專利名稱:一種水煤漿燃燒器控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及水煤漿鍋爐技術(shù),尤其涉及一種水煤漿燃燒器控制裝置。
背景技術(shù):
現(xiàn)有很多水煤漿鍋爐產(chǎn)品存在著很大的不足首先,不能滿足負(fù)荷變化很大的生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)需要;其次,手工的效率及速度差與全自動(dòng)的不可靠和檢修復(fù)雜;最后,水煤漿沉淀分層的同時(shí)產(chǎn)生較多的雜質(zhì),影響了鍋爐的連續(xù)運(yùn)行;此外,部分行業(yè)用戶需要燃水煤漿鍋爐的介質(zhì)溫度波動(dòng)較大。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上缺陷,本發(fā)明提供一種有利于滿足不同負(fù)荷需求、操作簡(jiǎn)單,檢修方便、 可確保鍋爐連續(xù)運(yùn)行的水煤漿燃燒器控制裝置,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)參數(shù)變化幅度大的聚酯、切片等行業(yè)的水煤漿鍋爐應(yīng)用需求。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種水煤漿燃燒器控制裝置,包括輸漿泵轉(zhuǎn)速控制模塊、送風(fēng)量擋板控制模塊及引風(fēng)量擋板開(kāi)度控制模塊,所述輸漿泵轉(zhuǎn)速控制模塊外部分別接有熱媒溫度傳感器、漿量傳感器及氧量采集器一,其中與熱媒溫度傳感器連接的線路上依次設(shè)置小選模塊與偏差模塊一,所述送風(fēng)量擋板控制模塊外部分別接有偏差模塊二、氧量采集器二及偏差模塊三,所述送風(fēng)量擋板控制模塊另外通過(guò)比較器連接送風(fēng)量傳感器與含氧量傳感器;所述引風(fēng)量擋板開(kāi)度控制模塊外部分別接有偏差模塊四、差分器及氧量采集器三。所述漿量傳感器外側(cè)連接下限保護(hù)器并與大選模塊連接,所述小選模塊與比較器之間設(shè)置上限保護(hù)器。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明所述的水煤漿燃燒器控制裝置的有益效果為
(1)有利于加大鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍,滿足不同的負(fù)荷需求,有利于實(shí)現(xiàn)燃料量、送風(fēng)量、引風(fēng)量的控制優(yōu)化達(dá)到水煤漿鍋爐燃燒DCS控制方法;
(2)有利于一體化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),使鍋爐操作簡(jiǎn)單、檢修方便、運(yùn)行安全可靠、適應(yīng)于實(shí)際用戶需求,從而彌補(bǔ)了手工效率與速度差和全自動(dòng)的不可靠和檢修復(fù)雜的缺點(diǎn);
(3)采用水煤漿一體化攪拌過(guò)濾器,能夠有效防止水煤漿的沉淀分層,同時(shí)過(guò)濾其中的雜質(zhì),保證鍋爐的連續(xù)運(yùn)行;
(4 )采用溫度補(bǔ)償技術(shù),大大減小了燃水煤漿鍋爐的介質(zhì)溫度波動(dòng),使水煤漿鍋爐可應(yīng)用于溫度穩(wěn)定度要求很高的聚酯、切片等行業(yè)。
下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明實(shí)施例所述水煤漿燃燒器控制裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖。圖中1、熱媒溫度傳感器;2、漿量傳感器;3、送風(fēng)量傳感器;4、含氧量傳感器;5、小選模塊; 6、偏差模塊一 ;7、氧量采集器一 ;8、下限保護(hù)器;9、大選模塊;10、輸漿泵轉(zhuǎn)速控制模塊; 11、偏差模塊二 ;12、氧量采集器二 ;13、送風(fēng)量擋板控制模塊;14、比較器;15、上限保護(hù)器; 16、偏差模塊三;17、偏差模塊四;18、差分器;19、引風(fēng)量擋板開(kāi)度控制模塊;20、氧量采集器三。
具體實(shí)施例方式如圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例所述的水煤漿燃燒器控制裝置,包括輸漿泵轉(zhuǎn)速控制模塊10、送風(fēng)量擋板控制模塊13及引風(fēng)量擋板開(kāi)度控制模塊19,所述輸漿泵轉(zhuǎn)速控制模塊 10外部分別接有熱媒溫度傳感器1、漿量傳感器2及氧量采集器一 7,其中與熱媒溫度傳感器1連接的線路上依次設(shè)置小選模塊5與偏差模塊一 6,所述送風(fēng)量擋板控制模塊13外部分別接有偏差模塊二 11、氧量采集器二 12及偏差模塊三16,所述送風(fēng)量擋板控制模塊13 另外通過(guò)比較器14連接送風(fēng)量傳感器3與含氧量傳感器4 ;以上所述結(jié)構(gòu)中,所述漿量傳感器2外側(cè)連接下限保護(hù)器8并與大選模塊9連接,所述小選模塊5與比較器14之間設(shè)置上限保護(hù)器15 ;所述引風(fēng)量擋板開(kāi)度控制模塊19外部分別接有偏差模塊四17、差分器18 及氧量采集器三20。以上本發(fā)明實(shí)施例所述的水煤漿燃燒器控制裝置,由輸漿泵轉(zhuǎn)速控制模塊10、送風(fēng)量擋板控制模塊13及引風(fēng)量擋板開(kāi)度控制模塊19可配合相應(yīng)部件所分別組成燃料量控制子系統(tǒng)、送風(fēng)量控制子系統(tǒng)與引風(fēng)量控制(爐膛負(fù)壓控制)子系統(tǒng),具體表現(xiàn)為
(1)燃料量控制子系統(tǒng)通過(guò)2-4只噴嘴輸漿泵轉(zhuǎn)速由加法模塊求“和”,用作總?cè)剂狭糠答佇盘?hào),在偏差模塊中與由機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)送出的燃燒率指令BO相比較,得到燃料量偏差信號(hào),系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí),兩者相平衡;產(chǎn)生偏差時(shí),PI調(diào)節(jié)器根據(jù)偏差大小進(jìn)行燃料量控制,系統(tǒng)中的小選模塊起燃料量、送風(fēng)量交叉限制作用;漿種校正信號(hào)用來(lái)消除漿種改變對(duì)燃料量反饋信號(hào)的影響,引入汽包壓力微分信號(hào)的目的在于及時(shí)消除噴嘴輸漿泵發(fā)生水煤漿自流時(shí)產(chǎn)生的燃料側(cè)內(nèi)部擾動(dòng)。燃料量控制系統(tǒng)采用一臺(tái)PI調(diào)節(jié)器控制多只(一至四只)噴嘴輸漿泵的轉(zhuǎn)速,當(dāng)投入的只數(shù)不同時(shí),對(duì)噴嘴輸漿泵轉(zhuǎn)速的要求也不同,為此設(shè)計(jì)了增益校正回路;根據(jù)給噴嘴輸漿泵投入只數(shù)自動(dòng)調(diào)整回路增益,PI調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)同時(shí)送到四個(gè)噴嘴輸漿泵控制回路,由控制回路去平行地控制一至四只噴嘴輸漿泵的轉(zhuǎn)速, 均勻地控制燃料量。(2)送風(fēng)量控制子系統(tǒng)送風(fēng)量控制采用氧量校正送風(fēng)量反饋信號(hào)的策略,送風(fēng)量定值回路中的大選模塊起燃料量、送風(fēng)量交叉限制作用;燃燒率指令由機(jī)組負(fù)荷控制系統(tǒng)送來(lái),經(jīng)F(X)轉(zhuǎn)換為與負(fù)荷相適應(yīng)的送風(fēng)量定值信號(hào),穩(wěn)態(tài)時(shí),送風(fēng)量與送風(fēng)定值相平衡, 甲乙兩側(cè)送風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度不變,煙氣含氧量為最佳值。變負(fù)荷時(shí),送風(fēng)量調(diào)節(jié)器根據(jù)送風(fēng)量定值與送風(fēng)量反饋信號(hào)的偏差進(jìn)行PI控制,通過(guò)控制擋板開(kāi)度來(lái)改變送風(fēng)量的大?。挥捎谧冐?fù)荷過(guò)程中,燃料量與送風(fēng)量均發(fā)生變化,因此煙氣中的含氧量一定會(huì)變化,當(dāng)含氧量偏離最佳氧量值時(shí),氧量校正回路發(fā)生控制作用,用其輸出值去校正送風(fēng)量反饋信號(hào),再經(jīng)送風(fēng)量調(diào)節(jié)器微調(diào)送風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度,進(jìn)行送風(fēng)量校正,最終使過(guò)??諝饬繛樽罴阎?,保證鍋爐經(jīng)濟(jì)燃燒。(3)引風(fēng)量控制(爐膛負(fù)壓控制)子系統(tǒng)引風(fēng)量控制應(yīng)使引風(fēng)量與送風(fēng)量相適應(yīng),并保持爐膛壓力在要求的范圍內(nèi),因?yàn)闋t膛壓力反映送風(fēng)量與引風(fēng)量的相適應(yīng)程度,在送風(fēng)量一定時(shí),爐膛壓力高(爐膛負(fù)壓低)說(shuō)明引風(fēng)不足,爐膛壓力低(爐膛負(fù)壓高)說(shuō)明引風(fēng)量過(guò)大;爐膛壓力的高低關(guān)系著鍋爐運(yùn)行的安全,爐膛壓力低,即爐膛負(fù)壓高,使大量冷風(fēng)漏入爐膛而降低爐膛溫度,并且會(huì)使引風(fēng)機(jī)耗電加大和排煙熱損失加大;反之,爐膛壓力高,即爐膛負(fù)壓低,當(dāng)出現(xiàn)爐膛壓力高于大氣壓力時(shí),會(huì)使?fàn)t煙冒出,影響環(huán)境,甚至危及設(shè)備和人身的安全??偟膩?lái)說(shuō),燃燒過(guò)程要保持合理的風(fēng)漿配合,合理的一、二次風(fēng)配合和合理送、弓丨風(fēng)配合,還要求保持合適的爐膛溫度。合理的風(fēng)漿配合就是要保持最佳的過(guò)??諝庀禂?shù);合理的一、二次風(fēng)配合就是保證著火迅速、穩(wěn)定和充分燃燒;合理的送、引風(fēng)配合就是要保持適當(dāng)?shù)臓t膛負(fù)壓。當(dāng)運(yùn)行工況改變時(shí),這些配合控制得當(dāng),就可以減少燃燒損失,提高鍋爐效率。燃燒工況是否正常,還應(yīng)對(duì)火焰進(jìn)行觀察判斷。正常穩(wěn)定燃燒時(shí),爐內(nèi)具有光亮的金黃色火焰、火色穩(wěn)定、火焰均勻且充滿燃燒室,但不觸及四周的水冷壁,火焰中心在燃燒室中部,火焰下部不低于冷灰斗的一半深度;著火點(diǎn)應(yīng)在距燃燒器不遠(yuǎn)的地方;火焰中不應(yīng)有水煤漿離析,也不應(yīng)有明顯的星點(diǎn)(有星點(diǎn)表示爐溫過(guò)低或漿粒太粗)。如燃燒過(guò)程不穩(wěn)將引起蒸汽參數(shù)的波動(dòng);甚至造成爐膛滅火事故;爐膛溫度過(guò)高或火焰中心偏斜將引起水冷壁及爐膛出口受熱面結(jié)渣,并可能會(huì)加大過(guò)熱器的熱偏差,局部管壁超溫,甚至爆管,所以燃燒控制是否成功關(guān)系燃燒工況是否穩(wěn)定,是單元機(jī)組安全可靠運(yùn)行的重要條件。設(shè)計(jì)燃燒過(guò)程控制系統(tǒng)來(lái)完成上述任務(wù)時(shí),通常選燃料量、送風(fēng)量和引風(fēng)量作為控制量,選鍋爐負(fù)荷或汽壓、煙氣含氧量或過(guò)??諝庀禂?shù)、爐膛負(fù)壓作為被控量。以上本發(fā)明實(shí)施例所述的水煤漿燃燒器控制裝置,其使用方法與工作原理為
1、燃料量控制系統(tǒng)DCS優(yōu)化
(a)該控制系統(tǒng)是一個(gè)串級(jí)系統(tǒng),主回路控制主汽壓力,引入汽包壓力作為前饋信號(hào), 副回路引入每臺(tái)噴嘴輸漿泵輸漿量的平均值作為反饋信號(hào),同時(shí)副回路調(diào)節(jié)器輸出加入了氧量校正信號(hào);
(b)主回路的差值報(bào)警是主汽壓力與調(diào)速級(jí)壓力的差值,正常運(yùn)行時(shí)兩壓力之差在一定范圍內(nèi),若差值過(guò)大說(shuō)明運(yùn)行不正常,所以要將這兩個(gè)量的差值作為一個(gè)報(bào)警信號(hào);
(c)主回路前饋量的計(jì)算是這樣的,首先是調(diào)速級(jí)壓力pi除以主汽壓力ρτ再乘以主回路的給定值p0,壓力比pl/ ρτ代表了汽機(jī)的有效閥位,pl/ Pt · PO代表汽機(jī)的能量輸入即汽機(jī)對(duì)鍋爐的能量需求,由Pl/ Pt ·Ρ0得到的值經(jīng)兩個(gè)函數(shù)發(fā)生器f(x)和f(t),再與汽包壓力經(jīng)f(x)函數(shù)發(fā)生器的輸出相加作為前饋信號(hào);
(d)副回路的反饋量是燃料量信號(hào),它是多只噴嘴輸漿泵轉(zhuǎn)速的平均值,也是主回路外跟蹤點(diǎn),這個(gè)平均值就是圖中的“A” ;
(e)副回路輸出到積分器的中間有一個(gè)切換器,這個(gè)切換器在機(jī)爐協(xié)調(diào)中所起的作用是這樣的,當(dāng)開(kāi)關(guān)量8為“ 1”時(shí),為爐跟機(jī)方式,這樣積分器的輸入選圖中的信號(hào)“a”,輸漿量維持主汽壓,即鍋爐燃燒率的改變來(lái)維持主汽壓。當(dāng)開(kāi)關(guān)量8為“0”時(shí),為機(jī)跟爐方式, 此時(shí)積分器的輸入選信號(hào)“b”。用上述切換方法實(shí)現(xiàn)不同協(xié)調(diào)控制方式下的輸漿量控制。 當(dāng)開(kāi)關(guān)量8為“0”時(shí),本控制系統(tǒng)通過(guò)改變輸漿量來(lái)滿足負(fù)荷指令NO的要求;
(f)副調(diào)節(jié)器PID和積分器的外跟蹤點(diǎn)是多只噴嘴輸漿泵轉(zhuǎn)速反饋量比如六個(gè)轉(zhuǎn)速之和除以6 ;(g)主副調(diào)節(jié)器、積分器和負(fù)荷調(diào)節(jié)器PID的外跟蹤開(kāi)關(guān)都與機(jī)爐協(xié)調(diào)中的開(kāi)關(guān)信號(hào)有關(guān);
(h)主調(diào)的給定 值pO隨機(jī)組運(yùn)行方式不同有不同的設(shè)置,滑壓方式時(shí)pO隨機(jī)組的負(fù)荷而變,是負(fù)荷的折線函數(shù)輸出。定壓方式時(shí)是一個(gè)固定值。運(yùn)行方式通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)選定。2、送風(fēng)量控制系統(tǒng)DCS優(yōu)化
(a)送風(fēng)控制系統(tǒng)是一個(gè)串級(jí)系統(tǒng),主回路為氧量控制,副回路為總風(fēng)壓控制,副回路的輸出進(jìn)入一積分器,這里積分器起到一個(gè)輸出分配平衡放大的作用,因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是兩套,由一個(gè)算法輸出,這就需要用一積分器將一個(gè)總開(kāi)度的輸出分配給兩臺(tái)執(zhí)行機(jī)構(gòu),進(jìn)行增益補(bǔ)償,積分器在正常工作時(shí)其輸出基本等于輸入值;
(b)積分器輸出分兩個(gè)部分,分別與信號(hào)A相加減,然后送往兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)。這里信號(hào)A 的作用是為了平衡兩個(gè)輸出,使總的輸出量保持在一恒定值,而兩臺(tái)送風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度可能有所區(qū)別,但其總效果與一臺(tái)執(zhí)行器開(kāi)到總輸出量的開(kāi)度時(shí)效果是一樣的,這是針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)雙執(zhí)行機(jī)構(gòu)而設(shè)計(jì)的;
(c)風(fēng)壓調(diào)節(jié)器(副調(diào)節(jié)器)處有一切換器,它的選擇開(kāi)關(guān)便是送風(fēng)機(jī)高低負(fù)荷轉(zhuǎn)速開(kāi)關(guān),這個(gè)開(kāi)關(guān)量對(duì)DCS系統(tǒng)而言是一開(kāi)入量,它為“ 1 ”時(shí)表明送風(fēng)機(jī)運(yùn)行在高負(fù)荷狀態(tài),則切換器輸出選擇高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的比例帶pl,若該開(kāi)入量為“ O ”,則送風(fēng)機(jī)運(yùn)行在低負(fù)荷狀態(tài),切換器輸出選擇低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的比例帶P2,這樣實(shí)現(xiàn)了高、低負(fù)荷比例帶的自動(dòng)切換;
(d)由于總風(fēng)壓信號(hào)波動(dòng)較大,所以該信號(hào)在進(jìn)入PID算法前加了一階慣性環(huán)節(jié)以減小信號(hào)波動(dòng)給輸出帶來(lái)的影響;
(e)總輸漿量采用比例微分的形式與副調(diào)節(jié)器輸出相加,對(duì)送風(fēng)量控制起前饋校正作用。3、爐膛壓力控制系統(tǒng)(引風(fēng)量控制系統(tǒng))DCS優(yōu)化
(a)爐膛壓力信號(hào)作為被控量,正常時(shí)取兩側(cè)爐膛壓力測(cè)量值的平均值,異常時(shí)兩側(cè)爐膛壓力偏差超過(guò)允許范圍,取兩測(cè)量中的較大值。這里先將兩測(cè)量值作減法,差值報(bào)警是高、低限差值報(bào)警,即兩者差值大于某一給定的值時(shí)為高報(bào)警,報(bào)警信號(hào)為“ 1”,兩者差值小于某一給定的值時(shí)為低報(bào)警,輸出報(bào)警信號(hào)為“2”。切換器的開(kāi)關(guān)信號(hào)“3”是信號(hào)“1”和 “2”或以后的值,只要兩測(cè)量值差大于某一設(shè)定值或小于某一設(shè)定值,“ 1”或“2”必有一狀態(tài)為1,則“3”的狀態(tài)為1,這時(shí)切換器輸出為大選運(yùn)算的輸出。若沒(méi)有差值報(bào)警,“3”的狀態(tài)值為0,切換器輸出為兩測(cè)量值的平均值,也就是說(shuō)被控量可能是兩測(cè)量值的平均值,也可能是兩測(cè)量值中的大值。這里測(cè)量值指經(jīng)過(guò)一階慣性環(huán)節(jié)處理后的信號(hào);
(b)爐膛壓力控制為單回路控制系統(tǒng),輸漿量采用比例微分的形式作為前饋信號(hào)加到調(diào)節(jié)器PI算法的輸出上對(duì)引風(fēng)量進(jìn)行校正;
(c)測(cè)量值經(jīng)過(guò)一階慣性環(huán)節(jié)處理的目的是為了減少信號(hào)波動(dòng)的影響,使得執(zhí)行機(jī)構(gòu)減少波動(dòng),執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作相對(duì)平穩(wěn)對(duì)控制設(shè)備安全有利;
(d)在這個(gè)系統(tǒng)中,高低負(fù)荷時(shí)控制的變化是調(diào)節(jié)器中自動(dòng)改變比例帶來(lái)實(shí)現(xiàn)的,爐膛壓力調(diào)節(jié)器處有一切換器,它的選擇開(kāi)關(guān)便是引風(fēng)機(jī)高低負(fù)荷轉(zhuǎn)速開(kāi)關(guān),這個(gè)開(kāi)關(guān)量對(duì)DCS 系統(tǒng)而言是一個(gè)開(kāi)入量,它為“ 1”時(shí)表明引風(fēng)機(jī)運(yùn)行在高負(fù)荷狀態(tài),則切換器輸出選擇高負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的比例帶kl。若該開(kāi)入量為“0”。則引風(fēng)機(jī)運(yùn)行在低負(fù)荷狀態(tài),切換器輸出選擇低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的比例帶k2,這樣就實(shí)現(xiàn)了高、低負(fù)荷時(shí)比例帶的自動(dòng)切換。
權(quán)利要求
1. 一種水煤漿燃燒器控制裝置,包括輸漿泵轉(zhuǎn)速控制模塊(10)、送風(fēng)量擋板控制模塊 (13)及引風(fēng)量擋板開(kāi)度控制模塊(19),其特征在于所述輸漿泵轉(zhuǎn)速控制模塊(10)外部分別接有熱媒溫度傳感器(1)、漿量傳感器(2)及氧量采集器一(7),其中與熱媒溫度傳感器 (1)連接的線路上依次設(shè)置小選模塊(5)與偏差模塊一(6),所述送風(fēng)量擋板控制模塊(13) 外部分別接有偏差模塊二(11 )、氧量采集器二( 12)及偏差模塊三(16),所述送風(fēng)量擋板控制模塊(13)另外通過(guò)比較器(14)連接送風(fēng)量傳感器(3)與含氧量傳感器(4);所述引風(fēng)量擋板開(kāi)度控制模塊(19)外部分別接有偏差模塊四(17)、差分器(18)及氧量采集器三(20); 所述漿量傳感器(2 )外側(cè)連接下限保護(hù)器(8 )并與大選模塊(9 )連接,小選模塊(5 )與比較器(14)之間設(shè)置上限保護(hù)器(15)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水煤漿燃燒器控制裝置,包括輸漿泵轉(zhuǎn)速控制模塊、送風(fēng)量擋板控制模塊及引風(fēng)量擋板開(kāi)度控制模塊,所述輸漿泵轉(zhuǎn)速控制模塊外部分別接有熱媒溫度傳感器、漿量傳感器及氧量采集器一,所述送風(fēng)量擋板控制模塊外部分別接有偏差模塊二、氧量采集器二及偏差模塊三,所述引風(fēng)量擋板開(kāi)度控制模塊外部分別接有偏差模塊四、差分器及氧量采集器三。本發(fā)明有益效果為有利于加大鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍,滿足不同的負(fù)荷需求;有利于一體化控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),使鍋爐操作簡(jiǎn)單、檢修方便、運(yùn)行安全可靠、適應(yīng)于實(shí)際用戶需求,彌補(bǔ)了手工效率與速度差與全自動(dòng)不可靠及檢修復(fù)雜的缺點(diǎn),保證鍋爐的連續(xù)運(yùn)行;大大減小了燃水煤漿鍋爐的介質(zhì)溫度波動(dòng)。
文檔編號(hào)F23D11/36GK102155736SQ20111008388
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月5日
發(fā)明者楊文學(xué) 申請(qǐng)人:上海夏能新能源科技有限責(zé)任公司