專利名稱：一種組合式大功率冷凝鍋爐及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種組合式鍋爐，具體涉及ー種組合式大功率冷凝鍋爐及其控制方法。
背景技術(shù)：
冷凝鍋爐具有高效節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，是鍋爐行業(yè)的發(fā)展方向，目前小型冷凝鍋爐或燃?xì)饫淠裏崴鞯募夹g(shù)已經(jīng)逐漸成熟，但是由于換熱器的設(shè)計(jì)、加工、批量化生產(chǎn)存在困難，使得冷凝技術(shù)向大型商業(yè)鍋爐轉(zhuǎn)化過程進(jìn)展緩慢。目前國際上最大的單個(gè)換熱器冷凝鍋爐為570KW。由于冷凝鍋爐在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生大量的弱酸性冷凝水，因此其換熱器必須使用不銹鋼或鑄鋁來加工。對(duì)于鑄鋁材料，用鑄鋁模具加工小型換熱器的技術(shù)已基本成熟，但是 由于大型鑄鋁件存在模具成本高、加工エ藝復(fù)雜、產(chǎn)品報(bào)廢率高等困難，使得目前無法用鑄鋁模具直接加工大功率換熱器；而對(duì)于不銹鋼而言，小型的不銹鋼換熱器可以采用機(jī)器自動(dòng)焊接，而大型不銹鋼換熱器目前還只能是人工焊接，其生產(chǎn)效率低、加工成本高、且質(zhì)量難以保證。為了得到大功率的冷凝鍋爐，另ー種方式是在傳統(tǒng)鍋爐基礎(chǔ)上，在煙道中増加冷凝換熱器，其取得了一定的冷凝效果，但問題是(1)煙道中増加冷凝換熱器占用空間很大；(2)不是ー個(gè)有機(jī)整體，燃燒系統(tǒng)要相應(yīng)的調(diào)整；(3)冷凝的潛力沒有完全挖掘出來。另ー方面，100%空氣燃?xì)忸A(yù)混技術(shù)是提高鍋爐效率，降低污染的ー個(gè)重要手段，是冷凝鍋爐關(guān)鍵技術(shù)之一。但是此技術(shù)的應(yīng)用限制了單個(gè)燃燒系統(tǒng)和換熱器的大小，要増加鍋爐的容量，必須使用組合式鍋爐技木。而目前現(xiàn)有的由外置式多臺(tái)鍋爐控制器來實(shí)現(xiàn)的多臺(tái)鍋爐聯(lián)動(dòng)，都存在鍋爐占地面積大、鍋爐的零部件不能共用、増加加工和使用成本的缺點(diǎn)，而且外部連接線路復(fù)雜，安裝困難。傳統(tǒng)鍋爐只有ー套供熱換熱系統(tǒng)，這樣必須設(shè)計(jì)制造多種規(guī)格的鍋爐來滿足客戶不同的需求，増加了設(shè)計(jì)制造的成本，不利于實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供ー種組合式大功率冷凝鍋爐及其控制方法，其能實(shí)現(xiàn)多個(gè)燃燒 機(jī)聯(lián)動(dòng)，減少了換熱器的種類，使批量化生產(chǎn)成為可能，冷凝鍋爐的功率得到提高；降低成本，簡化設(shè)計(jì)；熱效率更高。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是ー種組合式大功率冷凝鍋爐包括至少I臺(tái)冷凝鍋爐換熱器，每臺(tái)冷凝鍋爐換熱器設(shè)置于ー套鍋爐框架內(nèi)，相鄰鍋爐框架通過緊固裝置連接；每臺(tái)冷凝鍋爐換熱器配設(shè)有2套燃燒機(jī)，每套燃燒機(jī)各自配有高溫報(bào)警溫感、供水溫感、回水溫感和高溫保險(xiǎn)絲，2套燃燒機(jī)共用煙道、進(jìn)水管、出水管、冷凝水排出ロ，共用換熱器供水溫感、流量開關(guān)、煙感這三個(gè)控制元?dú)饧头潘y、安全閥、排氣閥三個(gè)閥門；
每臺(tái)冷凝鍋爐換熱器安裝有智能控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)包括每臺(tái)換熱器設(shè)置一個(gè)換熱器控制模塊盒，內(nèi)置兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊，其一為主控制模塊，另ー為副控制模塊，每個(gè)控制模塊控制一個(gè)燃燒器，其中主控制模塊連接獨(dú)自運(yùn)行所需的控制元器件和所有共用控制元器件，副控制模塊只連接獨(dú)自運(yùn)行所需的控制元器件，主控制模塊通過信號(hào)線控制副控制模塊，主控制模塊確定兩個(gè)燃燒機(jī)的啟停順序。作為本發(fā)明所述的組合式大功率冷凝鍋爐的一種優(yōu)選方案所述組合式大功率冷凝鍋爐包括兩臺(tái)冷凝鍋爐換熱器；所述智能控制系統(tǒng)還包括有通訊模塊和總顯示器，冷凝鍋爐安裝有總顯示器，總顯示器連接安裝有通訊模塊盒，內(nèi)置兩個(gè)通訊模塊，分別通過接線盒與兩臺(tái)換熱器的兩個(gè)換熱器控制模塊盒相連，每個(gè)換熱器控制模塊盒內(nèi)有兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊，分別設(shè)置為主控制模塊和副控制模塊；在換熱器的主換熱器控制模塊中選擇ー個(gè)主燃燒機(jī)控制模塊設(shè)置為總?cè)紵龣C(jī)控制模塊，將總?cè)紵龣C(jī)控制模塊與總顯示器相連，總顯示器和總?cè)紵龣C(jī)控制模塊一起共同安裝有聯(lián)動(dòng)軟件。
作為本發(fā)明所述的組合式大功率冷凝鍋爐的一種優(yōu)選方案所述組合式大功率冷凝鍋爐包括四臺(tái)冷凝鍋爐換熱器；所述智能控制系統(tǒng)還包括有通訊模塊和總顯示器，冷凝鍋爐安裝有總顯示器，總顯示器連接安裝有通訊模塊盒，內(nèi)置四個(gè)通訊模塊，分別通過接線盒與四臺(tái)換熱器的四個(gè)換熱器控制模塊盒相連，每個(gè)換熱器控制模塊盒內(nèi)有兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊，分別設(shè)置為主控制模塊和副控制模塊；在換熱器的主換熱器控制模塊中選擇ー個(gè)主燃燒機(jī)控制模塊設(shè)置為總?cè)紵龣C(jī)控制模塊，將總?cè)紵龣C(jī)控制模塊與總顯示器相連，總顯示器和總?cè)紵龣C(jī)控制模塊一起共同安裝有聯(lián)動(dòng)軟件。作為本發(fā)明所述的組合式大功率冷凝鍋爐的一種優(yōu)選方案所述組合式大功率冷凝鍋爐包括N臺(tái)冷凝鍋爐換熱器，N為大于I的自然數(shù)；所述智能控制系統(tǒng)還包括有通訊模塊和總顯示器，冷凝鍋爐安裝有總顯示器，總顯示器連接安裝有通訊模塊盒，內(nèi)置N個(gè)通訊模塊，分別通過接線盒與N臺(tái)換熱器的N個(gè)燃燒機(jī)控制模塊盒相連。作為本發(fā)明所述的組合式大功率冷凝鍋爐的一種優(yōu)選方案所述通訊模塊盒、接線盒和燃燒器控制模塊盒之間用可拆卸的線束連接，線束的兩端設(shè)有互相配合的接插件。這樣在裝配中起到防呆設(shè)計(jì)。一種本發(fā)明所述的組合式大功率冷凝鍋爐的控制方法，包括以下步驟當(dāng)冷凝鍋爐接到采暖需求信號(hào)吋，需要進(jìn)行三級(jí)PID邏輯控制計(jì)算；總顯示器和 總?cè)紵龣C(jī)控制模塊根據(jù)系統(tǒng)溫感溫度值和鍋爐設(shè)定值來進(jìn)行第一級(jí)PID邏輯控制計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，并將計(jì)算出的目標(biāo)值發(fā)給總顯示器確定的第一臺(tái)啟動(dòng)的換熱器；第一臺(tái)啟動(dòng)的換熱器的換熱器控制模塊根據(jù)目標(biāo)值和換熱器供水溫感的溫度值，進(jìn)行第二級(jí)PID邏輯控制計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，再將計(jì)算出的目標(biāo)值發(fā)給兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊中按順序首先啟動(dòng)的燃燒機(jī)控制模塊；首先啟動(dòng)的燃燒機(jī)控制模塊根據(jù)目標(biāo)值和自身相連的供水溫感溫度值進(jìn)行第三級(jí)PID邏輯控制計(jì)算，確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和燃燒器的出力；當(dāng)?shù)谝粋€(gè)啟動(dòng)的換熱器出力達(dá)到參數(shù)設(shè)定值時(shí)，鍋爐的系統(tǒng)溫感溫度值仍未達(dá)到鍋爐設(shè)定值時(shí)，則延時(shí)啟動(dòng)第二個(gè)換熱器；這時(shí)總?cè)紵龣C(jī)控制模塊和總顯示器根據(jù)系統(tǒng)溫感溫度值和鍋爐設(shè)定值進(jìn)行第一級(jí)PID邏輯控制計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，計(jì)算出的目標(biāo)值通過總顯示器與相連的通訊模塊，發(fā)給已啟動(dòng)的換熱器的主燃燒機(jī)控制模塊；主燃燒機(jī)控制模塊根據(jù)換熱器供水溫感溫度值和目標(biāo)值進(jìn)行第二級(jí)PID邏輯控制計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，并將計(jì)算出的目標(biāo)值分給兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊；兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊根據(jù)這個(gè)目標(biāo)值和自身供水溫感溫度值進(jìn)行第三級(jí)PID邏輯計(jì)算，確定兩個(gè)燃燒機(jī)的出力；如果已啟動(dòng)的換熱器的兩個(gè)燃燒機(jī)的出力都達(dá)到了參數(shù)設(shè)定值時(shí)，鍋爐的系統(tǒng)溫感溫度值仍不能達(dá)到鍋爐設(shè)定值時(shí)，總?cè)紵骺刂颇K和總顯示器根據(jù)通訊模塊的地址，啟動(dòng)第二臺(tái)換熱器，控制和計(jì)算的原理同上；如果第二臺(tái)換熱器的兩個(gè)燃燒機(jī)的出力也都達(dá)到了參數(shù)設(shè)定值時(shí)，鍋爐的系統(tǒng)溫感溫度值仍不能達(dá)到鍋爐設(shè)定值時(shí)，則再啟動(dòng)第三臺(tái)換熱器，直至所有換熱器的燃燒機(jī)都啟動(dòng)。作為所述的組合式大功率冷凝鍋爐的控制方法的一種優(yōu)選方案，還包括以下步 驟當(dāng)鍋爐系統(tǒng)溫感溫度值高于目標(biāo)設(shè)定值，最后啟動(dòng)的燃燒機(jī)執(zhí)行完延時(shí)設(shè)置后關(guān)閉；剰余的燃燒機(jī)重復(fù)進(jìn)行三級(jí)PID邏輯計(jì)算，來確認(rèn)目前所需的出力；同理其他的燃燒機(jī)依次關(guān)閉，直到剩下最后一個(gè)燃燒機(jī)吋，如果系統(tǒng)溫感溫度值不高于鍋爐設(shè)定值，則燃燒機(jī)出力可以低于參數(shù)設(shè)定值，維持小火穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)系統(tǒng)溫感溫度值高于鍋爐目標(biāo)設(shè)定值時(shí)，鍋爐關(guān)閉。作為所述的組合式大功率冷凝鍋爐的控制方法的一種優(yōu)選方案，還包括以下步驟當(dāng)冷凝鍋爐的總?cè)紵龣C(jī)控制模塊與室外溫感相連，執(zhí)行室外溫度補(bǔ)償模式吋，總?cè)紵龣C(jī)控制模塊和總顯示器根據(jù)系統(tǒng)溫感溫度值和室外溫感溫度值來進(jìn)行第一級(jí)PID邏輯控制運(yùn)算，其他的控制方法與采暖模式相同；總顯示器通過通訊模塊可以調(diào)整換熱器的啟停順序，換熱器上的主燃燒機(jī)控制模塊可以調(diào)整主、副燃燒機(jī)的啟停順序。作為所述的組合式大功率冷凝鍋爐的控制方法的一種優(yōu)選方案，還包括以下步驟防凍保護(hù)功能步驟，在沒有接到采暖需求信號(hào)的情況下，當(dāng)系統(tǒng)溫感溫度低于水泵啟動(dòng)設(shè)定值吋，總?cè)紵龣C(jī)控制模塊啟動(dòng)采暖需求水泵，通過管路中水的流動(dòng)來進(jìn)行防凍；當(dāng)系統(tǒng)溫感溫度低于低溫小火燃燒設(shè)定值時(shí)，總?cè)紵龣C(jī)控制模塊將自身作為單臺(tái)鍋爐啟動(dòng)，用最小火進(jìn)行燃燒出力，持續(xù)燃燒直到所有供水溫感、回水溫感溫度高于防凍安全設(shè)定值時(shí)，鍋爐才停止。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)是I、本發(fā)明的組合式大功率冷凝鍋爐以一個(gè)換熱器配兩個(gè)燃燒機(jī)組成的供熱換熱系統(tǒng)為ー個(gè)單元，通過框架式結(jié)構(gòu)，將多個(gè)單元進(jìn)行支撐固定，組合成不同規(guī)格的大功率冷凝鍋爐，再通過智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)燃燒機(jī)聯(lián)動(dòng)，這樣既滿足了客戶多樣化的需求，又減少了換熱器的種類，使批量化生產(chǎn)成為可能；本發(fā)明的鍋爐功率最大可達(dá)到2000KW。2、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)換熱器共用系統(tǒng)溫感、浮球開關(guān)等控制部件，還可共用排煙管道、空氣管道、冷凝水水封管道、燃?xì)夤艿?、支架鈑金等結(jié)構(gòu)件，降低成本，簡化設(shè)計(jì)。3、傳統(tǒng)配有ー套供熱換熱系統(tǒng)的鍋爐，燃燒比例調(diào)節(jié)范圍只能在209T100%之內(nèi)， 而本發(fā)明的組合式大功率冷凝鍋爐最大的比例調(diào)節(jié)范圍可以達(dá)到2. 59^100%。4、傳統(tǒng)非冷凝鍋爐的排煙溫度必須高于150°C，煙氣的大量顯熱和水蒸氣的潛熱無法被吸收，鍋爐熱效率按高位發(fā)熱值計(jì)算為759^80%，而本發(fā)明的組合式大功率冷凝鍋爐的排煙溫度低于60°C，熱效率高達(dá)96%。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例一中單個(gè)換熱器的右視圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一中單個(gè)換熱器的左視圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一中單個(gè)換熱器鍋爐的立體圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例一中設(shè)有2個(gè)燃燒器的單個(gè)換熱器的PID控制原理圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例ニ中兩臺(tái)換熱器組合鍋爐的立體圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例ニ中連接線束的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例三中四臺(tái)換熱器組合鍋爐的立體圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例三中2個(gè)燃燒器的多個(gè)換熱器的PID控制原理圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例三中組合后的大功率冷凝鍋爐的立體圖。圖I到圖9的序號(hào)名稱I、風(fēng)機(jī)；2、單流門；3、換熱器；4、高溫報(bào)警溫感；5、供水溫感；6、換熱器供水溫感；
7、回水溫感；8、流量開關(guān)；9、高溫保險(xiǎn)絲；10、煙感；11、放水閥；12、安全閥；13、排氣閥；14、換熱器模塊盒；15、副控制模塊；16、主控制模塊；17、通訊模塊；18、通訊模塊盒；19、接線盒；20、總顯示器；21、空氣管道；22、燃?xì)夤艿溃?3、排煙管道；24、冷凝水水封管道。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述實(shí)施例一參見圖f 3所示，ー種組合式大功率冷凝鍋爐，其單個(gè)換熱器3配有兩套由風(fēng)機(jī)I、單流門2和內(nèi)置燃燒頭組成的燃燒機(jī)，兩套燃燒機(jī)各自配有高溫報(bào)警溫感4、供水溫感5、回水溫感7和高溫保險(xiǎn)絲9，兩套燃燒機(jī)共用煙道、進(jìn)水管、出水管、冷凝水排出ロ等結(jié)構(gòu)部件，共用換熱器供水溫感6、流量開關(guān)8、煙感10三個(gè)控制元?dú)饧头潘y11、安全閥12、排氣閥13三個(gè)閥門。當(dāng)單臺(tái)換熱器組裝成鍋爐時(shí)，在鍋爐前端安裝換熱器制模塊盒14，內(nèi)置兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊，其中ー個(gè)通訊地址設(shè)置為1，是主控制模塊16，另ー個(gè)通訊地址設(shè)置為2，作為副控制模塊15，兩個(gè)控制模塊分別控制圖I所示的兩個(gè)燃燒機(jī)，其中副控制模塊只連接高溫報(bào)警溫感4、燃燒機(jī)供水溫感5、燃燒機(jī)回水溫感7和高溫保險(xiǎn)絲9這些獨(dú)自運(yùn)行所需的控制元器件，主控制模塊不僅連接獨(dú)自運(yùn)行所需的這四個(gè)控制元器件，還連接所有共用控制元器件，主控制模塊通過信號(hào)線控制副控制模塊。如圖4所示，對(duì)于單臺(tái)換熱器組成的鍋爐，當(dāng)鍋爐接到采暖需求信號(hào)或生活熱水需求信號(hào)吋，需要兩級(jí)PID邏輯控制計(jì)算，主燃燒機(jī)控制模塊檢查目前的換熱器供水溫感溫度值和鍋爐設(shè)定值，如果換熱器供水溫感溫度值低于鍋爐設(shè)定值，則啟動(dòng)一個(gè)燃燒機(jī)，同時(shí)主燃燒機(jī)控制模塊根據(jù)換熱器供水溫感溫度值和鍋爐設(shè)定值進(jìn)行第一級(jí)PID邏輯控制計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，將計(jì)算出的目標(biāo)值提供給已啟動(dòng)的燃燒機(jī)控制模塊，已啟動(dòng)的燃燒機(jī)控制模塊根據(jù)自身的供水溫感溫度值和此目標(biāo)值進(jìn)行第二級(jí)PID邏輯控制計(jì)算，確定燃燒機(jī)的出力，并通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)燃燒機(jī)的出力。當(dāng)已啟動(dòng)的燃燒機(jī)出力達(dá)到預(yù)定值，如60%吋，換熱器供水溫感溫度值仍低于鍋爐設(shè)定值時(shí)，待延時(shí)設(shè)置結(jié)束，主燃燒機(jī)控制模塊啟動(dòng)第二個(gè)燃燒機(jī)，同時(shí)根據(jù)目前換熱器供水溫感溫度值和鍋爐設(shè)定值進(jìn)行PID控制邏輯計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，將計(jì)算出的目標(biāo)值提供給兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊，兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊根據(jù)目標(biāo)值和各自的供水溫感溫度值進(jìn)行PID計(jì)算，確定各自的燃燒機(jī)出力。當(dāng)一臺(tái)燃燒機(jī)的出力低于設(shè)定值，如40%時(shí)，最后啟動(dòng)的燃燒機(jī)關(guān)閉。剩下的燃燒機(jī)控制模塊根據(jù)主燃燒機(jī)控制模塊計(jì)算出的目標(biāo)值和目前自身供水溫感溫度值來調(diào)整燃燒機(jī)的出力，當(dāng)供水溫感溫度值高于目標(biāo)值時(shí)，鍋爐關(guān)閉。燃燒機(jī)控制模塊的PID計(jì)算采用負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。
補(bǔ)償計(jì)算當(dāng)換熱器供水溫感溫度值低于鍋爐設(shè)定值時(shí)，為了盡快使鍋爐出力達(dá)到設(shè)定值，主燃燒機(jī)控制模塊計(jì)算出的目標(biāo)值最大可以增加20で。當(dāng)換熱器供水溫感溫度值高于鍋爐設(shè)定值時(shí)，為了盡快減少鍋爐出力，計(jì)算出的目標(biāo)值可以最多減少10°C。延時(shí)控制當(dāng)條件滿足時(shí)，燃燒機(jī)控制模塊延時(shí)運(yùn)行PID計(jì)算，以等待鍋爐系統(tǒng)狀態(tài)穩(wěn)定。主控制模塊地址設(shè)為1，副控制模塊地址設(shè)為2，兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊啟動(dòng)的次序可以設(shè)置為定期輪換，這樣可以確保燃燒機(jī)的壽命基本一致。燃燒機(jī)控制模塊的地址可以設(shè)置為f 16，因此將ー個(gè)燃燒器控制模塊地址設(shè)置為1，作為主控制模塊，就可以實(shí)現(xiàn)16臺(tái)燃燒機(jī)的聯(lián)動(dòng)。但是相對(duì)配有兩個(gè)燃燒機(jī)的換熱器而言，多個(gè)換熱機(jī)組合成一臺(tái)大功率冷凝鍋爐時(shí)，每個(gè)換熱器都配有兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊，控制模塊的地址均設(shè)置為1、2，這樣就產(chǎn)生了地址重復(fù)，按上述方式進(jìn)行聯(lián)動(dòng)無法進(jìn)行。本發(fā)明在上述單臺(tái)有兩個(gè)燃燒機(jī)的換熱器構(gòu)成的鍋爐的智能控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，研制増加了通訊模塊和總顯示器。每個(gè)換熱器的兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊連接一個(gè)通訊模塊，以確定換熱器地址；在主燃燒機(jī)控制模塊中選擇ー個(gè)與總顯示器相連，作為總?cè)紵龣C(jī)控制模塊，總顯示器和總?cè)紵龣C(jī)控制模塊一起共同安裝有聯(lián)動(dòng)軟件。實(shí)施例ニ如圖5所示，由兩臺(tái)換熱器組成的大功率冷凝鍋爐，鍋爐正前方安裝總顯示器20，后上方安裝通訊模塊盒18，內(nèi)置兩個(gè)通訊模塊17，分別通過接線盒19與兩個(gè)換熱器控制模塊盒14相連，每個(gè)換熱器控制模塊盒內(nèi)有兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊，分別設(shè)置為主控制模塊和副控制模塊。其中一個(gè)主控制模塊設(shè)置為總?cè)紵龣C(jī)控制模塊。通訊模塊盒、接線盒和燃燒機(jī)控制模塊盒之間用可拆卸的線束連接。連接線束如圖6所示，組合式鍋爐具有可以將換熱器、燃燒機(jī)、邊框支架、控制盒等組件在現(xiàn)場安裝的特點(diǎn)，與一臺(tái)整體式大功率鍋爐相比，搬運(yùn)安裝的難度降低了很多。但是組合式鍋爐內(nèi)部線束的復(fù)雜程度大大增加，如果全部在現(xiàn)場接線，對(duì)安裝工人的技能培訓(xùn)要求非常高，出錯(cuò)的概率非常大。本發(fā)明將每臺(tái)換熱器所需的燃燒機(jī)控制模塊盒、通訊模塊盒、接線盒及其線束設(shè)計(jì)成獨(dú)立的単元，在エ廠內(nèi)部進(jìn)行批量生產(chǎn)與檢驗(yàn)，各個(gè)控制盒之間的連接線束，設(shè)計(jì)成可拆卸結(jié)構(gòu)，通過線束兩端的接插件與控制盒相連，并通過選擇不同的接插件，實(shí)現(xiàn)防呆設(shè)計(jì)。這樣既提高了控制盒的生產(chǎn)效率，又使鍋爐的現(xiàn)場安裝簡單方便。實(shí)施例三如圖7所示，由四臺(tái)換熱器組成的大功率冷凝鍋爐，它的控制系統(tǒng)也是由總顯示器20、內(nèi)置四個(gè)通訊模塊17的通訊模塊盒18、四個(gè)換熱器模塊盒14和連接線束組成。如圖8所示，當(dāng)鍋爐接到采暖需求信號(hào)吋，需要進(jìn)行三級(jí)PID邏輯控制計(jì)算，總顯示器和總?cè)紵龣C(jī)控制模塊根據(jù)系統(tǒng)溫感溫度值和鍋爐設(shè)定值來進(jìn)行第一級(jí)PID邏輯控制計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，并將計(jì)算出的目標(biāo)值發(fā)給總顯示器確定的第一臺(tái)啟動(dòng)的換熱器；第一臺(tái)啟動(dòng)的換熱器的主燃燒機(jī)控制模塊根據(jù)目標(biāo)值和換熱器供水溫感的溫度值，進(jìn)行第二級(jí)PID邏輯控制計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，再將計(jì)算出的目標(biāo)值發(fā)給兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊中按順序首先啟動(dòng)的燃燒機(jī)控制模塊，首先啟動(dòng)的燃燒機(jī)控制模塊根據(jù)目標(biāo)值和自身相連的供水溫感溫度值進(jìn)行第三級(jí)PID邏輯控制計(jì)算，確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和燃燒機(jī)的出力。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)啟動(dòng)的燃燒機(jī)出力達(dá)到參數(shù)設(shè)定值時(shí)，例如60%，鍋爐的系統(tǒng)溫感溫度值仍未達(dá)到鍋爐設(shè)定值時(shí)，則延時(shí)啟動(dòng)第二個(gè)燃燒機(jī)。這時(shí)總?cè)紵龣C(jī)控制模塊和總顯示器根據(jù)系統(tǒng)溫感溫度值和鍋爐設(shè)定值進(jìn)行第一級(jí)PID邏輯控制計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，計(jì)算出的目標(biāo)值通過總顯示器與相連的通訊模塊，發(fā)給已啟動(dòng)的換熱器的主控制模塊，主控制模塊根據(jù)換熱器供水溫感溫度值和目標(biāo)值進(jìn)行第二級(jí)PID邏輯控制計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，并將計(jì)算出的目標(biāo)值分給兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊，兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊根據(jù)這個(gè)目標(biāo)值和自身供水溫感溫度值進(jìn)行第三級(jí)PID邏輯計(jì)算，確定兩個(gè)燃燒機(jī)的出力。如果已啟動(dòng)的換熱器的兩個(gè)燃燒機(jī)的出力都達(dá)到了參數(shù)設(shè)定值時(shí)，鍋爐的系統(tǒng)溫 感溫度值仍不能達(dá)到鍋爐設(shè)定值時(shí)，總?cè)紵龣C(jī)控制模塊和總顯示器根據(jù)通訊模塊的地址，啟動(dòng)第二臺(tái)換熱器，控制和計(jì)算的原理同上，直至所有的燃燒機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)鍋爐系統(tǒng)溫感溫度值高于目標(biāo)設(shè)定值，最后啟動(dòng)的燃燒機(jī)執(zhí)行完延時(shí)設(shè)置后關(guān)閉。剰余的燃燒機(jī)重復(fù)進(jìn)行三級(jí)PID邏輯計(jì)算，來確認(rèn)目前所需的出力。同理其他的燃燒機(jī)依次關(guān)閉，直到剩下最后ー個(gè)燃燒機(jī)時(shí)，如果系統(tǒng)溫感溫度值不高于鍋爐設(shè)定值，則燃燒機(jī)出力可以低于參數(shù)設(shè)定值，例如40%，維持小火穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)系統(tǒng)溫感溫度值高于鍋爐目標(biāo)設(shè)定值時(shí)，鍋爐關(guān)閉。當(dāng)鍋爐的總?cè)紵龣C(jī)控制模塊與室外溫感相連，執(zhí)行室外溫度補(bǔ)償模式吋，總?cè)紵龣C(jī)控制模塊和總顯示器根據(jù)系統(tǒng)溫感溫度值和室外溫感溫度值來進(jìn)行第一級(jí)PID邏輯控制運(yùn)算，其他的控制方法與采暖模式相同，在這種情況下可以為客戶提供更加舒適的環(huán)境和節(jié)約更多的能源?？傦@示器通過通訊模塊可以調(diào)整換熱器的啟停順序，換熱器上的主控制模塊可以調(diào)整主、副燃燒機(jī)的啟停順序，這樣可以確保各個(gè)換熱器、燃燒機(jī)的壽命基本一致。由此可見，在采暖需求模式下，本智能控制系統(tǒng)可以控制每個(gè)燃燒機(jī)的準(zhǔn)確合理的出力，從而最大限度的提高鍋爐效率，減少能源的浪費(fèi)。對(duì)于生活熱水需求模式等需要鍋爐快速啟動(dòng)，以大火燃燒為主的情況下，只要改變后控制盒內(nèi)的外接線束，即可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)換熱機(jī)同時(shí)啟停、分組啟停，從而縮短供熱時(shí)間。本智能控制系統(tǒng)還具有防凍保護(hù)功能，在沒有接到采暖需求信號(hào)的情況下，當(dāng)系統(tǒng)溫感溫度低于水泵啟動(dòng)設(shè)定值時(shí)，總?cè)紵龣C(jī)控制模塊啟動(dòng)采暖需求水泵，通過管路中水的流動(dòng)來進(jìn)行防凍。當(dāng)系統(tǒng)溫感溫度低于低溫小火燃燒設(shè)定值時(shí)，總?cè)紵龣C(jī)控制模塊將自身作為單臺(tái)鍋爐啟動(dòng)，用最小火進(jìn)行燃燒出力，持續(xù)燃燒直到所有供水溫感、回水溫感溫度高于防凍安全設(shè)定值吋，鍋爐才停止。如圖9所示，組合后的大功率冷凝鍋爐，每兩個(gè)燃燒機(jī)共用一個(gè)空氣管道21和一根燃?xì)夤艿?2，由單流門2來防止煙氣的再循環(huán)，并且燃燒機(jī)控制模塊設(shè)計(jì)有監(jiān)測(cè)單流門的功能，如果出現(xiàn)異常情況，燃燒機(jī)控制模塊將報(bào)警。每兩個(gè)換熱器共用一套排煙管道23和一套冷凝水水封管道24。通過零部件的共用，簡化了鍋爐內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，便于鍋爐的制造與安裝，減少了鍋爐安裝所需的空間和外部管道的數(shù)量。此外，以一臺(tái)鍋爐的長X寬為1360 X 758mm計(jì)算，當(dāng)四臺(tái)鍋爐平面布置在鍋爐房內(nèi)時(shí)，最小占地面積是15. 73平米；而當(dāng)四臺(tái)鍋爐組合成大功率冷凝鍋爐時(shí)，最小占地面積只有6. 5平方，節(jié)約效果明顯。應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā) 明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.ー種組合式大功率冷凝鍋爐，其特征在于包括至少I臺(tái)冷凝鍋爐換熱器，每臺(tái)冷凝鍋爐換熱器設(shè)置于ー套鍋爐框架內(nèi)，相鄰鍋爐框架通過緊固裝置連接； 每臺(tái)冷凝鍋爐換熱器配設(shè)有2套燃燒機(jī)，每套燃燒機(jī)各自配有高溫報(bào)警溫感、供水溫感、回水溫感和高溫保險(xiǎn)絲，2套燃燒機(jī)共用煙道、進(jìn)水管、出水管、冷凝水排出ロ ；共用換熱器供水溫感、流量開關(guān)、煙感這三個(gè)控制元?dú)饧头潘y、安全閥、排氣閥三個(gè)閥門； 每臺(tái)冷凝鍋爐換熱器安裝有智能控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)包括每臺(tái)換熱器設(shè)置ー個(gè)換熱器控制模塊盒，內(nèi)置兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊，其一為主控制模塊，另ー為副控制模塊，每個(gè)控制模塊控制一個(gè)燃燒機(jī)，其中主控制模塊連接獨(dú)自運(yùn)行所需的控制元器件和所有共用控制元器件，副控制模塊只連接獨(dú)自運(yùn)行所需的控制元器件，主控制模塊通過信號(hào)線控制副控制模塊，主控制模塊確定兩個(gè)燃燒機(jī)的啟停順序。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合式大功率冷凝鍋爐，其特征在于所述組合式大功率冷凝鍋爐包括兩臺(tái)冷凝鍋爐換熱器； 所述智能控制系統(tǒng)還包括有通訊模塊和總顯示器，冷凝鍋爐安裝有總顯示器，總顯示器連接安裝有通訊模塊盒，內(nèi)置兩個(gè)通訊模塊，分別通過接線盒與兩臺(tái)換熱器的兩個(gè)換熱器控制模塊盒相連，每個(gè)換熱器控制模塊盒內(nèi)有兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊，分別設(shè)置為主控制模塊和副控制模塊；在換熱器的主換熱器控制模塊中選擇ー個(gè)主燃燒機(jī)控制模塊設(shè)置為總?cè)紵龣C(jī)控制模塊，將總?cè)紵龣C(jī)控制模塊與總顯不器相連，總顯不器和總?cè)紵龣C(jī)控制模塊ー起共同安裝有聯(lián)動(dòng)軟件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合式大功率冷凝鍋爐，其特征在于所述組合式大功率冷凝鍋爐包括四臺(tái)冷凝鍋爐換熱器； 所述智能控制系統(tǒng)還包括有通訊模塊和總顯示器，冷凝鍋爐安裝有總顯示器，總顯示器連接安裝有通訊模塊盒，內(nèi)置四個(gè)通訊模塊，分別通過接線盒與四臺(tái)換熱器的四個(gè)換熱器控制模塊盒相連，每個(gè)換熱器控制模塊盒內(nèi)有兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊，分別設(shè)置為主控制模塊和副控制模塊；在換熱器的主換熱器控制模塊中選擇ー個(gè)主燃燒機(jī)控制模塊設(shè)置為總?cè)紵龣C(jī)控制模塊，將總?cè)紵龣C(jī)控制模塊與總顯不器相連，總顯不器和總?cè)紵龣C(jī)控制模塊ー起共同安裝有聯(lián)動(dòng)軟件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合式大功率冷凝鍋爐，其特征在于所述組合式大功率冷凝鍋爐包括N臺(tái)冷凝鍋爐換熱器，N為大于I的自然數(shù)； 所述智能控制系統(tǒng)還包括有通訊模塊和總顯示器，冷凝鍋爐安裝有總顯示器，總顯示器連接安裝有通訊模塊盒，內(nèi)置N個(gè)通訊模塊，分別通過接線盒與N臺(tái)換熱器的N個(gè)換熱器控制模塊盒相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一所述的組合式大功率冷凝鍋爐，其特征在于所述通訊模塊盒、接線盒和燃燒器控制模塊盒之間用可拆卸的線束連接，線束的兩端設(shè)有互相配合的接插件。
6.一種權(quán)利要求I至4中任ー權(quán)利要求所述的組合式大功率冷凝鍋爐的控制方法，其特征在于 當(dāng)冷凝鍋爐接到采暖需求信號(hào)吋，需要進(jìn)行三級(jí)PID邏輯控制計(jì)算；總顯示器和總?cè)紵龣C(jī)控制模塊根據(jù)系統(tǒng)溫感溫度值和鍋爐設(shè)定值來進(jìn)行第一級(jí)PID邏輯控制計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，并將計(jì)算出的目標(biāo)值發(fā)給總顯示器確定的第一臺(tái)啟動(dòng)的換熱器；第一臺(tái)啟動(dòng)的換熱器的換熱器控制模塊根據(jù)目標(biāo)值和換熱器供水溫感的溫度值，進(jìn)行第二級(jí)PID邏輯控制計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，再將計(jì)算出的目標(biāo)值發(fā)給兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊中按順序首先啟動(dòng)的燃燒機(jī)控制模塊；首先啟動(dòng)的燃燒機(jī)控制模塊根據(jù)目標(biāo)值和自身相連的供水溫感溫度值進(jìn)行第三級(jí)PID邏輯控制計(jì)算，確定風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和燃燒器的出力； 當(dāng)?shù)谝粋€(gè)啟動(dòng)的換熱器出力達(dá)到參數(shù)設(shè)定值時(shí)，鍋爐的系統(tǒng)溫感溫度值仍未達(dá)到鍋爐設(shè)定值時(shí)，則延時(shí)啟動(dòng)第二個(gè)換熱器；這時(shí)總?cè)紵龣C(jī)控制模塊和總顯示器根據(jù)系統(tǒng)溫感溫度值和鍋爐設(shè)定值進(jìn)行第一級(jí)PID邏輯控制計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，計(jì)算出的目標(biāo)值通過總顯示器與相連的通訊模塊，發(fā)給已啟動(dòng)的換熱器的主燃燒機(jī)控制模塊；主燃燒機(jī)控制模塊根據(jù)換熱器供水溫感溫度值和目標(biāo)值進(jìn)行第二級(jí)PID邏輯控制計(jì)算和補(bǔ)償計(jì)算，并將計(jì)算出的目標(biāo)值分給兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊；兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊根據(jù)這個(gè)目標(biāo)值和自身供水溫感溫度值進(jìn)行第三級(jí)PID邏輯計(jì)算，確定兩個(gè)燃燒機(jī)的出力； 如果已啟動(dòng)的換熱器的兩個(gè)燃燒機(jī)的出力都達(dá)到了參數(shù)設(shè)定值時(shí)，鍋爐的系統(tǒng)溫感溫度值仍不能達(dá)到鍋爐設(shè)定值時(shí)，總?cè)紵骺刂颇K和總顯示器根據(jù)通訊模塊的地址，啟動(dòng) 第二臺(tái)換熱器，控制和計(jì)算的原理同上； 如果第二臺(tái)換熱器的兩個(gè)燃燒機(jī)的出力也都達(dá)到了參數(shù)設(shè)定值時(shí)，鍋爐的系統(tǒng)溫感溫度值仍不能達(dá)到鍋爐設(shè)定值時(shí)，則再啟動(dòng)第三臺(tái)換熱器，直至所有換熱器的燃燒機(jī)都啟動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合式大功率冷凝鍋爐的控制方法，其特征在于，還包括以下步驟當(dāng)鍋爐系統(tǒng)溫感溫度值高于目標(biāo)設(shè)定值，最后啟動(dòng)的燃燒機(jī)執(zhí)行完延時(shí)設(shè)置后關(guān)閉；剩余的燃燒機(jī)重復(fù)進(jìn)行三級(jí)PID邏輯計(jì)算，來確認(rèn)目前所需的出力；同理其他的燃燒機(jī)依次關(guān)閉，直到剩下最后ー個(gè)燃燒機(jī)時(shí)，如果系統(tǒng)溫感溫度值不高于鍋爐設(shè)定值，則燃燒機(jī)出力可以低于參數(shù)設(shè)定值，維持小火穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)系統(tǒng)溫感溫度值高于鍋爐目標(biāo)設(shè)定值時(shí)，鍋爐關(guān)閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合式大功率冷凝鍋爐的控制方法，其特征在于，還包括以下步驟當(dāng)冷凝鍋爐的總?cè)紵龣C(jī)控制模塊與室外溫感相連，執(zhí)行室外溫度補(bǔ)償模式吋，總?cè)紵龣C(jī)控制模塊和總顯示器根據(jù)系統(tǒng)溫感溫度值和室外溫感溫度值來進(jìn)行第一級(jí)PID邏輯控制運(yùn)算，其他的控制方法與采暖模式相同；總顯示器通過通訊模塊可以調(diào)整換熱器的啟停順序，換熱器上的主燃燒機(jī)控制模塊可以調(diào)整主、副燃燒機(jī)的啟停順序。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合式大功率冷凝鍋爐的控制方法，其特征在于，還包括以下步驟防凍保護(hù)功能步驟，在沒有接到采暖需求信號(hào)的情況下，當(dāng)系統(tǒng)溫感溫度低于水泵啟動(dòng)設(shè)定值吋，總?cè)紵龣C(jī)控制模塊啟動(dòng)采暖需求水泵，通過管路中水的流動(dòng)來進(jìn)行防凍；當(dāng)系統(tǒng)溫感溫度低于低溫小火燃燒設(shè)定值時(shí)，總?cè)紵龣C(jī)控制模塊將自身作為單臺(tái)鍋爐啟動(dòng)，用最小火進(jìn)行燃燒出力，持續(xù)燃燒直到所有供水溫感、回水溫感溫度高于防凍安全設(shè)定值吋，鍋爐才停止。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種組合式大功率冷凝鍋爐及其控制方法，該鍋爐包括至少1臺(tái)冷凝鍋爐換熱器，每臺(tái)冷凝鍋爐換熱器設(shè)置于一套鍋爐框架內(nèi)，相鄰鍋爐框架通過緊固裝置連接；每臺(tái)冷凝鍋爐換熱器安裝有智能控制系統(tǒng)，智能控制系統(tǒng)包括每臺(tái)換熱器設(shè)置一個(gè)換熱器控制模塊盒，內(nèi)置兩個(gè)燃燒機(jī)控制模塊。該冷凝鍋爐及及其控制方法能夠?qū)崿F(xiàn)在控制成本的前提下擴(kuò)大鍋爐功率；既滿足了客戶多樣化的需求，又減少了換熱器的種類，使批量化生產(chǎn)成為可能。
文檔編號(hào)F24H9/18GK102748860SQ20121024696
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者保羅·酷爾潑斯, 崔樹慶, 王耀, 范海源 申請(qǐng)人:蘇州威博特能源環(huán)?？萍加邢薰?br>