专利名称：多回路模数混合电液控制的炉前成型机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多回路模数混合电液控制的炉前成型机。
背景技术：
中国的煤炭居世界第二位，是少有的以煤为主要能源的国家，煤炭工业是我国重要的支柱产业。目前对煤的燃用还很不合理，在工业锅炉与窑炉上的原煤散烧相当普遍，这就造成燃烧效率低，二氧化硫和烟尘排放超标等问题，燃煤污染一直困绕着环保部门对中小型燃煤工业锅炉的治理，以及实现煤烟型大气污染的总量控制。九十年代以来，工业型煤技术为防治煤烟型大气污染和提高能源利用上有了不断的发展，炉前成型技术是由八十年代国家“七·五”科技攻关时期开始研究开发，96年杭州最先对统配洁净型煤的研制和推广应用，以后在重庆、江西、柳州、山西与北京等地都有不同程度的应用。洁净煤炉前成型技术是一项需要整合的技术，在对生产工艺进行不断完善的同时，也要对成型装置作出改进，以便更符合实际发展的需求。针对炉前成型机技术而言，在我国加入了WTO以后，对于一个开放的国际竞争环境，会给我国机械行业带来比较大冲击，现必须对其产品的加工工艺、外观和自动控制作出改进，以适应时代发展的需要。也正是对以上的考虑，提出了炉前成型机的智能化控制。本发明是根据我国跨世纪绿色工程与环保远景目标对大气污染防治的具体国情提出的，如能采用配煤、成型、燃烧固硫作为一个整体来推广实施更为有效。它具有投资少见效快，能够实现高效、洁净与稳定燃烧，同时也有一定的应用和市场前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种多回路模数混合电液控制的炉前成型机。
它具有煤斗、一对型辊、电机及减速机装置、煤闸门、前拱、主动链轮、链条或固定炉排；采用计算机系统及可编程控制器、电液控制系统对成型强度和炉前成型机运行的自动控制；主动轴为横行轴向凹槽，从动轴为纵向圆周凹槽，压制出的型煤为两个相交的弧面；型煤压力可调节范围30～150kg/cm2。
采用微电子技术的电液控制系统具有以下优点1)小流量阀直接控制液压装置，在相同的稳定性条件下，可以大大提高系统电气部分的增益，增加控制精度。
2)系统结构简单，避免采用价格昂贵对油液污染敏感的高精度伺服阀而采用比例阀或其它阀类，既降低了成本，又提高了抗污染能力，达到增强系统可靠性目的。
3)应用PLC实现燃煤炉前成型控制系统具有手动、自动控制相互切换，严格的顺序动作的时序设置和电机的正、反转切换、过电流保护、电液控制回路以及故障诊断等功能。此外，尚有暂停、紧接停车等事故处理功能。
4)以PLC作为主控单元形成的控制系统具有操作简单参数设定与修改方便，并可以实时监测过程数据变化，故障率低，抗干扰能力强，可靠性高，体积小，维护方便，而且，具有故障报警功能。
5)燃煤炉前成型电液控制系统采用压力反馈闭环控制，能使型辊自动精确定位。
6)人机界面采用触摸盘输入，液晶屏幕显示输出，有非常友好的人机实时交互功能。
图1是模数混合电液控制的炉前成型机示意图；图2是模数混合控制系统示意图；图3是电液控制系统结构示意图。
具体实施例方式
多回路模数混合电液控制的炉前成型机具有煤斗5、一对型辊4、电机及减速机装置4、煤闸门6、前拱7、主动链轮3、链条或固定炉排8；采用快速，高精度模数混合控制系统1、电液控制系统2对成型强度和炉前成型机运行的自动控制；主动轴为横行轴向凹槽，从动轴为纵向圆周凹槽，压制出的型煤为两个相交的弧面；型煤压力可调节范围30～150kg/cm2。
所说的可编程控制器控制系统是利用计算机系统通过接口电路与可编程控制器通过模数转换去控制液压控制装置，并通过数字传感器和模拟传感器控制，计算机系统同时对炉前成型机运行状况进行实时监控以及参数设定和实时修改。
电液控制系统2由计算机和PLC多回路快速高精度模数混合电液位置实时控制系统是由油源13提供压力油，通过一个开关型大范围粗调的换向阀11和一个高精度连续调节的能满足小范围精细调整需要的比例阀12组成的双阀并联分级控制装置。其中节流阀10用于调节流量。
型辊安装在煤斗内的下部，型辊直径φ200～250mm；型辊转速6～14r/min；型辊间隙为-3～3mm。
本发明炉前成型使用所取的原料煤，要经过配制，破碎和添加固硫剂等流程的加工；型辊安装在炉排与煤斗之间，可使用于工业锅炉与窑炉。运用本炉前成型机，具有功能齐全，切换方便，运行可靠，操作简便，成型压力低，成型率高，对煤的水分要求较宽，型煤颗粒适中，经成型后的型煤表观密度小、堆积孔隙率大，更适应层状燃烧特性的要求。
本发明采用计算机和PLC二级实时控制的电液位置控制系统，它是一个能满足大范围运动需要的快速的开关型大范围粗调大流量阀和一个高精度连续调节的能满足小范围微调整需要的小流量比例阀组成的，并具有双阀并联分级控制的系统。其主要策略是采用非线性和线性控制相结合，以实现快速精细控制的目的。当油缸位置与指令信号误差较大时，由开关阀进行粗调，快速接近指定位置，等到位置误差减少到某一阈值时，开关阀关闭，由小流量的比例阀将油缸位置精细控制到位，并获得较高的位置精度。其控制策略是对大流量阀采用带不灵区的Bang-Bang控制，而对小流量阀采用PD控制。位置控制器控制规律可表示为开关型大流量阀 S为切换区间式中G(S)------大流量阀控制器控制规律Xe---------调节控制器输出的液压装置位置期望值X-----------液压装置位置实际值(m)S------------大流量阀切换区间(m)小流量比例阀G(S)＝Kp+KdS式中G(S)-----小流量阀控制器控制规律Kp------比例增益(V·sm-1)Kd------微分增益(V·m-1)通过对压力反馈闭环控制成型机的型辊间隙，煤层厚度和炉排走速的调整，能对不同煤种的物理特性给予适当的成型强度，不至于从型辊成型后的型煤下落到炉排强度太大，而不易着火或烧黑心现象的出现；型煤具有约200N/球的抗压强度，承受一定厚度料层堆积对它的压力；调整煤层厚度与型煤的强度有利于型煤燃烧的稳定性和煤种的适应性。除此之外，对原料煤采取集中配制的生产工艺，主要有筛分、破碎、优化配比和添加剂掺入；以及根据煤质的含硫量，添加固硫剂(掺入量基本按1.5～2的Ca/S实施)，成型原料煤的水分(8～10％最佳)控制，煤的粒度(≤6mm最宜)控制。达到更有利于满足燃烧要求，提高固硫效果和锅炉效率。
用多回路模数混合电液控制的炉前成型机，自动化程度高，型煤成型率高，成型由于采用碾压原理其型煤内部比对辊压成型的型煤松，型煤边缘较薄，易着火。总之，用本炉前成型机，可自动控制成型强度与成型率，使型煤更适应锅炉燃烧；型煤一旦着火则着火线向燃料层深度的扩展快，能延长煤炭在炉内的有效停留时间；型煤燃料层的通风阻力小，均匀性好，使型煤燃料层稳定性大；型煤燃料层着火线平直整齐，燃烧区内火苗垂直向上穿，火色明亮均匀。
权利要求
1.一种多回路模数混合电液控制的炉前成型机，其特征在于它具有煤斗(5)、一对型辊(4)、电机及减速机装置(4)、煤闸门(6)、前拱(7)、主动链轮(3)、链条或固定炉排(8)；采用模数混合控制系统(1)、电液控制系统(2)对成型强度和炉前成型机运行的自动控制；主动轴为横行轴向凹槽，从动轴为纵向圆周凹槽，压制出的型煤为两个相交的弧面；型煤压力可调节范围30～150kg/cm2。
2.根据权利要求1所述的一种多回路模数混合电液控制的炉前成型机，其特征在于，所说的模数混合控制系统(1)是利用计算机系统，通过对模数转换来实时监控炉前成型机运行，并利用接口电路与可编程控制器来实现二级实时控制，其可编程控制器通过参数设定和模数转换去控制液压控制装置以及炉前成型机，液压控制装置分别经数字传感器和模拟传感器进入可编程控制器，炉前成型机的控制系统经二组模拟传感器通过模数转换，分别进入计算机系统和可编程控制器。
3.根据权利1所述的一种多回路模数混合电液控制的炉前成型机，其特征在于，所说的电液控制系统(2)具有开关型换向阀(11)和连续调节的比例阀(12)组成的双阀并联分级控制装置，节流阀(10)用于调节流量，油源(13)提供压力油。
4.根据权利1所述的一种多回路模数混合电液控制的炉前成型机，其特征在于，所说的型辊安装在煤斗内的下部，型辊直径φ200～250mm，型辊转速6～14r/min；型辊间隙为-3～3mm。
全文摘要
本发明公开了一种多回路模数混合电液控制的炉前成型机。它具有煤斗、一对型辊、电机及减速机装置、煤闸门、前拱、主动链轮、链条或固定炉排;采用计算机以及可编程控制器控制系统、电液控制系统对成型强度和炉前成型机运行的自动控制;主动轴为横行轴向凹槽,从动轴为纵向圆周凹槽,压制出的型煤为两个相交的弧面;型煤压力可分粗细调节。它应用数控技术与机械技术相结合,具有功能齐全,切换方便,运行可靠,操作简便,型辊使用寿命长,成型率高,整体结构新颖合理与性能稳定可靠等优点。本炉前成型装置可在实际工业性应用中,结合洁净煤(包括添加固硫剂和助燃剂)工艺,经过燃烧调整与控制能达到更有效的炉内固硫和节能效果。
文档编号F23K1/00GK1385648SQ0211207
公开日2002年12月18日 申请日期2002年6月12日 优先权日2002年6月12日
发明者钱剑青, 葛耀峥, 李平, 任有中 申请人:浙江大学