一种强化测试性设计的锅炉点火系统及监控方法技术方案

本发明专利技术的目的在于提供一种强化测试性设计的锅炉点火系统及监控方法，包括锅炉点火控制箱、点火变压器箱、点火电极对、和火焰监测器，实现对锅炉点火控制和锅炉燃烧火焰状态的监测。通过强化相关个体设备和系统的测试性设计，如火焰监测器内置系统状态检测调试功能、每个火焰监测器监测到的火焰状态在控制箱面板上分别指示、对系统控制器的运行状态进行可视化指示、对点火期间的设备点火电流进行直观指示等测试性措施，使得点火系统的故障检测率和故障隔离率得到极大的提高，提高了故障后的维修效率；同时对系统中的强电元件进行集中布置，使得系统使用的安全性也得到提高。使得系统使用的安全性也得到提高。使得系统使用的安全性也得到提高。

【技术实现步骤摘要】
一种强化测试性设计的锅炉点火系统及监控方法


[0001]本专利技术涉及的是一种锅炉及其控制方法，具体地说是锅炉点火系统及控制方法。

技术介绍

[0002]目前，在运行的绝大多数工业锅炉都实现了电点火，由DCS系统实现对锅炉运行全过程的实时监控，其中包括对锅炉炉膛的燃烧状态进行实现监测，一旦发现锅炉熄火，须立即进行熄火停炉保护操作，以免发生运行事故。目前，主流的包括锅炉炉膛火焰监测功能的锅炉点火系统均可完成锅炉炉膛火焰状态监测和电点火功能。但是，这些设备或系统存在测试性维修性表现较差的特点，导致设备或系统自身故障检测率低，故障隔离费时；当点火系统中的火焰监测部分发生第一个故障时，如系统未自动检测到进行提醒，工作人员也未及时注意到，接着第二个故障又发生时，系统往往会误报锅炉炉膛火焰监测状态，进一步使上一级DCS监控系统对锅炉的运行状态做出错误的判断，从而实施错误的操作。
[0003]点火系统为实现对锅炉炉膛火焰状态的可靠监测，往往会配置两个炉膛火焰监测器，分别布置在炉前和炉后的炉墙壁上，共同对炉膛内的火焰状态进行监测。前后两个炉膛火焰监测器分别监测到的火焰继电信号，往往被设计成在传给点火系统控制器之前并接在一起形成一个信号，即形成或的有火逻辑信号后，再接入点火系统控制器的输入口；即对于点火系统控制器判定锅炉是否有火的判定逻辑是这样：“只要有1台火焰监测器监测到锅炉有火，控制器就认为锅炉是有火在燃烧运行，如果2台火焰监测器均未监测到锅炉有火，就判定锅炉处于无火焰的熄火状态”，控制器并将对锅炉的有火或是无火的监测结果传给上位DCS系统。
[0004]这样的设计带来一个问题，即当锅炉运行正常，两台火焰监测器也正常工作时，每台火焰监测器均会监测到锅炉处于有火焰状态，据此点火系统的控制器当然会判定锅炉处于有火状态；如果此时其中的一台火焰监测器出现故障，另一台仍正常工作，出现故障的火焰监测器可能错误地误报成锅炉无火，由于正常工作的火焰监测器仍会报锅炉有火，使得控制器仍然会判定锅炉有火在正常地运行。
[0005]如此时控制器或点火系统不能对系统中的某个火焰监测器可能已出现故障或表现异常事件进行提醒，工作人员也未及时发现，那么当先前工作正常的火焰监测器也发生故障时，即两台火焰监测器先后均发生故障，均不能正确地反映锅炉是否有火的状态，导致点火系统控制器不能正确地判定锅炉是否有火的状态，在锅炉还在正常运行有火焰时，错误地将锅炉有火焰状态判定为无火焰状态，误判断成锅炉已熄火，错判的熄火状态上传上位DCS系统后，就会被错误的执行熄火停炉保护操作。可见虽然为了提高火焰状态监测的可靠性，采用了2台火焰监测器的设计，但是如是按照上述的火焰状态继电信号传送方式进行设计，监测设备出故障时不能及时发现，即系统或设备的测试性设计不合理，可靠性设计并不符合预期。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供不仅能完成锅炉点火和锅炉炉膛火焰状态监测功能，同时通过内嵌故障诊断功能和设备自身状态检测及系统调试功能提高整个系统测试性维修性能力的一种强化测试性设计的锅炉点火系统及监控方法。
[0007]本专利技术的目的是这样实现的：
[0008]本专利技术一种强化测试性设计的锅炉点火系统及监控方法，其特征是：包括锅炉点火控制箱、点火变压器箱、点火电极对、点火按钮盒和锅炉火焰监测器构成，锅炉炉前和炉后或是炉膛外壁上的两个不同的火焰监测点位分别布置一台锅炉火焰监测器，锅炉火焰监测器均由锅炉点火控制箱提供不超过24V的直流电源工作，火焰监测器监测锅炉炉膛内的燃烧火焰状态，即是否有火焰还是无火焰状态，并以继电器的通断状态进行表示，同时以4mA～20mA信号表示燃烧火焰的强弱，火焰监测器将表示锅炉是否有火的继电器开关量信号和代表锅炉火焰强度的电流信号均送往锅炉点火控制箱中的控制器；
[0009]所述锅炉点火控制箱内置用于逻辑判断、控制和系统设置的控制器，控制器配置2个485总线通讯接口，其中一个用于与火焰监测器进行通讯，另一个与上微机进行通讯；锅炉点火控制箱中的控制器经I/O输入口分别接收来自两台锅炉火焰监测器的表示锅炉有火或无火状态的继电器信号和表示锅炉燃烧火焰强度的电流信号，控制器对应地根据两个锅炉有火或无火状态的继电器信号，经控制器的I/O输出口将锅炉点火控制箱面板上的第一火焰指示灯和第二火焰指示灯分别进行点亮或熄灭；
[0010]所述点火按钮盒布置于锅炉的炉前，其盒上布置按钮，用信号线连接锅炉点火控制箱中的控制器的I/O输入口，当按下该按钮时，即表示向控制器发出执行锅炉点火指令；
[0011]所述点火变压器箱，内置点火变压器、点火用继电器、交流电流传感变送器，点火变压器次级绕组的输出经两根高压电缆连接到可进入炉膛内壁的点火电极对上点火变压器箱的面板上布置电流计或安培表、表示点火变压器初级绕组已接电的指示灯和带指示灯的自锁按钮；
[0012]进入点火变压器箱的交流点火电源的两根线，首先连接到布置在点火变压器箱面板上的带指示灯的自锁按钮输入端子上，从该按钮输出端的一个端子出线，连接到面板上的电流计或安培表的一个端子上，再从电流计或安培表另一个端子出线，连接到点火变压器箱内点火继电器输入端的一个端子上；从按钮输出端的另一个端子出线，直接连接到点火变压器箱内点火继电器输入端的另一个端子上；从点火继电器输出端的一个端子出线，穿过点火变压器箱内交流电流传感变送器的一次线圈环后，连接到点火变压器初级绕组的一个端子上，从点火继电器输出端的另一个端子出线，直接连接到点火变压器初级绕组的另一个端子上。
[0013]本专利技术一种强化测试性设计的锅炉点火系统及监控方法还可以包括：
[0014]1、通过一根多芯信号电缆连接锅炉点火控制箱和点火变压器箱，其中的两芯将点火变压器箱中点火继电器的控制线圈连接到锅炉点火控制箱中控制器的I/O输出口上，使得点火继电器的动作或是通断受控于锅炉点火控制箱中的控制器；如果点火变压器箱内交流电流传感变送器是采用两线制电流信号传输方式，用电缆中的两芯将交流电流传感变送器的信号连接到锅炉点火控制箱中控制器的模拟量I/O输入口上；交流电流传感变送器如采用四线制电流信号传输方式，除用电缆中的两芯将交流电流传感变送器的信号连接到锅
炉点火控制箱中控制器的模拟量I/O输入口上外，还用电缆中的另外两芯进行连接，将锅炉点火控制箱中的直流电源接到点火变压器箱内交流电流传感变送器的工作电源输入端子上。
[0015]2、锅炉点火控制箱的面板上配置1只用于给锅炉点火控制箱上电控制并用指示灯指示是否上电带指示灯的自锁按钮，同时配置1只用于向控制器发出点火请求指令的非自锁按钮；面板上配置分别为运行、开路、正常、短路的指示灯；在控制面板上配置声光报警器，对应地在面板上配置用于消除报警状态的非自锁按钮。
[0016]3、火焰监测器配置能同时显示监测到的火焰强度值和设定的火焰门槛阈值的显示组件，其中有火焰阈值和无火焰阈值交替显示；并配置一组不少于3只的按钮，以能在现场完成火焰监测功能参数的设置，在无火焰的状态下，强制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强化测试性设计的锅炉点火系统及监控方法，其特征是：包括锅炉点火控制箱、点火变压器箱、点火电极对、点火按钮盒和锅炉火焰监测器构成，锅炉炉前和炉后或是炉膛外壁上的两个不同的火焰监测点位分别布置一台锅炉火焰监测器，锅炉火焰监测器均由锅炉点火控制箱提供不超过24V的直流电源工作，火焰监测器监测锅炉炉膛内的燃烧火焰状态，即是否有火焰还是无火焰状态，并以继电器的通断状态进行表示，同时以4mA～20mA信号表示燃烧火焰的强弱，火焰监测器将表示锅炉是否有火的继电器开关量信号和代表锅炉火焰强度的电流信号均送往锅炉点火控制箱中的控制器；所述锅炉点火控制箱内置用于逻辑判断、控制和系统设置的控制器，控制器配置2个485总线通讯接口，其中一个用于与火焰监测器进行通讯，另一个与上微机进行通讯；锅炉点火控制箱中的控制器经I/O输入口分别接收来自两台锅炉火焰监测器的表示锅炉有火或无火状态的继电器信号和表示锅炉燃烧火焰强度的电流信号，控制器对应地根据两个锅炉有火或无火状态的继电器信号，经控制器的I/O输出口将锅炉点火控制箱面板上的第一火焰指示灯和第二火焰指示灯分别进行点亮或熄灭；所述点火按钮盒布置于锅炉的炉前，其盒上布置按钮，用信号线连接锅炉点火控制箱中的控制器的I/O输入口，当按下该按钮时，即表示向控制器发出执行锅炉点火指令；所述点火变压器箱，内置点火变压器、点火用继电器、交流电流传感变送器，点火变压器次级绕组的输出经两根高压电缆连接到可进入炉膛内壁的点火电极对上点火变压器箱的面板上布置电流计或安培表、表示点火变压器初级绕组已接电的指示灯和带指示灯的自锁按钮；进入点火变压器箱的交流点火电源的两根线，首先连接到布置在点火变压器箱面板上的带指示灯的自锁按钮输入端子上，从该按钮输出端的一个端子出线，连接到面板上的电流计或安培表的一个端子上，再从电流计或安培表另一个端子出线，连接到点火变压器箱内点火继电器输入端的一个端子上；从按钮输出端的另一个端子出线，直接连接到点火变压器箱内点火继电器输入端的另一个端子上；从点火继电器输出端的一个端子出线，穿过点火变压器箱内交流电流传感变送器的一次线圈环后，连接到点火变压器初级绕组的一个端子上，从点火继电器输出端的另一个端子出线，直接连接到点火变压器初级绕组的另一个端子上。2.根据权利要求1所述的一种强化测试性设计的锅炉点火系统及监控方法，其特征是：通过一根多芯信号电缆连接锅炉点火控制箱和点火变压器箱，其中的两芯将点火变压器箱中点火继电器的控制线圈连接到锅炉点火控制箱中控制器的I/O输出口上，使得点火继电器的动作或是通断受控于锅炉点火控制箱中的控制器；如果点火变压器箱内交流电流传感变送器是采用两线制电流信号传输方式，用电缆中的两芯将交流电流传感变送器的信号连接到锅炉点火控制箱中控制器的模拟量I/O输入口上；交流电流传感变送器如采用四线制电流信号传输方式，除用电缆中的两芯将交流电流传感变送器的信号连接到锅炉点火控制箱中控制器的模拟量I/O输入口上外，还用电缆中的另外两芯进行连接，将锅炉点火控制箱中的直流电源接到点火变压器箱内交流电流传感变送器的工作电源输入端子上。3.根据权利要求1所述的一种强化测试性设计的锅炉点火系统及监控方法，其特征是：锅炉点火控制箱的面板上配置1只用于给锅炉点火控制箱上电控制并用指示灯指示是否上电带指示灯的自锁按钮，同时配置1只用于向控制器发出点火请求指令的非自锁按钮；面板
上配置分别为运行、开路、正常、短路的指示灯；在控制面板上配置声光报警器，对应地在面板上配置用于消除报警状态的非自锁按钮。4.根据权利要求1所述的一种强化测试性设计的锅炉点火系统及监控方法，其特征是：火焰监测器配置能同时显示监测到的火焰强度值和设定的火焰门槛阈值的显示组件，其中有火焰阈值和无火焰阈值交替显示；并配置一组不少于3只的按钮，以能在现场完成火焰监测功能参数的设置，在无火焰的状态下，强制置火焰状态继电器接通输出有火焰状态和输出大小可控的火焰强度电流信号；火焰监测器配置用于与点火控制箱的控制器交换锅炉火焰状态或监测参数设置数据的485总线通讯接口。5.根据权利要求1所述的一种强化测试性设计的锅炉点火系统及监控方法，其特征是：每台火焰监测器配置1个航空插座硬件接口，通过1根多芯电缆将电源、信号和通讯线集中连接到锅炉点火控制箱上，其中的两芯用于从控制箱中取得工作电源，另外的两芯将有火或无火继电器信号连接到锅炉点火控制箱中的控制器的I/O输入口上，再用未使用的两芯将火焰强度信号连接到锅炉点火控制箱中的控制器的模拟量I/O输入口上，用仍未使用的两芯将485总线数字通讯信号连接到锅炉点火控制箱中的控制器的1个485总线接口上,两台火焰监测器连接控制器上的同一个485总线接口，即采用并联方式。6.一种强化测试性设计的锅炉点火监控方法，其特征是：当对锅炉进行点火时，在锅炉点火控制箱面板上按下点火请求按钮，向控制器发出点火请求指令，控制器收到该命令后，延时规定的时...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵文斌，韩一民，白钰，马宇婷，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零三研究所，
类型：发明
国别省市：