锅炉蓄热式自动控制节能装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种锅炉蓄热式自动控制节能装置，包括锅炉汽包、锅炉控制模块、给水装置和供汽装置，给水装置包括水位传感器、三通电动阀、尾烟预热器、水泵和蓄热软水箱，供汽装置包括汽包压力变送器、分汽缸、分汽缸压力变送器、电动球阀、用汽主管和锅炉燃烧器。本实用新型的给水装置使锅炉给水流量与蒸汽流量经变频连续调节给水后保持相对平衡的运行工况，锅炉汽包饱和水的有效体积增大，锅炉的燃烧效率明显提高，锅炉尾烟排烟温度明显下降，减少了锅炉尾烟对大气的污染，提高了给水温度，节能效果十分明显；供气装置能够使得锅炉在运行时保持恒压供气模式，降低了输气管的热能损耗，同时也提高了生产用气设备的使用寿命。
【专利说明】锅炉蓄热式自动控制节能装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种锅炉蓄热式自动控制节能装置。
【背景技术】
[0002] 目前在工业锅炉运行中都是按用汽设备的上下限压力和生产用汽工艺而设定的 开停机运行模式，由于用汽设备的使用压力和生产用汽压力与锅炉的额定压力相差较大， 所以锅炉的运行效率都较低，如何才能提高锅炉的燃烧效率、降低锅炉的运行成本、增大锅 炉的蓄热功能以及有效降低能源损耗？锅炉应该在安全额定的蒸汽压力下运行，合理地提 高生产用汽压力与锅炉产汽压力的压差，压差越大锅炉的蓄热效率就越高，由于锅炉汽包 内饱和水的密度是相同压力下饱和蒸汽密度的350倍，相等体积热水的热量是蒸汽热量的 80倍，因此适当控制饱和水的压力来提高锅炉的蓄热效率，有效地提高锅炉额定的产汽量， 从而提高锅炉的燃烧效率。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种耗能低、效率高的锅炉蓄热式自动 控制节能装置。
[0004] 本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种锅炉蓄热式自动控制节能装置，包 括锅炉汽包、锅炉控制模块、给水装置和供汽装置，所述给水装置包括水位传感器、尾烟预 热器、蓄热软水箱，所述水位传感器安装在锅炉汽包上，其信号输出端与锅炉控制模块相 连，在锅炉汽包与尾烟预热器的连接管道上设有三通电动阀，三通电动阀的第三端口与蓄 热软水箱相连，三通电动阀的控制端与锅炉控制模块相连，蓄热软水箱与尾烟预热器的连 接管路上设有水泵，水泵与锅炉控制模块相连，所述供汽装置包括汽包压力变送器、分汽 缸、分汽缸压力变送器、用汽主管和锅炉燃烧器，所述锅炉汽包通过蒸汽主管与分汽缸相 连，所述蒸汽主管上设有电动球阀，电动球阀的控制端与锅炉控制模块相连，所述用汽主管 与分汽缸相连，所述分汽缸压力变送器安装在分汽缸上，其控制端与锅炉控制模块相连，所 述锅炉汽包上设有汽包压力变送器，所述汽包压力变送器的信号输出端与锅炉控制模块相 连，所述锅炉控制模块与锅炉燃烧器相连。
[0005] 上述锅炉蓄热式自动控制节能装置中，所述尾烟预热器上设有温度传感器，所述 温度传感器的信号输出端与锅炉控制模块相连。
[0006] 上述锅炉蓄热式自动控制节能装置还包括引风电动机、鼓风电动机和炉排电动 机，所述引风电动机、鼓风电动机、炉排电动机分别与锅炉控制模块相连。
[0007] 上述锅炉蓄热式自动控制节能装置中，所述锅炉控制模块包括总控制器、第一继 电器、第二继电器、第三继电器、引风变频器、鼓风变频器、炉排变频器和给水变频器，所述 水位传感器、汽包压力变送器、分汽缸压力变送器、温度传感器的信号输出端均与总控制器 相连，总控制器分别与第一继电器、第二继电器、第三继电器、引风变频器、鼓风变频器、炉 排变频器和给水变频器相连，所述第一继电器、第二继电器、第三继电器、引风变频器、鼓风 变频器、炉排变频器和给水变频器分别与三通电动阀、锅炉燃烧器、电动球阀、引风电动机、 鼓风电动机、炉排电动机、水泵相连。
[0008] 上述锅炉蓄热式自动控制节能装置中，所述用汽主管上设有截止阀。
[0009] 本实用新型的有益效果在于：
[0010] 1、本实用新型包括给水装置和供气装置，给水装置使锅炉给水流量与蒸汽流量经 变频连续调节给水后保持相对平衡的运行工况，锅炉汽包饱和水的有效体积增大，锅炉的 燃烧效率明显提高，锅炉尾烟排烟温度明显下降，减少了锅炉尾烟对大气的污染，提高了给 水温度，节能效果十分明显；供气装置能够使得锅炉在运行时保持恒压供气模式，降低了输 气管的热能损耗，同时也提高了生产用气设备的使用寿命；
[0011] 2、在给水装置和供气装置的配合下，锅炉在运行时能够充分燃烧，提高了尾烟换 热的效率，减少了锅炉出渣的含碳量，降低了尾烟的排烟温度，提高了软水的进水温度，增 大了锅炉的产汽效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0013] 图2为本实用新型的电控原理框图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0015] 如图1、图2所示，本实用新型包括锅炉汽包1、锅炉控制模块2、给水装置、供汽装 置、引风电动机16、鼓风电动机17和炉排电动机18,所述锅炉控制模块2包括总控制器、第 一继电器、第二继电器、第三继电器、引风变频器、鼓风变频器、炉排变频器和给水变频器， 总控制器分别与第一继电器、第二继电器、第三继电器、引风变频器、鼓风变频器、炉排变频 器和给水变频器相连，所述给水装置包括水位传感器3、尾烟预热器4、蓄热软水箱5,所述 水位传感器3安装在锅炉汽包1上，其信号输出端与总控制器相连，尾烟预热器4上设有温 度传感器15,所述温度传感器15的信号输出端与锅炉控制模块2的总控制器相连，在锅炉 汽包1与尾烟预热器4的连接管道上设有三通电动阀6，三通电动阀6的第三端口与蓄热软 水箱5相连，三通电动阀6的控制端与总控制器的第一继电器相连，蓄热软水箱5与尾烟预 热器4的连接管路上设有水泵7,水泵7与锅炉控制模块2的给水变频器相连，所述供汽装 置包括汽包压力变送器8、分汽缸9、分汽缸压力变送器10、用汽主管11和锅炉燃烧器12， 所述锅炉汽包1通过蒸汽主管13与分汽缸9相连，所述蒸汽主管13上设有电动球阀14,电 动球阀14的控制端与锅炉控制模块2的第三继电器相连，所述用汽主管11与分汽缸9相 连，用汽主管11上设有截止阀19,所述分汽缸压力变送器10安装在分汽缸9上，其控制端 与锅炉控制模块2的总控制器相连，所述锅炉汽包1上设有汽包压力变送器8,所述汽包压 力变送器8的信号输出端与锅炉控制模块2的总控制器相连，所述锅炉燃烧器12与锅炉控 制模块2的第二继电器相连，所述引风电动机16、鼓风电动机17、炉排电动机18分别与锅 炉控制模块2的引风变频器、鼓风变频器、炉排变频器相连。
[0016] 本实用新型的给水装置工作原理如下：当锅炉汽包1内水位上升到上限水位时， 锅炉控制模块2的总控制器控制第一继电器，打开三通电动阀6的循环出水口，与此同时关 闭锅炉汽包1的进水口，锅炉给水经尾烟预热器5循环交换尾烟余热，并以蓄热的方式储备 在蓄热软水箱5内；当锅炉尾烟排烟温度下降到排烟温度的下限时，三通电动阀6的循环出 水口自动关闭，水泵7停止运行；当锅炉汽包1内水位下降到给水水位时，锅炉控制模块 2的总控制器控制第一继电器，打开三通电动阀6的进水口，关闭三通电动阀6的循环出 水口，此时锅炉给水的流量较小，该点的给水流量是根据实际的需要量可以任意设定的。当 锅炉汽包1内水位继续下降时，锅炉的给水流量可根据锅炉的燃烧效率设定每段水位的 给水流量系数，从而逐段增大给水流量，确保给水流量与蒸汽流量的平衡运行。本实用新 型通过连续变频的给水方式，利用水泵7控制给水的流量，锅炉蒸汽流量与锅炉给水流量 处于相对平衡的运行工况，有效地确保了锅炉汽包1内的饱和水体积，增大了蓄热的蒸发 量，锅炉的燃烧效率稳定，节能效果明显。
[0017] 供气装置工作原理如下：应用在燃气、燃油工业锅炉时，设生产用汽压力为 0. 5-0. 6Mpa，当锅炉汽包1内压力低于0. 5Mpa时，总控制器控制锅炉燃烧器12大火运行， 当锅炉汽包1内压力上升到0. 6Mpa时，总控制器控制锅炉燃烧器12转换到小火运行，当锅 炉汽包1内压力继续上升到1. OMpa时，总控制器控制锅炉燃烧器12停止运行，完成一次锅 炉蓄热式运行；当分汽缸9内的压力低于0.5Mpa时，总控制器通过第三继电器增大电动球 阀14的开度，当分汽缸9内的压力高于0. 6Mpa时，总控制器通过第三继电器减小电动球阀 14的开度，为了确保供汽压力的稳定，锅炉汽包1内的压力越高，电动球阀14的开度就越 小，反之电动球阀14的开度就越大，总之锅炉汽包1内压力与用汽压力的压差越大锅炉蓄 热潜能就越高，所说义适当调高锅炉汽包1内的蒸汽压力就能增大锅炉的蓄热潜能，降低 锅炉的能源损耗，提高锅炉的节能效果。
[0018] 应用在燃煤、生物质工业锅炉时，设生产压力为0· 5-1. OMpa，当锅炉汽包1内压力 低于0. 5Mpa时，总控制器输出10mA的模拟量电流信号至引风变频器、鼓风变频器、炉排变 频器，分别启动引风电动机16、鼓风电动机17和炉排电动机18,当锅炉汽包1内压力高于 1. OMpa时，总控制器输出0mA的模拟量电流信号至引风变频器、鼓风变频器、炉排变频器， 分别关闭引风电动机16、鼓风电动机17和炉排电动机18,生产压力参数的设定灵活方便， 因此可以使用不同热量的燃料，节能效果明显。
[0019] 锅炉结构和安装风道的不同以及燃料热量之间的差异，在设定风煤比值也要依据 锅炉最佳的燃烧工况来设定相关的运行参数，运行参数如下表所示：
[0020]
【权利要求】
1. 一种锅炉蓄热式自动控制节能装置，其特征在于：包括锅炉汽包、锅炉控制模块、给 水装置和供汽装置，所述给水装置包括水位传感器、尾烟预热器、蓄热软水箱，所述水位传 感器安装在锅炉汽包上，其信号输出端与锅炉控制模块相连，在锅炉汽包与尾烟预热器的 连接管道上设有三通电动阀，三通电动阀的第三端口与蓄热软水箱相连，三通电动阀的控 制端与锅炉控制模块相连，蓄热软水箱与尾烟预热器的连接管路上设有水泵，水泵与锅炉 控制模块相连，所述供汽装置包括汽包压力变送器、分汽缸、分汽缸压力变送器、用汽主管 和锅炉燃烧器，所述锅炉汽包通过蒸汽主管与分汽缸相连，所述蒸汽主管上设有电动球阀， 电动球阀的控制端与锅炉控制模块相连，所述用汽主管与分汽缸相连，所述分汽缸压力变 送器安装在分汽缸上，其控制端与锅炉控制模块相连，所述锅炉汽包上设有汽包压力变送 器，所述汽包压力变送器的信号输出端与锅炉控制模块相连，所述锅炉控制模块与锅炉燃 烧器相连。
2. 如权利要求1所述的锅炉蓄热式自动控制节能装置，其特征在于：所述尾烟预热器 上设有温度传感器，所述温度传感器的信号输出端与锅炉控制模块相连。
3. 如权利要求2所述的锅炉蓄热式自动控制节能装置，其特征在于：还包括引风电动 机、鼓风电动机和炉排电动机，所述引风电动机、鼓风电动机、炉排电动机分别与锅炉控制 模块相连。
4. 如权利要求3所述的锅炉蓄热式自动控制节能装置，其特征在于：所述锅炉控制模 块包括总控制器、第一继电器、第二继电器、第三继电器、引风变频器、鼓风变频器、炉排变 频器和给水变频器，所述水位传感器、汽包压力变送器、分汽缸压力变送器、温度传感器的 信号输出端均与总控制器相连，总控制器分别与第一继电器、第二继电器、第三继电器、弓丨 风变频器、鼓风变频器、炉排变频器和给水变频器相连，所述第一继电器、第二继电器、第三 继电器、引风变频器、鼓风变频器、炉排变频器和给水变频器分别与三通电动阀、锅炉燃烧 器、电动球阀、引风电动机、鼓风电动机、炉排电动机、水泵相连。
5. 如权利要求4所述的锅炉蓄热式自动控制节能装置，其特征在于：所述用汽主管上 设有截止阀。
【文档编号】F22B35/00GK204062985SQ201420533398
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】陈功 申请人:陈功