基于环境温度自动优化过量空气系数的控制方法及装置制造方法及图纸

一种基于环境温度自动优化过量空气系数的控制方法及装置，温度传感器实时采集锅炉进气温度，并将采集到的温度信号输入到主控制器，主控制器将实时进气温度与设定的标定温度值进行比较，根据比较结果调节变频器的工作频率，烟气含氧量传感器实时采集锅炉输出烟气的含氧量，并将烟气含氧量信号输入到主控制器，主控制器将实时烟气含氧量与烟气含氧量设定值比较，根据比较结果调节变频器的工作频率，当温度控制方式和烟气含氧量控制方式出现相反的工况，主控制器优先选择根据烟气含氧量对变频器工作频率的调节。本发明专利技术根据环境温度进行修正鼓风机工作频率，减少过量空气输入，降低各传动部件的磨损，提高鼓风机各部件使用寿命。命。命。

【技术实现步骤摘要】
基于环境温度自动优化过量空气系数的控制方法及装置


[0001]本专利技术属于锅炉自动控制
，具体涉及到一种基于环境温度自动优化过量空气系数的控制方法及装置。

技术介绍

[0002]在锅炉燃烧系统中，燃料供给系统、送风系统是燃烧控制系统的重要环节。锅炉生产燃烧系统自动控制的基本任务是使燃料充分燃烧后产生的热量适应锅炉负荷的需要，同时保证经济燃烧和锅炉的安全运行。要实现经济燃烧，首先保证燃料燃烧尽可能充分；其次是燃烧过程中送风系统所供给的助燃空气在满足充分燃烧的同时尽可能减少，也就是锅炉燃烧系统中常说的过量空气系数越低越好。现有锅炉燃烧控制技术基本以燃料性质、锅炉形式、烟气含氧量等方式来进行反馈式、亡羊补牢式、被动式的综合燃烧控制，但无法达到更低的过量空气系数，也无法实现实时、正向、主动式的控制。
[0003]要实现较低的过量空气系数，需要考虑到环境温度的变化所引起的空气密度的变化，也就是空气中氧气质量含量的变化。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有锅炉生产燃烧系统自动控制技术的缺点，提供一种设计合理、提高锅炉热效率、降低损耗、安全可靠的基于环境温度自动优化过量空气系数的控制方法。
[0005]解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于环境温度自动优化过量空气系数的控制方法，包括以下步骤：
[0006]S1.采集锅炉的进气实时温度与设定的标定温度值进行比较，进气实时温度低于标定温度值，控制鼓风机工作频率降低至进气实时温度所对应的频率值，进气实时温度高于标定温度值，控制鼓风机工作频率增加至进气实时温度所对应的频率值；
[0007]S2.采集锅炉输出烟气的含氧量与不同燃料完全燃烧时烟气含氧量的设定值进行比较，烟气含氧量超过设定值，降低鼓风机的工作频率，直至烟气含氧量等于设定值；烟气含氧量低于设定值，提高鼓风机的工作频率，直至烟气含氧量等于设定值；
[0008]S3.优先选择根据烟气含氧量对鼓风机工作频率的控制，自动根据烟气含氧量的实时数值与设定值进行比较，当达到烟气含氧量设定值的
±
10％范围内时，介入进气温度的控制方式，实现自动优化控制。
[0009]作为一种优选的技术方案，所述的步骤S1中对锅炉进气实时温度设定上限温度值和下限温度值，采集的锅炉进气实时温度大于上限温度值，调节鼓风机的工作频率至上限温度值所对应的频率维持不变，采集的锅炉进气实时温度小于下限温度值，调节鼓风机的工作频率至下限温度值所对应的频率维持不变。
[0010]作为一种优选的技术方案，所述的锅炉进气实时温度设定的上限温度值等于锅炉所在地区全年度气候条件下气温最高月的平均气温值，下限温度值等于锅炉所在地区全年
度气候条件下气温最低月的平均气温值。
[0011]作为一种优选的技术方案，对鼓风机的工作频率设定上限值和下限值，采集的锅炉输出烟气的含氧量远大于烟气含氧量的设定值，鼓风机的工作频率降低至下限值后维持不变，采集的锅炉输出烟气的含氧量远小于烟气含氧量的设定值，鼓风机的工作频率提高至上限值后维持不变。
[0012]作为一种优选的技术方案，所述的进气实时温度所对应的频率值为：
[0013][0014]式中，T1为进气实时温度，f0为进气实时温度所对应的频率值，f
U
为鼓风机工作频率的上限频率值，f
L
为鼓风机工作频率的下限频率值，T
U
为进气实时温度设定的上限温度值，T
L
为进气实时温度设定的下限温度值。
[0015]作为一种优选的技术方案，所述的鼓风机工作频率设定的上限值为50Hz，下限值为42Hz。
[0016]作为一种优选的技术方案，所述的设定标定温度值为20℃。
[0017]作为一种优选的技术方案，所述的不同燃料完全燃烧时烟气含氧量的设定值为0.5％～5％。
[0018]本专利技术还提供一种基于环境温度自动优化过量空气系数的控制装置，包括温度传感器、烟气含氧量传感器、主控制器、变频器；
[0019]所述的温度传感器，用于实时采集锅炉的进气温度；
[0020]所述的烟气含氧量传感器，用于实时采集锅炉输出烟气的含氧量；
[0021]所述的主控制器输入端与温度传感器和烟气含氧量传感器相连，根据所述的温度传感器和所述的烟气含氧量传感器的采集结果执行如权利要求1至8中任一项所述的基于环境温度自动优化过量空气系数的控制方法的步骤；
[0022]所述的变频器与主控制器相连，用于根据主控制器输出的指令调节鼓风机的转速。
[0023]作为一种优选的技术方案，所述的主控制器上设置有自动手动切换模块，用于将变频状态瞬间切换至工频状态。
[0024]本专利技术的有益效果如下：
[0025]本专利技术的控制方法可对锅炉燃烧控制系统进行优化补充，弥补控制缺陷，填补技术空白，能够根据环境温度进行修正鼓风机电动机转数，减少过量空气输入，能够降低鼓风机各传动部件的磨损，提高鼓风机各部件使用寿命。使用变频对启动、运行过程进行调速，能够实现柔性启动、低负载运行，减少对电动机、电网、鼓风机等的影响。
[0026]本专利技术的装置对鼓风机调控后，能够实现风量的修正匹配，实现超低过量空气系数燃烧，提高锅炉热效率，并且降低鼓风机电耗，可提高锅炉综合热效率1.015～2.497％，鼓风机电耗减少12～18％，减少锅炉氮氧化物、二氧化碳排放量，节省能源消耗，符合国家节能减排、节约能源的整体规划要求，尤其是在北方全年最高、最低气温相差较大的地区，节能效果更甚。本专利技术的装置可以适用于生产、生活用的各类燃煤、燃气、燃油、生物质等锅炉，本专利技术的装置制造成本低、自动化运行，应用范围广，技术安全可行。对社会效益与节能经济效益的提升均有较大帮助。
附图说明
[0027]图1是本专利技术基于环境温度自动优化过量空气系数的控制方法的流程图。
[0028]图2是本专利技术基于环境温度自动优化过量空气系数的控制装置的结构框图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术不限于下述的实施方式。
[0030]以某一地区，全年度气候条件下气温最高月的平均气温值为30℃，全年度气候条件下气温最低月的平均气温值为
‑
10℃为例，对本专利技术进一步说明。
[0031]在图1中，本实施例的基于环境温度自动优化过量空气系数的控制方法，具体包括以下步骤：
[0032]S1.实时采集锅炉的进气实时温度与设定的标定温度值20℃进行比较，进气实时温度低于标定温度值，控制鼓风机工作频率降低至当前温度所对应的频率值，进气实时温度高于标定温度值，控制鼓风机工作频率增加至当前温度所对应的频率值；
[0033]为了防止过量空气系数过低造成的燃烧不充分，对锅炉进气实时温度设定上限温度值和下限温度值，采集的锅炉进气实时温度大于上限温度值，调节鼓风机的工作频率至上限温度值所对应的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于环境温度自动优化过量空气系数的控制方法，包括以下步骤：S1.采集锅炉的进气实时温度与设定的标定温度值进行比较，进气实时温度低于标定温度值，控制鼓风机工作频率降低至进气实时温度所对应的频率值，进气实时温度高于标定温度值，控制鼓风机工作频率增加至进气实时温度所对应的频率值；S2.采集锅炉烟气含氧量与不同燃料完全燃烧时烟气含氧量的设定值进行比较，烟气含氧量超过设定值，降低鼓风机的工作频率，直至烟气含氧量等于设定值；烟气含氧量低于设定值，提高鼓风机的工作频率，直至烟气含氧量等于设定值；S3.优先选择根据烟气含氧量对鼓风机工作频率的控制，自动根据烟气含氧量的实时数值与设定值进行比较，当达到烟气含氧量设定值的
±
10％范围内时，介入进气温度的控制方式，实现自动优化控制。2.根据权利要求1所述的基于环境温度自动优化过量空气系数的控制方法，其特征在于：所述的步骤S1中对锅炉进气实时温度设定上限温度值和下限温度值，采集的锅炉进气实时温度大于上限温度值，调节鼓风机的工作频率至上限温度值所对应的频率维持不变，采集的锅炉进气实时温度小于下限温度值，调节鼓风机的工作频率至下限温度值所对应的频率维持不变。3.根据权利要求2所述的基于环境温度自动优化过量空气系数的控制方法，其特征在于：所述的锅炉进气实时温度设定的上限温度值等于锅炉所在地区全年度气候条件下气温最高月的平均气温值，下限温度值等于锅炉所在地区全年度气候条件下气温最低月的平均气温值。4.根据权利要求1或2所述的基于环境温度自动优化过量空气系数的控制方法，其特征在于：对鼓风机的工作频率设定上限值和下限值，采集的锅炉输出烟气的含氧量远大于烟气含氧量的设定值，鼓风机的工作频率降低至下限值后维持不变，采集的锅炉输出烟气的含氧量远小于烟气含氧量的设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪宗海，李孟阳，李鹏，
申请(专利权)人：西安宗烨能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：