生物质能燃料锅炉控制系统技术方案

本发明专利技术涉及生物质能燃料锅炉控制系统，包括结构系统和电气控制系统，结构系统包括锅炉、燃料供应部分、供风部分、排灰部分、进水管路、出水管路及喷淋除尘部分；电气控制系统包括主控制器，电机控制接口分别连接电器控制柜中的二次线控制元件，通过二次线控制一次线中的接触器，通过接触器控制对应电机和设备；CPU根据出水温度数据进行判断，CPU指令由DA转换模块进行DA转换后，再通过电机控制接口分别输出到第一鼓风机控制电路、第二鼓风机控制电路、送料机控制电路，完成对供风量和供料量的控制；有益效果是：系统使锅炉正常、安全运行，控制锅炉各个部件的正常工作，并且使生物质能燃料锅炉达到较高的燃烧效率。

【技术实现步骤摘要】
生物质能燃料锅炉控制系统
本专利技术涉及生物质能燃料锅炉，特别涉及一种生物质能燃料锅炉控制系统。
技术介绍
随着世界能源消费剧增，煤炭、石油、天然气等化石能源资源消耗迅速，生态环境 不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展受 到严重威胁。由于可再生能源包括水能、生物质能、风能、太阳能、地热能和海洋能等，具有 资源潜力大，环境污染低，可永续利用等特点，成为了有利于人与自然和谐发展的重要能 源。 生物质能源将成为未来可再生能源重要部分，生物质成型燃料是将秸杆、薪柴在 一定压力作用下，制成棒状、粒状、块状的各种压块燃料，能量密度与中质煤相当，并明显改 善燃烧特性，可用于替代煤作为生活和采暖的燃料。生物质能燃料锅炉的烟尘排放低于燃 煤锅炉，烟尘排放可小于50 mg/m3,生物质锅炉的S02排放接近于零，生物质锅炉的N0X排放 与燃煤锅炉相当。生物质能锅炉是一种投资费用较低和使用费用较低采暖方式。 生物质成型燃料及锅炉在欧洲、美国、日本和澳大利亚等国家已形成较大的产业 化规模，是可再生能源利用的重要领域。但是由于其国家的生物质能锅炉所燃烧的压缩颗 粒以木材为主，而我国的生物质能锅炉所燃烧的压缩颗粒以秸杆为主要原料，参杂有木材 等其他物质，欧美等国家生产的生物质能锅炉在中国使用时会产生大量的烟尘及废气，因 此欧美等国家生产的生物质能锅炉并不适合于我国的。 由我公司自行研制的生物质能燃料锅炉使用的生物质能燃烧器从结构上不 同于欧美等国家生产的生物质能锅炉，该生物质能燃烧器已申报国家，专利申请号： 201410311597. 1，因此更适合使用秸杆为主要原料的压缩颗粒，然而要使我公司自行研制 的生物质能燃料锅炉正常运转，必须通过生物质能燃料锅炉控制系统的有效控制才行，作 为生物质锅炉系统的重要组成部分一生物质能燃料锅炉控制系统，对提高燃烧效率和降低 污染物排放起着极其重要的控制作用，因此生物质锅炉智能控制系统的研制，关系到生物 质能锅炉在我国的推广和使用，而生物质能燃料锅炉控制系统是锅炉正常、安全运行的关 键，其控制着该锅炉各个部件的正常工作，并且使生物质能燃料锅炉达到较高的燃烧效率。 而目前国内尚无一种针对生物质能燃料锅炉的而设计的控制系统。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为克服现有技术的不足，针对生物质能燃料锅炉控制课题，提 供一种生物质能燃料锅炉控制系统的设计方案；以实现使锅炉正常、安全运行的目的，控制 着锅炉各个部件的正常工作，并且使生物质能燃料锅炉达到较高的燃烧效率。 本专利技术是通过这样的技术方案实现的：生物质能燃料锅炉控制系统，包括结构系 统和电气控制系统，其特征在于，所述结构系统包括锅炉、燃料供应部分、供风部分、排灰部 分、进水管路、出水管路及喷淋除尘部分； 所述锅炉包括炉体、锅筒和生物质能燃烧器，炉体上安装有用于测量炉温的热电偶κ， 锅筒包括进水管路接口和出水管路接口； 所述生物质能燃烧器的送料机安装口与燃料供应部分的送料机连接；生物质能燃烧器 的风管口通过风管连接供风部分的第一鼓风机； 生物质能燃烧器的二次风管口通过风管连接供风部分的第二鼓风机； 进水管路包括从软化兼膨胀水箱至锅炉的进水管路接口部分，在这段管路上依次连 接一个截止阀和加压泵，加压泵出口端为节点Α，节点Α至进水管路接口之间的管路上依次 安装压力变送器P和截止阀； 出水管路包括从出水管路接口至供水出口之间的管路部分，在这段管路的始段上安装 有热电阻ptlOO，热电阻ptlOO后段管路上并联三个支路； 第一支路依次安装压力表、截止阀、循环水泵、止回阀、截止阀、压力表和压力变送器P， 循环水泵两端加装过滤装置； 第二支路依次安装压力表、截止阀、循环水泵、止回阀、截止阀、压力表和压力变送器P， 循环水泵两端加装过滤装置； 第三支路安装止回阀11 ; 回水管路包括从与进水管路的节点A至回水口的管路部分，依次安装除污器、压力变 送器P、热电阻PtlOO ;压力变送器P两端分别连接一个截止阀，在包括两个截止阀的这段管 路上并联旁路，旁路上安装一个截止阀； 除污器两端分别连接一个闸阀，在包括两个闸阀的这段管路上并联旁路，旁路上安装 一个闸阀； 所述电气控制系统包括主控制器和软化兼膨胀水箱水位控制箱； 所述主控制器由8051F340处理器作为主控单元CPU，其硬件接口包括电机控制接口、 键盘接口、显示接口、AD转换接口、DA转换接口、时钟接口、蜂鸣器报警接口； 其中，电机控制接口分别包括主电机控制接口、第一鼓风机控制接口、第二鼓风机控制 接口、供料电机控制接口、排灰机控制接口、喷淋机控制接口、震动机控制接口、送料机控制 接口和除尘机控制接口； 电机控制接口分别连接电器控制柜中的二次线控制元件，通过二次线控制一次线中的 接触器，通过接触器控制对应电机和设备； AD转换接口包括若干温度采样通道和若干压力采样通道； 进水管路上、出水管路及回水管路上的压力变送器P分别连接对应的压力采样通道； 出水管路、回水管路上的热电阻PtlOO、炉体上安装的热分别电偶K分别连接对应的温 度采样通道； 来自于进水管路上的压力变送器P的电流信号经AD转换接口送入CPU，由CPU中的数 据采集模块完成进水压力数据的采集和处理； 来自于出水管路上的热电阻ptlOO的电阻信号经AD转换接口送入CPU，由CPU中的数 据采集模块完成出水温度数据采集和处理； 来自于出水管路上的压力变送器P的电流信号经AD转换接口送入CPU，由CPU中的数 据采集模块完成出水压力数据的采集和处理； 来自于回水管路上的热电阻PtlOO经AD转换接口送入CPU，由CPU中的数据采集模块 完成回水温度数据采集和处理； 来自于回水管路上的压力变送器P的电流信号经AD转换接口送入CPU，由CPU中的数 据采集模块完成回水压力数据的采集和处理； 来自于料箱内的缺料检测传感器的电流信号经AD转换接口送入CPU，由CPU中的数据 采集模块完成缺料检测数据的采集和处理； (PU根据键盘的输入执行程序，CPU指令通过主电机控制接口输出到主电机控制电路， 主电机驱动减速机运转，主轴随减速机转动，主轴上的拨料和破渣结构运转； CPU根据出水温度数据进行判断，CPU指令由DA转换模块进行DA转换后，再通过电机 控制接口分别输出到第一鼓风机控制电路、第二鼓风机控制电路、送料机控制电路，完成对 供风量和供料量的控制； (PU根据出水管路上的出水压力数据进行判断，CPU指令由DA转换模块进行DA转换 后，再通过电机控制接口输出到循环泵控制电路，循环泵控制电路包括变频器，由变频器控 制循环水泵的转速，使出水管路上的回水压力保持恒定； (PU根据进水管路上的进水压力数据进行判断，CPU指令通过DA转换模块进行DA转 换后，通过电机控制接口输出到加压泵控制电路，加压泵控制电路使进水管路上的进水压 力保持恒定； (PU根据缺料检测传感器数据进行判断料箱中颗粒燃料的料位，CPU指令由DA转换模 块进行DA转换后，再通过电机控制接口输出到供料传送装置电机控制电路，由供料传送装 置向料箱中补充颗粒燃料。 本专利技术有益效果是：作为生物质锅炉的重要组成部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
生物质能燃料锅炉控制系统，包括结构系统和电气控制系统，其特征在于，所述结构系统包括锅炉（1）、燃料供应部分（2）、供风部分（3）、排灰部分（4）、进水管路（5）、出水管路（6）及喷淋除尘部分；     所述锅炉（1）包括炉体（101）、锅筒（102）和生物质能燃烧器（103），炉体（101）上安装有用于测量炉温的热电偶K，锅筒（102）包括进水管路接口（1021）和出水管路接口（1022）；     所述生物质能燃烧器（103）的送料机安装口（1031）与燃料供应部分（2）的送料机（22）连接；生物质能燃烧器（103）的风管口（1032）通过风管连接供风部分（3）的第一鼓风机（301）；  生物质能燃烧器（103）的二次风管口（1033）通过风管连接供风部分（3）的第二鼓风机（302）； 进水管路（5）包括从软化兼膨胀水箱（7）至锅炉（1）的进水管路接口（1201）部分, 在这段管路上依次连接一个截止阀（8）和加压泵（9），加压泵（9）出口端为节点A，节点A至进水管路接口（1201）之间的管路上依次安装压力变送器P和截止阀（8）；出水管路（6）包括从出水管路接口（1022）至供水出口之间的管路部分，在这段管路的始段上安装有热电阻pt100, 热电阻pt100后段管路上并联三个支路；第一支路依次安装压力表、截止阀（8）、循环水泵（10）、止回阀（11）、截止阀（8）、压力表和压力变送器P，循环水泵（10）两端加装过滤装置（15）；第二支路依次安装压力表、截止阀（8）、循环水泵（10）、止回阀（11）、截止阀（8）、压力表和压力变送器P，循环水泵（10）两端加装过滤装置（15）；第三支路安装止回阀（11）；   回水管路（12）包括从与进水管路（5）的节点A至回水口的管路部分，依次安装除污器（13）、压力变送器P、热电阻pt100；压力变送器P两端分别连接一个截止阀（8），在包括两个截止阀（8）的这段管路上并联旁路，旁路上安装一个截止阀（8）；除污器（13）两端分别连接一个闸阀（14），在包括两个闸阀（14）的这段管路上并联旁路，旁路上安装一个闸阀（14）；所述电气控制系统包括主控制器和软化兼膨胀水箱水位控制箱；所述主控制器由8051F340处理器作为主控单元CPU，其硬件接口包括电机控制接口、键盘接口、显示接口、AD转换接口、DA转换接口、时钟接口、蜂鸣器报警接口；其中，电机控制接口分别包括主电机控制接口、第一鼓风机控制接口、第二鼓风机控制接口、供料电机控制接口、排灰机控制接口、喷淋机控制接口、震动机控制接口、送料机控制接口和除尘机控制接口；电机控制接口分别连接电器控制柜中的二次线控制元件，通过二次线控制一次线中的接触器，通过接触器控制对应电机和设备；AD转换接口包括若干温度采样通道和若干压力采样通道；进水管路（5）上、出水管路（6）及回水管路（12）上的压力变送器P分别连接对应的压力采样通道；出水管路（6）、回水管路（12）上的热电阻pt100、炉体（101）上安装的热分别电偶K分别连接对应的温度采样通道;来自于进水管路（5）上的压力变送器P的电流信号经AD转换接口送入CPU，由CPU中的数据采集模块完成进水压力数据的采集和处理；来自于出水管路（6）上的热电阻pt100的电阻信号经AD转换接口送入CPU，由CPU中的数据采集模块完成出水温度数据采集和处理；来自于出水管路（6）上的压力变送器P的电流信号经AD转换接口送入CPU，由CPU中的数据采集模块完成出水压力数据的采集和处理；来自于回水管路（12）上的热电阻pt100经AD转换接口送入CPU，由CPU中的数据采集模块完成回水温度数据采集和处理；来自于回水管路（12）上的压力变送器P的电流信号经AD转换接口送入CPU，由CPU中的数据采集模块完成回水压力数据的采集和处理；来自于料箱（201）内的缺料检测传感器的电流信号经AD转换接口送入CPU，由CPU中的数据采集模块完成缺料检测数据的采集和处理； CPU根据键盘的输入执行程序，CPU指令通过主电机控制接口输出到主电机控制电路，主电机（1034）驱动减速机（1035）运转，主轴（1037）随减速机（1035）转动，主轴（1037）上的拨料和破渣结构（1039）运转； CPU根据出水温度数据进行判断，CPU指令由DA转换模块进行DA转换后，再通过电机控制接口分别输出到第一鼓风机控制电路、第二鼓风机控制电路、送料机控制电路，完成对供风量和供料量的控制；CPU根据出水管路（6）上的出水压力数据进行判断， CPU指令由DA转换模块进行DA转换后，再通过电机控制接口输出到循环泵控制电路，循环泵控制电路包括变频器，由变频器控制循环水泵（10）的转速，使出水管路（6）上的回水压力保持恒定；CPU根据进水管路（5）上的进水压力数据进行判断， ...

【技术特征摘要】
1.生物质能燃料锅炉控制系统，包括结构系统和电气控制系统，其特征在于，所述结 构系统包括锅炉（1)、燃料供应部分（2)、供风部分（3)、排灰部分（4)、进水管路（5)、出水管 路（6)及喷淋除尘部分； 所述锅炉（1)包括炉体（101)、锅筒（102)和生物质能燃烧器（103)，炉体（101)上安装 有用于测量炉温的热电偶K，锅筒（102)包括进水管路接口（ 1021)和出水管路接口（ 1022); 所述生物质能燃烧器（103)的送料机安装口（ 1031)与燃料供应部分（2)的送料机（22) 连接；生物质能燃烧器（103)的风管口（1032)通过风管连接供风部分（3)的第一鼓风机 (301) ； 生物质能燃烧器（103)的二次风管口（ 1033)通过风管连接供风部分（3)的第二鼓风机 (302) ； 进水管路（5 )包括从软化兼膨胀水箱（7 )至锅炉（1)的进水管路接口（1201)部分，在 这段管路上依次连接一个截止阀（8)和加压泵（9)，加压泵（9)出口端为节点A，节点A至进 水管路接口（ 1201)之间的管路上依次安装压力变送器P和截止阀（8); 出水管路（6)包括从出水管路接口（1022)至供水出口之间的管路部分，在这段管路的 始段上安装有热电阻ptlOO，热电阻ptlOO后段管路上并联三个支路； 第一支路依次安装压力表、截止阀（8)、循环水泵（10)、止回阀（11)、截止阀（8)、压力 表和压力变送器P，循环水泵（10)两端加装过滤装置（15); 第二支路依次安装压力表、截止阀（8)、循环水泵（10)、止回阀（11)、截止阀（8)、压力 表和压力变送器P，循环水泵（10)两端加装过滤装置（15); 第三支路安装止回阀（11); 回水管路（12)包括从与进水管路（5)的节点A至回水口的管路部分，依次安装除污器 (13)、压力变送器P、热电阻ptlOO ;压力变送器P两端分别连接一个截止阀（8)，在包括两 个截止阀（8)的这段管路上并联旁路，旁路上安装一个截止阀（8); 除污器（13)两端分别连接一个闸阀（14)，在包括两个闸阀（14)的这段管路上并联旁 路，旁路上安装一个闸阀（14); 所述电气控制系统包括主控制器和软化兼膨胀水箱水位控制箱； 所述主控制器由8051F340处理器作为主控单元CPU，其硬件接口包括电机控制接口、 键盘接口、显示接口、AD转换接口、DA转换接口、时钟接口、蜂鸣器报警接口； 其中，电机控制接口分别包括主电机控制接口、第一鼓风机控制接口、第二鼓风机控制 接口、供料电机控制接口、排灰机控制接口、喷淋机控制接口、震动机控制接口、送料机控制 接口和除尘机控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治江，沈怡麟，赵捷，鞠美庭，刘金鹏，孙晓蓉，魏子章，张吉，王治民，
申请(专利权)人：天津市星拓科技发展有限公司，天津职业技术师范大学，南开大学，天津市环境工程评估中心，
类型：发明
国别省市：天津;12