，計算燃料的動態需求量并發出相應控制指令，控制單元根據控制系統運算單元的指令輸出控制信號，執行單元根據控制信號調整燃料調節控制閥的開度，進而實時控制燃料供給量；

運算單元根據在爐膛出口裝有的在線煙氣分析儀檢測的煙氣成分含量動態變化趨勢參數判斷燃料燃燒狀況的動態變化規律，計算助燃空氣的動態需求量并發出相應控制指令，控制單元根據運算單元的指令輸出控制信號，執行單元根據控制信號調整給風電機的轉速，進而實時控制助燃空氣供給量；