蒸汽锅炉节能控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种蒸汽锅炉节能控制系统，它包括锅炉系统，锅炉给水系统和锅炉燃烧调节系统，所述锅炉燃烧调节系统是由三个相对独立的蒸汽压力调节系统、送风调节系统和炉膛负压调节系统共同构成；所述锅炉给水系统的输出端分别连接所述蒸汽压力调节系统、送风调节系统和炉膛负压调节系统的输入端，所述蒸汽压力调节系统通过内部设置的炉排变频器和鼓风机变频器分别连接所述锅炉系统的输入端，所述炉膛负压调节系统通过内部设置的引风机变频器连接所述锅炉系统的输入端。本实用新型专利技术是一种新型的优化节能控制系统，应用于蒸汽锅炉，节煤节电效果明显，经济环保。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及锅炉
，特别涉及一种蒸汽锅炉节能控制系统。
技术介绍
现有的蒸汽锅炉一般存在着热效率低的问题，由于过低热效率而导致用煤的增加，造成资源的浪费，因此相关技术人员一直在研究提高锅炉热效率技术的改进，在专利检索中专利申请号为200520081017. O所设计的一种蒸汽锅炉节能器，它包括烟道，在烟道周围设置一水室，水室壁上开设进水口、出水口，烟道内设置一根以上的吸热管，所述吸热管的两端分别穿过烟道壁后与水室相连通，吸热管沿烟道方向层状排列，烟气在烟道内绕经吸热管而呈曲线流动，延长了烟气与吸热管的接触时间，更加充分的利用了烟道内的热能，提高了锅炉的热效率。所述专利主要是在蒸汽锅炉结构上进行了改进，对蒸汽锅炉热效率提高有一定的积极效果，但控制系统一般还是采用原有的仪表控制方式。 而锅炉燃烧优化控制，是近年来开发的一项新技术，它是PLC、HMI、变频器、各种物理量变送器、各种功能模块与自动控制技术等几项技术紧密融合的产物，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染严重的生产状态。提高热效率，降低能耗，用自动控制取代手动或简单的自动控制已是当务之急。 在手动或简单自动控制运行时，如果锅炉的热负荷不平衡时风机会频繁的起停， 同时又存在延时开机和停机的现象，故引风机的运行时间远大于鼓风机，这样会带走大量 的热量，特别是在风机没有安装变频的情况下，热损失更大。 电耗和煤耗是衡量锅炉运行经济性的两个指标，节煤节电的蒸汽锅炉才会被认可 有更大的市场占有率，然而对于燃烧优化控制技术的认识还比较欠缺，通过控制系统的优 化设计也可使蒸汽锅炉大大降低电耗和煤耗，从而达到节能环保的目的。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，克服现有蒸汽锅炉控制系统技术的缺陷， 提供一种蒸汽锅炉节能控制系统应用于蒸汽锅炉，节煤节电、自动控制，有利于环保，提高 了煤的燃烧效率。 为了解决上述问题本技术的技术方案是这样的 蒸汽锅炉节能控制系统，它还包括设有给水控制回路与给水压力回路的锅炉给水 系统和锅炉燃烧调节系统，所述锅炉燃烧调节系统是由三个相对独立的蒸汽压力调节系 统、送风调节系统和炉膛负压调节系统共同构成 所述锅炉给水系统的输出端分别连接所述蒸汽压力调节系统、送风调节系统和炉 膛负压调节系统的输入端，所述蒸汽压力调节系统通过内部设置的炉排变频器和鼓风机变 频器分别连接所述锅炉系统的输入端，所述炉膛负压调节系统通过内部设置的引风机变频 器连接所述锅炉系统的输入端。 所述锅炉给水系统的给水控制回路包括设定水位结构、水位PI调节单元、给水调节阀和锅炉汽包，所述设定水位结构的输出端连接水位PI调节单元的输入端，所述PI调节 单元的输出端连接给水阀的输入端，所述给水阀的输出端连接锅炉汽包，所述锅炉汽包再将汽包水位信号反馈给所述设定水位结构；所述给水压力回路通过变频器控制水压，所述 变频器连接有反馈装置。 所述蒸汽压力调节系统内包括设定蒸汽压力结构、炉排PI调节单元、风煤比计算 单元、炉排变频器、鼓风机变频器，所述设定蒸汽压力结构的输出端分别连接炉排PI调节 单元和鼓风PI调节单元的输入端，所述炉排PI调节单元的输出端连接风煤比计算单元的 输入端，所述风煤比计算单元的输出端连接所述炉排变频器的输入端；所述鼓风PI调节单 元的输出端同时连接风煤比计算单元的输入端和所述鼓风机变频器的输入端，炉排变频器 与鼓风机变频器的输出端连接锅炉系统，所述锅炉系统再蒸汽压力信号反馈给所述设定蒸 汽压力结构。 所述炉膛负压调节系统主要由设定炉膛负压结构、负压PI调节单元和引风机变 频器构成，所述设定炉膛负压结构的输出端连接负压PI调节单元的输入端，所述负压PI 调节单元的输出端连接锅炉系统，所述锅炉系统再将炉膛负压信号反馈给设定炉膛负压结 构。 所述炉膛负压调节系统通过负压PI调节单元将外部的鼓风信号传输给所述引风 机变频器。 本技术的有益效果是，它不仅能够通过自动化控制技术实现安全生产的目 的，还能够节煤节电并能使排放更环保。 节煤方面从已在运行的锅炉来看，采用可编程控制器控制后热效率可比以前提 高5_10%，据用户统计，一台10T的锅炉，全年平均负荷70%，以平均热效率提高5%计算， 全年节煤400吨，按每吨700元计算每年节约280000元； 节电方面锅炉系统中包含鼓风机，引风机，给水泵等大功率电动机，由于锅 炉本身特性和选型的因素，这些风机大部分时间里是不会满负荷输出的，原有方式采用 阀门和挡板控制流量，浪费非常严重，通过对风机水泵进行变频控制可以平均节电达到 30% -40% ;以引风电机为55KW鼓风15KW水泵11KW平均节电率30%电价0. 78元计算则 一天节约454元，一年运行时间以250天计算则年节约电费为113500元。以下结合附图和具体实施方式来详细说明本技术； 附图说明图1为本技术中给水调节过程方框图。 图2为本技术的控制流程图。 图3为本技术炉膛负压控制系统框图。 图4为本技术的基本模块连接图。 图5为本技术采用变频取代挡板调节的对比节电率图。具体实施方式以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述 为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。 实施例 参看图1，本技术蒸汽锅炉节能控制系统，包括锅炉给水系统01、锅炉燃烧调节系统和锅炉系统26，蒸汽压力调节系统、送风调节系统和炉膛负压调节系统。所述锅炉燃烧调节系统是由三个相对独立的蒸汽压力调节系统02、送风调节系统03和炉膛负压调节系统04共同构成 锅炉给水系统01的输出端分别连接所述蒸汽压力调节系统02、送风调节系统03和炉膛负压调节系统04的输入端，蒸汽压力调节系统02通过内部设置的炉排变频器和鼓风机变频器分别连接所述锅炉系统26的输入端，炉膛负压调节系统04通过内部设置的引风机变频器连接所述锅炉系统26的输入端。 所述锅炉给水系统Ol设置有给水控制回路和给水压力回路，所述给水控制回路的一个任务是使给水流量适应锅炉的蒸发量，以维持汽包水位在允许的范围内；另一个任务是保持给水稳定。 参看图2，在给水控制回路中被调参数是汽包水位l，调节机构是给水调节阀2，调节量是给水流量3，采用闭环三冲量调节系统进行调节。具体调节过程是先通过蒸汽流量变送器和给水流量变送器取得各自的信号乘以相应的比例系数，通过比例系数可以调节蒸汽流量或给水流量对调节系统的影响力度。通过差压变送器取得水位信号作为主调节信号H。如果水位设定值为G，蒸汽流量为D，那么在平衡条件下应有D*Dk-W*Wk+H-G = 0的关系式存在。其中Dk为蒸汽流量系数Wk为给水流量系数。如果再设定时，保证在稳态下D承Dk=W承Wk那么就可以得到H = G。此时调节器的输出就与符合对应，给水阀停在某一位置上。若有一个或多个信号发生变化，平衡状态被破坏，水位PI调节单元4的输出必将发生变化。当水位升高了，则调节模块的输出信号就减小，使得给水调节阀关小。反之，当水位降低时，调节模块的输出值增大，使给水阀开大。实践证明三冲量给水单极自本文档来自技高网...

【技术保护点】
蒸汽锅炉节能控制系统，包括锅炉系统，其特征在于，它还包括设有给水控制回路与给水压力回路的锅炉给水系统（０１）和锅炉燃烧调节系统，所述锅炉燃烧调节系统是由三个相对独立的蒸汽压力调节系统（０２）、送风调节系统（０３）和炉膛负压调节系统（０４）共同构成：　　所述锅炉给水系统（０１）的输出端分别连接所述蒸汽压力调节系统（０２）、送风调节系统（０３）和炉膛负压调节系统（０４）的输入端，所述蒸汽压力调节系统（０２）通过内部设置的炉排变频器和鼓风机变频器分别连接所述锅炉系统（２６）的输入端，所述炉膛负压调节系统（０４）通过内部设置的引风机变频器连接所述锅炉系统（２６）的输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴法，
申请(专利权)人：张兴法，
类型：实用新型
国别省市：97[中国|宁波]