循環流化床鍋爐料層控制系統及控制方法技術方案

本發明專利技術公開了一種循環流化床鍋爐料層控制系統及控制方法，屬于鍋爐及自動控制技術領域。控制系統包括爐膛壓力表、風室壓力表、料層溫度表、冷渣機排渣溫度表、冷渣機出水溫度表、冷渣機進水溫度表，冷渣機驅動電機；還包括PLC控制系統；爐膛壓力表、風室壓力表與料層差壓變送器聯接，差壓變送器向PLC控制系統發送電信號；冷渣機排渣溫度表、冷渣機出水溫度表、冷渣機進水溫度表向PLC控制系統發送電信號；PLC控制系統向輸渣裝置、冷渣機驅動電機發送電信號。本發明專利技術安全可靠、操作方便，提高鍋爐爐渣余熱利用效率和生產效率。實現鍋爐排渣的自動控制和鍋爐料層的實時監控，降低了生產成本；減輕了操作人員勞動強度；便于操作冷渣機實現鍋爐高溫熱渣余熱的回收利用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及鍋爐自動控制系統，尤其是循環流化床鍋爐的控制，屬于鍋爐及自動控制

技術介紹
在循環流化床鍋爐中，床層厚度對爐內流化狀態、床溫和傳熱效率有直接影響，鍋爐一定的負荷對應一個適當的床層厚度。床層厚度基本同料層差壓成正比，通過調節排渣量維持床料厚度在適當值。料層差壓對流化床鍋爐的穩定運行有很大影響，料層過薄，料層容易吹穿而產生溝流，流化不均而引起局部結渣，難以形成穩定的密相區，同時還會造成放渣含碳量高，燃燒不完全，增加了灰渣熱損失。料層過厚會增加風機壓頭，氣泡增大，揚析夾帶量增大，流化質量下降，底部大顆粒物料沉積，危及安全運行，風機電耗增加，鍋爐效率下降。因此，料層厚度應維持在適當的范圍，一般認為500_左右。目前，公知的循環流化床·鍋爐料層控制是操作人員根據料層差壓人工完成。鍋爐排渣采用通過人工手動完成或通過冷渣機人工調節料層，以致料層不穩定、爐膛熱負荷變化大以及燃燒不穩定等不足，同時難以實現鍋爐高溫爐渣余熱連續、穩定回收利用。PLC可編程控制器是一種取代傳統繼電器控制裝置的電子裝置，具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業自動化控制特別是順序控制中的地位在可預見的將來是無法取代的。然而，在檢索有關循環流化床鍋爐料層控制的方法中，還未見應用PLC實施循環流化床鍋爐料層實現鍋爐高溫熱渣余熱回收利用的報道。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提供一種應用PLC控制系統對循環流化床鍋爐料層的控制系統及方法。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是循環流化床鍋爐料層控制系統，包括爐膛壓力表、風室壓力表、料層溫度表、冷渣機排渣溫度表、冷渣機出水溫度表、冷渣機進水溫度表，冷渣機驅動電機；還包括PLC控制系統；爐膛壓力表、風室壓力表與料層差壓變送器聯接，差壓變送器向PLC控制系統發送電信號；冷渣機排渣溫度表、冷渣機出水溫度表、冷渣機進水溫度表向PLC控制系統發送電信號；PLC控制系統向輸洛裝置、冷洛機驅動電機發送電信號。循環流化床鍋爐料層控制方法，按以下流程進行在鍋爐爐膛內的風板上裝爐渣，打開渣閥門，爐渣經下渣管進入冷渣機，冷卻后爐渣經輸渣裝置輸送至渣庫；在鍋爐風室設風室壓力表，在爐膛中設有爐膛壓力表，通過料層差壓變送器測量其差壓，為爐內爐渣料層差壓，將測量的料層差壓值輸到PLC控制系統；PLC控制系統根據料層差壓值的高低，通過模擬量輸出信號，控制冷渣機驅動電機變頻轉速，實現鍋爐的自動排渣。本專利技術方法利用安裝在鍋爐風室和爐膛的壓力表測定壓力值，根據料層差壓值間接反映鍋爐料層厚度，將檢測到的料層差壓值以電流信號反饋到排渣裝置的PLC控制系統，通過PLC控制系統對鍋爐排渣量進行自動調節，完成對鍋爐料層厚度的實時控制，實現了對整個過程的檢測顯示、操作控制、安全報警、重要工藝參數的連鎖控制。同時，通過鍋爐排渣量可以實時調節冷卻水量，提高余熱回收效率，或統計料層變化歷史曲線。本專利技術將整個循環流化床鍋爐料層控制方法中涉及的電流信號、電壓信號、頻率信號、流量信號、壓力信號、溫度信號和設備的開關信號納入到PLC控制系統，并且數據能傳輸到上位機或DCS集散控制系統，集中監控或實現鍋爐燃燒尋優的過程控制，實現鍋爐最佳運行方案；采用PLC控制系統可實現整個過程加煤量，排渣量，高溫爐渣冷卻、輸送，冷卻水量控制，儀表工藝參數的連鎖控制。本專利技術的有益效果是，安全可靠、操作方便，有效解決了鍋爐料層不穩問題，能根據料層通過PLC控制的最大上、下限值，自動調節爐渣排放速度，運行穩定后，尋找控制的最佳值；同時提高鍋爐爐渣余熱利用效率，從而優化鍋爐運行方式，提高生產效率。實現鍋爐排渣的自動控制和鍋爐料層的實時監控，降低了生產成本；減輕了操作人員勞動強度； 便于操作冷渣機實現鍋爐高溫熱渣余熱的回收利用。系統運行安全、穩定，同時便于鍋爐的燃燒尋優控制，提高鍋爐燃燒效率。附圖說明圖I是本專利技術專利技術的工藝流程及控制系統示意圖；圖中零部件及編號I 一鍋爐爐腔、2—爐腔壓力表、3—料層、4 一料層溫度表、5— PLC控制系統、6—風室壓力表、7—下渣管、8—洛閥門、9一冷渣機、10—冷渣機驅動電機、11一冷渣機排渣溫度表、12—冷渣機出水溫度表、13—冷渣機進水溫度表、14 一輸渣裝置、15—洛庫、16—放渣閥、17—運渣車、18—差壓變送器。具體實施例方式下面結合實施例對本專利技術進一步說明。參見圖1，循環流化床鍋爐料層控制系統，包括爐膛壓力表2、風室壓力表6、料層溫度表4、冷渣機排渣溫度表11、冷渣機出水溫度表12、冷渣機進水溫度表13，冷渣機驅動電機10 ;還包括PLC控制系統5 ;爐膛壓力表2、風室壓力表6與料層差壓變送器18聯接，差壓變送器18向PLC控制系統5發送電信號；冷渣機排渣溫度表11、冷渣機出水溫度表12、冷渣機進水溫度表13向PLC控制系統5發送電信號；PLC控制系統5向輸渣裝置14、冷渣機驅動電機10發送電信號。PLC控制系統5包括中央處理器、數字模塊和模擬模塊。與其相連接的裝置有冷渣機驅動電機10、差壓變送器18、冷渣機9、輸渣裝置14，系統以電流、電壓、頻率、壓力、溫度、流量信號控制相應裝置，并由組態軟件操控。中央處理器優選SIPLUS CPU313C中央處理器；數字模塊優選SIPLUS SM321和SIPLUS SM322數字量輸入模塊；模擬模塊優選SIPLUS SM331和SIPLUS SM332模擬量輸入模塊。循環流化床鍋爐料層控制方法，按以下流程進行在鍋爐爐膛I內的風板上裝爐渣，打開渣閥門8，爐渣經下渣管7進入冷渣機9，冷卻后爐渣經輸渣裝置14輸送至渣庫15 ；在鍋爐風室設風室壓力表6，在爐膛中設有爐膛壓力表2，通過料層差壓變送器18測量其差壓，為爐內爐渣料層差壓，將測量的料層差壓值輸到PLC控制系統5 ；PLC控制系統5根據料層差壓值的高低，通過模擬量輸出信號，控制冷渣機驅動電機10變頻轉速，實現鍋爐的自動排渣。由在線監測傳輸到PLC控制系統的料層差壓信號以4一20mA的電流信號傳輸，其中4一20mA的電流信號等比例由低到高對應O — IOKPa的料層差壓。由PLC控制系統模擬量輸出信號控制冷渣機驅動電機變頻轉速的方式是以4一20mA的電流信號控制冷渣機驅動電機變頻轉速，其中4一20mA的電流信號等比例由低到高對應驅動電機8. 5—50HZ的頻率轉速。排渣、冷渣過程中，加熱前后水溫信號、冷卻前后渣溫信號同步進入PLC控制系 統，由PLC控制系統同步調整冷卻水量，實現熱渣余熱的回收利用。鍋爐料層，是循環流化床鍋爐爐渣底料及煤燃燒后產生的爐渣厚度，爐渣粒度在0—13mm之間，溫度在850— 1100°C之間。料層差壓變送器傳輸到PLC控制系統的料層差壓信號是以4一20mA電流信號傳輸，其中所述4一20mA的電流量等比例由低到高對應O — 20KPa的料層差壓值；料層差壓是鍋爐風室壓力與鍋爐爐膛壓力之差，一般在O — IOKpa之間；鍋爐風室壓力是鍋爐一次風進入布風板之前的風室風壓值，一般在O — 15Kpa之間；鍋爐爐膛壓力是鍋爐中部，未燃帶上方的煙氣壓力值一般在O — IOKpa之間。冷渣機是鍋爐內燃燒后的爐渣，通過電機變頻調速完成熱渣冷卻、控制排渣量的排渣設備，一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種循環流化床鍋爐料層控制系統，包括爐膛壓力表(2)、風室壓力表(6)、料層溫度表(4)、冷渣機排渣溫度表(11)、冷渣機出水溫度表(12)、冷渣機進水溫度表(13)，冷渣機驅動電機(10)；其特征在于，還包括PLC控制系統(5)；爐膛壓力表(2)、風室壓力表(6)與料層差壓變送器(18)聯接，差壓變送器(18)向PLC控制系統(5)發送電信號；冷渣機排渣溫度表(11)、冷渣機出水溫度表(12)、冷渣機進水溫度表(13)向PLC控制系統(5)發送電信號；PLC控制系統(5)向輸渣裝置(14)、冷渣機驅動電機(10)發送電信號。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭棟友，張英，
申請(專利權)人：德陽勁達節能科技有限責任公司，
類型：發明
國別省市：