一種鏈條蒸汽鍋爐燃燒控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃燒設(shè)備的控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鏈條蒸汽鍋爐燃燒控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在常規(guī)的中小容量鏈條蒸汽鍋爐中，通過配置鏈條爐排來實(shí)現(xiàn)機(jī)械加煤，通過鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)。如圖1所示，實(shí)際工作時(shí)，燃料自煤斗I落到爐排2上，進(jìn)入爐膛3，鼓風(fēng)機(jī)4向爐膛3輸送含氧豐富的空氣，兩者在爐膛3中完成燃燒，并釋放熱量；完成燃燒的高溫氣體由引風(fēng)機(jī)5抽引，依次通過過熱器6、省煤器7、除塵器8、煙囪9排向大氣；完成燃燒的煤渣由爐排2輸送，排出鍋爐；液態(tài)水由水泵10泵入鍋爐，首先通過煙道中的省煤器7進(jìn)行加熱，然后在爐膛3內(nèi)被加熱變?yōu)樗魵?，最后通過過熱器進(jìn)一步加熱輸出。
[0003]為節(jié)省能源，保證燃煤充分燃燒，提高燃料利用率是蒸汽鍋爐控制的核心任務(wù)。換句話說，如果爐排行進(jìn)速度，鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的比例不合理，將造成能源的浪費(fèi)。目前，在中小鍋爐燃燒系統(tǒng)中，常用的控制方法主要包括:1)人工控制爐排行進(jìn)速度，鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而控制鍋爐燃燒。2)加裝燃料量稱量機(jī)構(gòu)和風(fēng)量測(cè)量機(jī)構(gòu)，測(cè)取進(jìn)入爐膛內(nèi)的燃料量和風(fēng)量，再按照風(fēng)和燃料的比值進(jìn)行燃燒調(diào)控。3)加裝可見光探頭和風(fēng)量測(cè)量機(jī)構(gòu)，通過可見光探頭測(cè)量火焰能量信號(hào)推算出鍋爐燃燒的能級(jí)以此去調(diào)整配風(fēng)量，改變風(fēng)煤配比，實(shí)現(xiàn)鍋爐正常自動(dòng)燃燒。4)加裝光學(xué)探頭和風(fēng)量測(cè)量機(jī)構(gòu)，采用火焰圖像法來測(cè)量鍋爐燃燒輻射能及溫度場(chǎng)并控制鍋爐燃燒。
[0004]然而，要么需要熟練鍋爐工根據(jù)經(jīng)驗(yàn)不停地調(diào)整爐排行進(jìn)速度，鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；要么專注于燃料的充分燃燒，提高燃燒效率。而對(duì)蒸汽壓力的輸出，及根據(jù)蒸汽用量自適應(yīng)控制燃煤燃燒沒有涉及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種鏈條蒸汽鍋爐燃燒控制方法，能夠適應(yīng)下游用氣量，非線性控制鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐排轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制蒸汽鍋爐燃燒區(qū)域，使鍋爐運(yùn)行在合理的工作點(diǎn)；起到提供恒定壓力蒸汽，節(jié)省燃料費(fèi)用的效果。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0007]—種鏈條蒸汽鍋爐燃燒控制方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0008]第一步，計(jì)算壓差，檢測(cè)鏈條蒸汽鍋爐的實(shí)際輸出蒸汽壓力，計(jì)算實(shí)際輸出蒸汽壓力與設(shè)定初始蒸汽壓力之間的壓差；
[0009]第二步，計(jì)算蒸汽使用量波動(dòng)，采樣前一周期蒸汽蒸汽壓力，將當(dāng)前周期壓力減去前一周期蒸汽蒸汽壓力Pi獲得輸出蒸汽壓力波動(dòng)，然后根據(jù)輸出蒸汽壓力波動(dòng)計(jì)算蒸汽使用量波動(dòng)；
[0010]第三步，控制蒸汽鍋爐燃燒，根據(jù)壓差變化和蒸汽使用量波動(dòng)，采用自適應(yīng)非線性控制鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和爐排轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制蒸汽鍋爐燃燒區(qū)域，使鍋爐運(yùn)行在合理的工作點(diǎn)。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案，所述控制器采用自適應(yīng)非線性控制的方式，SP通過編程將設(shè)定初始蒸汽壓力下的不同壓差變化、不同蒸汽使用量波動(dòng)所對(duì)應(yīng)的鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和爐排轉(zhuǎn)速固化在控制器中；實(shí)際工作時(shí)，控制器根據(jù)實(shí)際的初始蒸汽壓力值、壓差變化值、蒸汽使用量波動(dòng)值，自動(dòng)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和爐排轉(zhuǎn)速。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案，在計(jì)算壓差步驟中包括有壓力傳感器自檢:采用兩個(gè)壓力傳感器同時(shí)檢測(cè)蒸汽鍋爐的蒸汽壓力，當(dāng)這兩個(gè)壓力傳感器輸出的壓力差超出既定誤差時(shí)，判定壓力傳感器出現(xiàn)故障，切換到手動(dòng)控制并對(duì)壓力傳感器出現(xiàn)故障進(jìn)行提
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[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案，所述壓力傳感器安裝在蒸汽鍋爐的蒸汽出口芳。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案，，所示鏈條蒸汽鍋爐為容量在30t/h以下的中小容量鏈條蒸汽鍋爐。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種鏈條蒸汽鍋爐燃燒控制方法，利用壓力傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)蒸汽鍋爐的蒸汽壓力變化，以達(dá)到監(jiān)測(cè)下游工業(yè)設(shè)備的蒸汽用量變化情況，并根據(jù)壓力傳感器反饋的結(jié)果，自適應(yīng)非線性控制鍋爐鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐排的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制鍋爐的燃燒。這樣能使燃煤充分燃燒，且燃燒產(chǎn)生的熱量被水或水蒸氣充分吸收；有效減少了燃料用量，減少了有害氣體排放，減輕了鍋爐工的勞動(dòng)強(qiáng)度。
【附圖說明】
[0016]圖1所示為現(xiàn)有的鏈條蒸汽鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2所示為本發(fā)明提供的鏈條蒸汽鍋爐燃燒控制方法原理圖；
[0018]圖3所示為本發(fā)明提供的鏈條蒸汽鍋爐燃燒控制方法流程圖(圖中虛線框代表控制器)；
[0019]圖4所示為利用本發(fā)明提供的鏈條蒸汽鍋爐燃燒控制方法獲得的燃燒圖。
[0020]附圖標(biāo)記說明:
[0021]1、煤斗， 2、爐排， 3、爐膛， 4、鼓風(fēng)機(jī)， 5、引風(fēng)機(jī)， 6、過熱器， 7、省煤器， 8、除塵器， 9、煙囪， 10、水泵；11、壓力傳感器， 12、控制器， 13、新燃料區(qū)， 14、揮發(fā)分區(qū)， 15、焦炭燃燒-氧化區(qū)， 16、焦炭燃燒-還原區(qū)， 17、燃盡區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】說明如下。
[0023]如圖2、圖3所示一種鏈條蒸汽鍋爐燃燒控制方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0024]第一步，計(jì)算壓差，檢測(cè)鏈條蒸汽鍋爐的實(shí)際輸出蒸汽壓力，計(jì)算實(shí)際輸出蒸汽壓力與設(shè)定初始蒸汽壓力之間的壓差；
[0025]第二步，計(jì)算蒸汽使用量波動(dòng)，采樣前一周期蒸汽蒸汽壓力，將當(dāng)前周期壓力減去前一周期蒸汽蒸汽壓力獲得輸出蒸汽壓力波動(dòng)，然后根據(jù)輸出蒸汽壓力波動(dòng)計(jì)算蒸汽使用量波動(dòng)；
[0026]第三步，控制蒸汽鍋爐燃燒，根據(jù)壓差變化和蒸汽使用量波動(dòng)，利用控制器自動(dòng)控制鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和爐排轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制蒸汽鍋爐燃燒區(qū)域，使鍋爐運(yùn)行在合理的工作點(diǎn)。
[0027]其中，所述鏈條蒸汽鍋爐為容量在30t/h以下的中小容量鏈條蒸汽鍋爐，所述鏈條蒸汽鍋爐的蒸汽壓力及波動(dòng)信息是通過壓力傳感器11來檢測(cè)的，而鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐排轉(zhuǎn)速的控制是通過控制器12來實(shí)現(xiàn)的；所述壓力傳感器與控制器之間信號(hào)連接。
[0028]所述控制器自動(dòng)控制所采用的是自適應(yīng)非線性控制的方式。即通過編程將設(shè)定初始蒸汽壓力下的不同壓差變化、不同蒸汽使用量波動(dòng)所對(duì)應(yīng)的鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和爐排轉(zhuǎn)速固化在控制器中。實(shí)際工作時(shí)，控制器根據(jù)實(shí)際的初始蒸汽壓力值、壓差變化值、蒸汽使用量波動(dòng)值，自動(dòng)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和爐排轉(zhuǎn)速。
[0029]所述控制器12上連接有控制器采樣時(shí)間設(shè)置模塊，用來調(diào)整采樣周期。本實(shí)施例中，優(yōu)選壓力傳感器的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)壓力傳感器設(shè)置在鏈條蒸汽鍋爐的蒸汽出口部位。實(shí)際檢測(cè)中，當(dāng)兩個(gè)壓力傳感器輸出的壓力差超出既定誤差時(shí)(既定誤差一般為lOKPa，用戶可根據(jù)實(shí)際情況自主調(diào)整)，判定壓力傳感器出現(xiàn)故障，切換到手動(dòng)控制并將壓力傳感器出現(xiàn)故障信號(hào)發(fā)送至生產(chǎn)管理系統(tǒng)。
[0030]如圖4所示，其為利用上述燃燒控制方法獲得的燃燒圖，圖中顯示了整個(gè)爐排上的燃料燃燒狀態(tài)，其中，圖標(biāo)13代表新燃料區(qū)，圖標(biāo)14代表析出揮發(fā)分區(qū)，圖標(biāo)15代表焦炭燃燒-氧化區(qū)，圖標(biāo)16代表焦炭燃燒-還原區(qū)，圖標(biāo)17代表燃盡區(qū)；從該圖中可以看出:燃煤在爐排盡頭燃燒完全，且燃盡區(qū)17較短。通過大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，利用本實(shí)施例提供的燃燒控制方法控制的鏈條蒸汽鍋爐，其爐排上的燃盡區(qū)長(zhǎng)度較短，這表明燃煤已充分燃燒，且燃燒產(chǎn)生的熱量被水或水蒸氣充分吸收。
[0031]以上【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)說明，但并不能以此來對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍進(jìn)行限制。顯而易見地，在本發(fā)明實(shí)質(zhì)的啟示下，本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可進(jìn)行許多改進(jìn)和修飾，需要注意的是，這些改進(jìn)和修飾都落在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鏈條蒸汽鍋爐燃燒控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，計(jì)算壓差，檢測(cè)鏈條蒸汽鍋爐的實(shí)際輸出蒸汽壓力，計(jì)算實(shí)際輸出蒸汽壓力與設(shè)定初始蒸汽壓力之間的壓差； 第二步，計(jì)算蒸汽使用量波動(dòng)，采樣前一周期蒸汽蒸汽壓力，將當(dāng)前周期壓力減去前一周期蒸汽蒸汽壓力獲得輸出蒸汽壓力波動(dòng)，然后根據(jù)輸出蒸汽壓力波動(dòng)計(jì)算蒸汽使用量波動(dòng)； 第三步，控制蒸汽鍋爐燃燒，根據(jù)壓差變化和蒸汽使用量波動(dòng)，采用控制器自動(dòng)控制鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和爐排轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制蒸汽鍋爐燃燒區(qū)域，使鍋爐運(yùn)行在合理的工作點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈條鍋爐蒸汽控制方法，其特征在于，所述控制器采用自適應(yīng)非線性控制的方式，即通過編程將設(shè)定初始蒸汽壓力下的不同壓差變化、不同蒸汽使用量波動(dòng)所對(duì)應(yīng)的鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和爐排轉(zhuǎn)速固化在控制器中；實(shí)際工作時(shí)，控制器根據(jù)實(shí)際的初始蒸汽壓力值、壓差變化值、蒸汽使用量波動(dòng)值，自動(dòng)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、引風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和爐排轉(zhuǎn)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈條鍋爐蒸汽控制方法，其特征在于，在計(jì)算壓差步驟中包括有壓力傳感器自檢:采用兩個(gè)壓力傳感器同時(shí)檢測(cè)蒸汽鍋爐的蒸汽壓力，當(dāng)這兩個(gè)壓力傳感器輸出的壓力差超出既定誤差時(shí)，判定壓力傳感器出現(xiàn)故障，切換到手動(dòng)控制并對(duì)壓力傳感器出現(xiàn)故障進(jìn)行提示。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏈條鍋爐蒸汽控制方法，其特征在于，所述壓力傳感器安裝在蒸汽鍋爐的蒸汽出口旁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈條鍋爐蒸汽控制方法，其特征在于，所示鏈條蒸汽鍋爐為容量在30t/h以下的中小容量鏈條蒸汽鍋爐。
【專利摘要】一種鏈條蒸汽鍋爐燃燒控制方法，包括：壓差采樣和蒸汽使用量變化采樣，其中，壓差采樣包括：檢測(cè)鏈條蒸汽鍋爐的蒸汽壓力，計(jì)算實(shí)際輸出蒸汽壓力與設(shè)定初始蒸汽壓力之間的壓差，并根據(jù)具體壓差大小，進(jìn)行自適應(yīng)非線性估計(jì)。蒸汽使用量變化采樣包括：檢測(cè)鏈條蒸汽鍋爐的蒸汽壓力輸出波動(dòng)信息，根據(jù)輸出蒸汽壓力波動(dòng)信息計(jì)算蒸汽使用量變化；并根據(jù)具體蒸汽使用量變化，進(jìn)行自適應(yīng)非線性估計(jì)。通過非線性估計(jì)，使蒸汽鍋爐能夠根據(jù)下游用氣量變化，非線性控制鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐排轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制蒸汽鍋爐燃燒區(qū)域，使鍋爐運(yùn)行在合理的工作點(diǎn)；起到提供恒定壓力蒸汽，節(jié)省燃料費(fèi)用的效果。
【IPC分類】F23N5-00
【公開號(hào)】CN104633699
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310561840
【發(fā)明人】錢沛良
【申請(qǐng)人】佛山市三水至豐紙品制造有限公司
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年11月12日