锅炉自动控制系统技术方案

本发明专利技术锅炉自控仪由给水调节控制系统和燃烧调节控制系统两部分组成，以水位和蒸汽压力为主信号经传感器转变为电量后输入自控仪，经采用大规模集成电路和晶体管运放电路，通过执行器来操纵和控制风门和阀门的开闭及炉排电机转速，达到锅炉水位及蒸汽压力恒定。还具有水位和汽压的双色显示及蜂鸣器报警，自控仪结构紧凑，操作方便，安全可靠，能节约能源，适于大量推广应用。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃烧的调节或控制，特别是在调节锅炉给水，以及调节送风、引风的同时，调节燃料的供给的一种装置。目前我国燃煤工业锅炉，除锅炉给水采用了一些自控措施外，其余各辅机的控制全为手动或遥控操作，4吨/时及以下的工业锅炉甚至连一些必须的热工检测仪表都没有，全靠司炉工凭感觉进行操作，因此大多数工业锅炉的燃料未能完全燃烧，热效率很低，浪费了大量的能源，且严重污染环境和极易造成各种事故。专利技术人曾在“电子与自动化”杂志一九八二年第一期上发表“4吨/时及以下燃煤锅炉自控系统”一文，公开了我国目前可供工业锅炉配套应用的自动给水系统和燃烧控制系统，阐明了工业锅炉采用自动控制的意义及控制系统的工作原理等。国外一般都是通过各个单独的系统对锅炉的自动给水系统和燃烧系统进行局部的控制，如苏联专利SU840557就公开了一种工业锅炉的水位检测和自动控制系统，SU1206565又公开了一种自动调节的燃料供给系统。这种分散的装置不能成为一台锅炉完整的全自控系统，对维修保养及使用都带来许多不方便，同时造价也比较昂贵。本专利技术的目的是提供一种结构紧凑，操作方便，安全可靠，适用于我国实际情况的综合功能的工业锅炉自动控制仪，可与2-10吨/时的蒸汽锅炉或热水锅炉配套使用。本专利技术是一个完整的工业锅炉自动控制系统，它包括给水自动调节、燃烧自动调节，即自动控制锅炉的送风量、引风量及给煤量，使其自动配比，获得较佳的燃烧工况;同时自动显示水位和汽压，在水位过高、水位过低及蒸汽超压等情况下都能发出声、光报警。给水自动控制是用水位为主信号，通过多点电极棒或浮球电感作一次元件，将水位变化的物理量转变为电信号，并经PI调节电路和放大比较电路，以开关量为输出，推动继电器来控制给水电动调节阀，使锅炉水位能按给定值保持在一定范围内。燃烧自动控制是以蒸汽压力为主信号，控制送风量和给煤量，主信号转变为电信号后，经PI调节电路和放大比较电路来控制鼓风门、引风门的开度及炉排电机的速度，达到所选择最佳的风煤配比和所需的炉膛负压，使锅炉负荷波动在30%范围内时，蒸汽压力仍然稳定在某一给定数值。本专利技术综合归纳了继电器电路及晶体管放大电路的优点，采用先进的大规模集成电路四运放LM324A，三端稳压器7812、7912，时基电路ME556，双色发光二极管等电子元器件，组成一个完整的工业锅炉自动控制闭环的调节系统。本专利技术还对锅炉水位，蒸汽压力等参数通过双色灯光和仪表显示、蜂鸣报警，在危险低水位时，输出继电器触点开关信号，切断鼓风机、炉排、引风机电机的控制电流。附附图说明图1为本专利技术的结构原理框图，附图2为本专利技术锅炉自控仪的操作面板布置图。图中1为稳压电源，2为PI调节电路，3为比较放大电路，4为电压变换电路，5为风门开度指示表(电流表)，6为电压表，7为鼓风门执行器，8为直流电机(或滑差电机、或变频电机)控制器，9为炉排电机，10为引风门执行器，11为给水阀执行器，12为阀位开度指示表(电流表)，13为电子电平转换器，14为振荡器，15为双色显示指示灯，16为蜂鸣报警器，17为继电器开关电路，18为煤质校正电路，19为进水自动、手动选择开关，20为炉排速度控制开关，21为电源开关，22为炉排速度自动、手动选择开关，23为风门自动、手动选择开关，24～29为指示灯。结合附图，对本专利技术作详细说明。整个锅炉自控仪组装在一个小型标准机箱内，为一闭环的调节系统，背面为各路连线的接线柱，正面为操作面板。当锅炉水位变化时，通过电极式(或浮球式)传感器发送出电信号或电感信号，或锅炉蒸汽流量转换的电信号，输入到PI调节电路(比例、积分调节)2，这一电路是以大规模集成电路四运放LM324A作为主要功能器件的，之后，一路进入以晶体管作为主要功能元件的比较放大电路3，把信号放大后推动继电器工作，把开、闭阀门的信号输出给给水阀执行器11，此时，由电流表12作为阀位指示表显示阀位开度;另一路经电子电平转换器13，振荡器14，进入用双色发光二极管制成的双色水位指示灯15和蜂鸣报警器16，以光、声两种信号进行水位的显示和报警，面板上的水位指示灯有超高、高、正常、低、极低五个指示，极低水位以下还有危险水位联锁停炉机构。燃烧控制系统包括鼓风门、引风门开度和炉排速度的控制三个部分，使送风量和给煤量的配比一直处于最佳的风煤配比下进行燃烧。系统以汽包中的蒸汽作为主信号，经压力变送器转换成0-10mA或0-120Ω的电信号，也可以以蒸汽流量为发送信号，经流量计转换成0-10mA的电流信号，进入自控仪的PI调节电路，之后，分三路分别进入比较放大电路3，另一段PI调节电路2和电子电平转换器13，进入比较放大电路3的信号放大后推动继电器工作，操纵鼓风门执行器7工作，此时由一电流表作为鼓风门开度指示表5显示鼓风门的开度，比较放大电路3的输出还进入到继电器开关电路，作为引风门控制的一个输入信号。进入另一级PI调节电路2的信号与烟气含氧量信号和煤质校正电路的给定信号(也转换为0-10mA的电信号)经积分放大后进入电压变换电路4，经变换成电压信号后操纵直流电机控制器8，控制电机9作无级调速，实现炉排速度自动调节而改变供煤量，此时电动机可以是直流电动机，也可以是滑差电动机，也可以是变频电动机，只要选择相应的控制电源，即可实现电机的自动变速，电压信号还通过作为炉排速度指示表6的电压表进行炉排速度显示，进入电子电平转换器13的信号，经振荡器14进入由双色发光二极管组成的双色蒸汽压力指示灯15和蜂鸣报警器16，以光、声两种信号进行蒸汽压力的显示和报警，面板上的汽压指示灯有超压、高压、正常、低压和极低五个指示灯;引风门控制由炉膛负压和控制鼓风门的信号作为输入，经继电器开关电路操纵引风门执行器10来开闭引风门，实现炉膛负压自动调节，由另一电流表作为引风门开度指示表5来指示引风门的开度。整台控制仪由220V交流电作为电源，经开关21，稳压器1后供给各电路。鼓风门开闭，引风门开闭，给水阀开闭及炉排速度除自动控制外，设有手动操纵开关K1，K2，K3，K4(19，22，23)接通手动开关即可进行人工控制。本专利技术锅炉自控仪，可提高锅炉运行的热效率，大大减轻工人的劳动强度，具有很大的经济效益，节约能源，改善环境污染，对发展国民经济，提高锅炉房的科学管理水平，有着很重要的战略意义，同时还可提高锅炉运行的安全性，及延长锅炉的使用寿命，其效果是十分明显的。权利要求1.锅炉自控仪，它由给水调节控制系统和燃烧调节控制系统组成，以水位和蒸汽压力为主信号，经传感器转变为电量后输入自控仪，其特征是电信号经PI调节电路和比较放大电路输出开关量推动继电器来进行控制和操作鼓风门和给水阀执行器的；经PI调节电路和电压变换电路来控制和操作炉排电机的；经继电器开关电路来控制引风门执行器的；电信号还经过电子电平转换器、振荡器来使发光二极管闪光，进行水位和汽压的双色显示和蜂鸣器报警。2.根据权利要求1所说的锅炉自控仪，其特征是自控仪设有烟气含氧量信号、煤质校正电路信号通过自动调节对炉排电机进行控制的电路。3.根据权利要求1和2所说的锅炉自控仪，其特征是引风门控制电路同时接受鼓风门的开度反馈和炉膛负压信号为输入信号的。4.根据权利要求1和2所说的锅炉自控仪，其特征是鼓风门、引本文档来自技高网...

【技术保护点】
锅炉自控仪，它由给水调节控制系统和燃烧调节控制系统组成，以水位和蒸汽压力为主信号，经传感器转变为电量后输入自控仪，其特征是电信号经ＰＩ调节电路和比较放大电路输出开关量推动继电器来进行控制和操作鼓风门和给水阀执行器的；经ＰＩ调节电路和电压变换电路来控制和操作炉排电机的；经继电器开关电路来控制引风门执行器的；电信号还经过电子电平转换器、振荡器来使发光二极管闪光，进行水位和汽压的双色显示和蜂鸣器报警。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程志华，
申请(专利权)人：上海广安工程应用技术研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]