循环流化床锅炉料层控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种循环流化床锅炉料层控制系统及控制方法，属于锅炉及自动控制技术领域。控制系统包括炉膛压力表、风室压力表、料层温度表、冷渣机排渣温度表、冷渣机出水温度表、冷渣机进水温度表，冷渣机驱动电机；还包括PLC控制系统；炉膛压力表、风室压力表与料层差压变送器联接，差压变送器向PLC控制系统发送电信号；冷渣机排渣温度表、冷渣机出水温度表、冷渣机进水温度表向PLC控制系统发送电信号；PLC控制系统向输渣装置、冷渣机驱动电机发送电信号。本发明专利技术安全可靠、操作方便，提高锅炉炉渣余热利用效率和生产效率。实现锅炉排渣的自动控制和锅炉料层的实时监控，降低了生产成本；减轻了操作人员劳动强度；便于操作冷渣机实现锅炉高温热渣余热的回收利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锅炉自动控制系统，尤其是循环流化床锅炉的控制，属于锅炉及自动控制

技术介绍
在循环流化床锅炉中，床层厚度对炉内流化状态、床温和传热效率有直接影响，锅炉一定的负荷对应一个适当的床层厚度。床层厚度基本同料层差压成正比，通过调节排渣量维持床料厚度在适当值。料层差压对流化床锅炉的稳定运行有很大影响，料层过薄，料层容易吹穿而产生沟流，流化不均而引起局部结渣，难以形成稳定的密相区，同时还会造成放渣含碳量高，燃烧不完全，增加了灰渣热损失。料层过厚会增加风机压头，气泡增大，扬析夹带量增大，流化质量下降，底部大颗粒物料沉积，危及安全运行，风机电耗增加，锅炉效率下降。因此，料层厚度应维持在适当的范围，一般认为500_左右。目前，公知的循环流化床·锅炉料层控制是操作人员根据料层差压人工完成。锅炉排渣采用通过人工手动完成或通过冷渣机人工调节料层，以致料层不稳定、炉膛热负荷变化大以及燃烧不稳定等不足，同时难以实现锅炉高温炉渣余热连续、稳定回收利用。PLC可编程控制器是一种取代传统继电器控制装置的电子装置，具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位在可预见的将来是无法取代的。然而，在检索有关循环流化床锅炉料层控制的方法中，还未见应用PLC实施循环流化床锅炉料层实现锅炉高温热渣余热回收利用的报道。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种应用PLC控制系统对循环流化床锅炉料层的控制系统及方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是循环流化床锅炉料层控制系统，包括炉膛压力表、风室压力表、料层温度表、冷渣机排渣温度表、冷渣机出水温度表、冷渣机进水温度表，冷渣机驱动电机；还包括PLC控制系统；炉膛压力表、风室压力表与料层差压变送器联接，差压变送器向PLC控制系统发送电信号；冷渣机排渣温度表、冷渣机出水温度表、冷渣机进水温度表向PLC控制系统发送电信号；PLC控制系统向输洛装置、冷洛机驱动电机发送电信号。循环流化床锅炉料层控制方法，按以下流程进行在锅炉炉膛内的风板上装炉渣，打开渣阀门，炉渣经下渣管进入冷渣机，冷却后炉渣经输渣装置输送至渣库；在锅炉风室设风室压力表，在炉膛中设有炉膛压力表，通过料层差压变送器测量其差压，为炉内炉渣料层差压，将测量的料层差压值输到PLC控制系统；PLC控制系统根据料层差压值的高低，通过模拟量输出信号，控制冷渣机驱动电机变频转速，实现锅炉的自动排渣。本专利技术方法利用安装在锅炉风室和炉膛的压力表测定压力值，根据料层差压值间接反映锅炉料层厚度，将检测到的料层差压值以电流信号反馈到排渣装置的PLC控制系统，通过PLC控制系统对锅炉排渣量进行自动调节，完成对锅炉料层厚度的实时控制，实现了对整个过程的检测显示、操作控制、安全报警、重要工艺参数的连锁控制。同时，通过锅炉排渣量可以实时调节冷却水量，提高余热回收效率，或统计料层变化历史曲线。本专利技术将整个循环流化床锅炉料层控制方法中涉及的电流信号、电压信号、频率信号、流量信号、压力信号、温度信号和设备的开关信号纳入到PLC控制系统，并且数据能传输到上位机或DCS集散控制系统，集中监控或实现锅炉燃烧寻优的过程控制，实现锅炉最佳运行方案；采用PLC控制系统可实现整个过程加煤量，排渣量，高温炉渣冷却、输送，冷却水量控制，仪表工艺参数的连锁控制。本专利技术的有益效果是，安全可靠、操作方便，有效解决了锅炉料层不稳问题，能根据料层通过PLC控制的最大上、下限值，自动调节炉渣排放速度，运行稳定后，寻找控制的最佳值；同时提高锅炉炉渣余热利用效率，从而优化锅炉运行方式，提高生产效率。实现锅炉排渣的自动控制和锅炉料层的实时监控，降低了生产成本；减轻了操作人员劳动强度； 便于操作冷渣机实现锅炉高温热渣余热的回收利用。系统运行安全、稳定，同时便于锅炉的燃烧寻优控制，提高锅炉燃烧效率。附图说明图I是本专利技术专利技术的工艺流程及控制系统示意图；图中零部件及编号I 一锅炉炉腔、2—炉腔压力表、3—料层、4 一料层温度表、5— PLC控制系统、6—风室压力表、7—下渣管、8—洛阀门、9一冷渣机、10—冷渣机驱动电机、11一冷渣机排渣温度表、12—冷渣机出水温度表、13—冷渣机进水温度表、14 一输渣装置、15—洛库、16—放渣阀、17—运渣车、18—差压变送器。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术进一步说明。参见图1，循环流化床锅炉料层控制系统，包括炉膛压力表2、风室压力表6、料层温度表4、冷渣机排渣温度表11、冷渣机出水温度表12、冷渣机进水温度表13，冷渣机驱动电机10 ;还包括PLC控制系统5 ;炉膛压力表2、风室压力表6与料层差压变送器18联接，差压变送器18向PLC控制系统5发送电信号；冷渣机排渣温度表11、冷渣机出水温度表12、冷渣机进水温度表13向PLC控制系统5发送电信号；PLC控制系统5向输渣装置14、冷渣机驱动电机10发送电信号。PLC控制系统5包括中央处理器、数字模块和模拟模块。与其相连接的装置有冷渣机驱动电机10、差压变送器18、冷渣机9、输渣装置14，系统以电流、电压、频率、压力、温度、流量信号控制相应装置，并由组态软件操控。中央处理器优选SIPLUS CPU313C中央处理器；数字模块优选SIPLUS SM321和SIPLUS SM322数字量输入模块；模拟模块优选SIPLUS SM331和SIPLUS SM332模拟量输入模块。循环流化床锅炉料层控制方法，按以下流程进行在锅炉炉膛I内的风板上装炉渣，打开渣阀门8，炉渣经下渣管7进入冷渣机9，冷却后炉渣经输渣装置14输送至渣库15 ；在锅炉风室设风室压力表6，在炉膛中设有炉膛压力表2，通过料层差压变送器18测量其差压，为炉内炉渣料层差压，将测量的料层差压值输到PLC控制系统5 ；PLC控制系统5根据料层差压值的高低，通过模拟量输出信号，控制冷渣机驱动电机10变频转速，实现锅炉的自动排渣。由在线监测传输到PLC控制系统的料层差压信号以4一20mA的电流信号传输，其中4一20mA的电流信号等比例由低到高对应O — IOKPa的料层差压。由PLC控制系统模拟量输出信号控制冷渣机驱动电机变频转速的方式是以4一20mA的电流信号控制冷渣机驱动电机变频转速，其中4一20mA的电流信号等比例由低到高对应驱动电机8. 5—50HZ的频率转速。排渣、冷渣过程中，加热前后水温信号、冷却前后渣温信号同步进入PLC控制系 统，由PLC控制系统同步调整冷却水量，实现热渣余热的回收利用。锅炉料层，是循环流化床锅炉炉渣底料及煤燃烧后产生的炉渣厚度，炉渣粒度在0—13mm之间，温度在850— 1100°C之间。料层差压变送器传输到PLC控制系统的料层差压信号是以4一20mA电流信号传输，其中所述4一20mA的电流量等比例由低到高对应O — 20KPa的料层差压值；料层差压是锅炉风室压力与锅炉炉膛压力之差，一般在O — IOKpa之间；锅炉风室压力是锅炉一次风进入布风板之前的风室风压值，一般在O — 15Kpa之间；锅炉炉膛压力是锅炉中部，未燃带上方的烟气压力值一般在O — IOKpa之间。冷渣机是锅炉内燃烧后的炉渣，通过电机变频调速完成热渣冷却、控制排渣量的排渣设备，一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环流化床锅炉料层控制系统，包括炉膛压力表(2)、风室压力表(6)、料层温度表(4)、冷渣机排渣温度表(11)、冷渣机出水温度表(12)、冷渣机进水温度表(13)，冷渣机驱动电机(10)；其特征在于，还包括PLC控制系统(5)；炉膛压力表(2)、风室压力表(6)与料层差压变送器(18)联接，差压变送器(18)向PLC控制系统(5)发送电信号；冷渣机排渣温度表(11)、冷渣机出水温度表(12)、冷渣机进水温度表(13)向PLC控制系统(5)发送电信号；PLC控制系统(5)向输渣装置(14)、冷渣机驱动电机(10)发送电信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭栋友，张英，
申请(专利权)人：德阳劲达节能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：