一种电子比例调节燃烧控制方法和控制装置与流程

本发明涉及锅炉控制技术领域，尤其是涉及一种电子比例调节燃烧控制方法和控制装置。

背景技术：

锅炉的安全控制是一件很重要的事情，关系到人民生命和财产安全，锅炉设备的主要任务是根据负荷的需求，提供一定压力或温度的蒸汽，同时要使锅炉在安全、经济的条件下运行，为此生产过程中的各个工艺参数必须严格控制。大型锅炉是一个复杂的被控装置，被控变量和操纵变量繁多且相互关联，属于一个多变量耦合对象。锅炉燃烧控制是锅炉设备主要的控制系统之一，可选用的操纵变量包括燃烧量、送风量、引风量，控制方案要满足燃烧所产生的热量，适应蒸汽负荷的需要，使燃烧与空气之间保持一定的比值，保证燃烧的经济性和锅炉的安全运行，使引风量与送风量相适应，保持炉膛负压在一定范围内，如何实现对锅炉燃烧的安全控制，使锅炉的运行安全经济，是目前亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电子比例调节燃烧控制方法和控制装置，在接收到启炉信号后，开始控制各阀门动作，同时检测各阀门是否达到预设状态，在目标状态与实际状态相同时，进入锅炉燃烧，保证电子比例调节燃烧状态达到目标，实现了锅炉的安全经济运行。

本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

一种电子比例调节燃烧控制方法，在发出启炉信号后，读取锅炉参数，检查燃气压力是否满足要求，各阀门目标状态是否与监测反馈结果一致；在监测结果正常的情况下，进行检漏、前吹扫，同时检测燃气阀状态是否符合要求，一切正常时，执行点火程序，在燃烧过程中，调整各阀门开度进行控制，在停炉后，执行后吹扫；从启炉到停炉的过程中，检测各阀门的实际状态，监测各阀门实际状态是否为目标状态，当阀门实际状态与目标状态不符时报警并停炉。

本发明进一步设置为：电子比例调节燃烧控制方法，包括以下步骤：

a1、启炉；

a2、读取锅炉参数；

a3、判断燃气压力是否符合要求，若是，进入下一步，若否，进行报警；

a4、判断阀门目标状态是否与反馈状态一致，若是，进入下一步，若否，进行报警；

a5、进入检漏过程；

a6、进入前吹扫过程；

a7、判断燃气阀状态是否符合设定目标，若否，进入下一步，若是，进入点火过程，进行负荷调节；

a8、报警、停炉；

a9、进入后吹扫过程。

本发明进一步设置为：步骤a1中，启炉包括手动启炉、自动启炉，其中，在接收到手动启炉信号后，才能进行手动启炉；自动启炉由电子比例调节控制系统进行自动进行启炉。

本发明进一步设置为：检漏过程包括以下步骤：

b1、开始检漏；

b2、参数初始化；

b3、打开第二主气阀，持续第二检漏设定时长后关闭；

b4、延时第三检漏设定时长；

b5、判断检漏压力是否大于第一检漏压力设定值，若否，进入下一步，若是，检漏故障报警，结束；

b6、打开第一主气阀，持续第一检漏设定时长后关闭；

b7、延时第四检漏设定时长；

b8、判断检漏压力是否大于第二检漏压力设定值，若是，检漏结束，进入前吹扫过程，若否，检漏故障报警，结束。

本发明进一步设置为：前吹扫过程包括以下步骤：

c1、开始前吹扫；

c2、检测风门开度是否处于第一风门状态，若是，进入下一步，若否，转c12；

c3、开启风机，控制风机、风门开至最大状态；

c4、延时第一前吹扫时长；

c5、检测风门是否开至最大状态，若是，进入下一步，若否，转c12；

c6、检测风压是否正常，若是，进入下一步，若否，转c12；

c7、打开点火阀排气，延时设定排气时长后，关闭点火阀；

c8、延时第二前吹扫时长；

c9、检测火焰探测回路是否正确，若是，进入下一步，若否，转c12；

c10、开风门、风机至点火状态；

c11、检测风门、风机是否处于点火状态，若否，进入下一步，若是，前吹扫结束，准备进入点火过程；

c12、报警、停炉。

本发明进一步设置为：点火过程包括以下步骤：

d1、调节燃气阀至点火状态；

d2、检测燃气阀是否至点火状态，若是，进入下一步，若否，转d14；

d3、点火变压器点火；

d4、延时第一点火设定时长；

d5、打开点火阀；

d6、延时第二点火设定时长；

d7、检测火焰是否符合要求，若是，进入下一步，若否，转d14；

d8、延时第三点火设定时长；

d9、打开第一、第二主气阀，延时第四点火时长；

d10、检测主火焰，判断主火焰是否稳定，若是，进入下一步，若否，转d14；

d11、调节燃气阀至最小负荷状态；

d12、延时第五点火设定时长；

d13、关闭点火变压器、点火阀，点火结束；

d14、报警、停炉。

本发明进一步设置为：后吹扫过程包括以下步骤：

w1、关闭主气阀组；

w2、打开风门至最大状态；

w3、开始后吹扫；

w4、等待后吹扫设定时长；

w5、关闭风门至最低状态；

w6、禁止风机运行。

本发明进一步设置为：根据各参数，调整各阀门开度，包括风门开度调节、燃气开度调节、烟气再循环开度调节、变频风机百分比调节，根据各执行器阀门实际负荷值，分n段跟踪调节。

本发明进一步设置为：根据负荷调节，按照下式进行：各参数调节值＝斜率*执行器实际负荷值+常数，其中，风门开度调节值＝斜率1*执行器实际负荷值+常数1；燃气开度调节值＝斜率2*执行器实际负荷值+常数2；烟气再循环开度调节值＝斜率3*执行器实际负荷值+常数3；变频风机百分比调节值＝斜率4*执行器实际负荷值+常数4。

本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：

一种电子比例调节燃烧控制装置，其特征在于：包括存储器和处理器，所述存储器存储有能够被处理器加载并执行的所述电子比例调节燃烧控制方法的计算机程序。

本发明进一步设置为：包括主控制器、从控制器、输入电路、输出电路、火焰检测电路、通讯电路；主控制器输出相应的控制信号通过输出电路分别传输给各阀门执行结构，输入电路检测各执行结构的实际状态给主控制器或/和从控制器，在接收到启炉信号后，主控制器输出相应的控制信号通过输出电路控制风机、点火变压器、点火阀、主气阀设备，同时检测各执行装置是否达到目标状态，将检测结果传输给主控制器或/和从控制器，主控制器通过通讯电路与从控制器读取阀门执行结构的实际状态参数，判断实际状态与目标状态是否相同，在不相同时给出报警及停炉信号。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：

1.本申请的电子比例调节燃烧控制方法，在启炉后，输出控制信号，同时检测各阀门执行机构是否达到目标状态，保证了锅炉控制结果的实现；

2.进一步地，本申请的方法在电子比例调节燃烧过程中一直对燃气压力、风压、火焰进行检测，保证了锅炉燃烧的安全；

3.进一步地，本申请的方法在检测到锅炉的阀门执行机构未达到目标状态时，报警并停炉，维护了锅炉的安全；

4.本申请的装置，通过设置主从控制器，主控制器在控制锅炉运行过程中，由从控制器读取锅炉的实际状态参数，从而保证了锅炉运行的安全。

附图说明

图1是本发明的一个具体实施例的控制方法整体流程示意图；

图2是本发明的一个具体实施例的检漏控制方法流程示意图；

图3是本发明的一个具体实施例的前吹扫控制方法流程示意图；

图4是本发明的一个具体实施例的点火控制方法流程示意图；

图5是本发明的一个具体实施例的后吹扫控制方法流程示意图；

图6是本发明的一个具体实施例的控制装置结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

具体实施例一

本发明的一种电子比例调节燃烧控制方法，如图1所示，包括以下步骤：a1、启炉；

a2、读取锅炉参数；

a3、判断燃气压力是否符合要求，若是，进入下一步，若否，进行报警；

a4、判断阀门目标状态是否与反馈状态一致，若是，进入下一步，若否，进行报警；

a5、进入检漏过程；

a6、进入前吹扫过程；

a7、判断燃气阀状态是否符合设定目标，若否，进入下一步，若是，进入点火过程，进行负荷调节；

a8、报警、停炉；

a9、进入后吹扫过程。

控制装置在收到启炉信号后，读取锅炉参数，包括燃气压力的大小、燃烧调节阀状态、风机执行机构状态，并判断燃气压力是否满足要求、燃烧调节阀的实际状态是否与目标状态一致、风机执行机构的实际状态是否与目标状态一致，当燃气压力超过燃气压力阈值范围时，发出报警；当燃烧调节阀的实际状态与目标状态不一致或/和风机执行机构的实际状态与目标状态不一致时，报警。

在符合要求后，输出风门、气门、风机、烟气再循环(fgr)控制信号，控制各相应阀门归零。

自动启炉信号由锅炉控制系统自动给出。

在启动手动启炉控制按钮后，才能进行手动启炉。

在燃气压力属于燃气压力阈值范围、燃烧调节阀的实际状态与目标状态一致、风机执行机构的实际状态与目标状态一致时，进入检漏过程，检测主气阀组是否漏气。

在确定主气阀组不漏气后，进入前吹扫过程，把炉膛、烟道、空预器等处的可能积存的不完全燃烧的煤粉、可燃性气体排出去，防止点火时发生爆燃。

前吹扫完成后，检测燃气阀状态是否符合要求，在没有点火前，燃气阀应该处于低位，如果燃气阀不在低位，就报警。

在燃气阀处于低位时，进入点火过程，点火过程中检测2个主气阀、点火阀、点火变压器的状态，并进行火焰检测。

点火后，按照要求进行负荷调节，执行负荷调节程序。

在产生报警信息的同时，控制锅炉停止工作，执行后吹扫过程。

在启炉至停炉的过程中，每输出一个控制执行机构的控制信号后，检测执行机构是否达到目标状态，若是未达到目标状态，则报警停炉，若达到目标状态，才进入下一步骤。

在整个过程中，燃气压力、风压是一直进行检测的，点火后，也一直检测火焰状态。

具体实施例二

本发明的一种电子比例调节燃烧控制方法中的检漏控制过程，如图2所示，包括以下步骤：

b1、开始检漏；

b2、参数初始化；

b3、打开第二主气阀，持续第二检漏设定时长后关闭；

b4、延时第三检漏设定时长；

b5、判断检漏压力是否大于第一检漏压力设定值，若否，进入下一步，若是，检漏故障报警，结束；

b6、打开第一主气阀，持续第一检漏设定时长后关闭；

b7、延时第四检漏设定时长；

b8、判断检漏压力是否大于第二检漏压力设定值，若是，检漏结束，检漏结束，进入前吹扫，若否，检漏故障报警，结束。

检测主气阀是否有漏气，首先打开主气阀2，持续t2时长后关闭，除)，关闭后持续t3时长，再检测检漏压力，并判断检漏压力是否大于第一检漏压力设定值，如果是则报警，如果否，打开主气阀1进行充气，持续t1时长后关闭，关闭后再持续t4时长，检测检漏压力，并判断检漏压力是否大于第二检漏压力设定值，如果否，则报警，如果是，进入前吹扫。具体实施例三

本发明的一种电子比例调节燃烧控制方法中的前吹扫控制过程，如图3所示，包括以下步骤：

c1、开始前吹扫；

c2、检测风门开度是否处于第一风门状态，若是，进入下一步，若否，转c12；

c3、开启风机，控制风机、风门开至最大状态；

c4、延时第一前吹扫时长；

c5、检测风门是否开至最大状态，若是，进入下一步，若否，转c12；

c6、检测风压是否正常，若是，进入下一步，若否，转c12；

c7、打开点火阀排气，延时设定排气时长后，关闭点火阀；

c8、延时第二前吹扫时长；

c9、检测火焰探测回路是否正确，若是，进入下一步，若否，转c12；

c10、开风门、风机至点火状态；

c11、检测风门、风机是否处于点火状态，若否，进入下一步，若是，前吹扫结束；

c12、报警、停炉。

具体地，检测到风门关限位开关处于有效状态，输出启动风机信号，将风机、风门开到最大，如果采用变频风机，则变频风机的控制信号为20ma，持续t11设定时间后，关闭风门，检测风压开关开限位开关处于有效状态，若是，则打开点火阀，持续t12前吹扫时长后，关闭点火阀，完成排气。然后为点火做准备，输出控制信号，控制火焰探测硬件电路是否完好，若是，则输出开风门、风机信号，控制风门、风机至点火状态，检测风门、风机实际状态是否为点火状态，在风门、风机状态到位的情况下，持续t13设定时长后，进入点火。

风门的最大位置与最小位置分别设置有限位开关，以限定风门的最大开度与最小开度，对应风门的开或关，当限位开关处于有效状态时，意味着风门的开度为最大或最小。

具体实施例四

本发明的一种电子比例调节燃烧控制方法中的点火控制过程，如图4所示，包括以下步骤：

d1、调节燃气阀至点火状态；

d2、检测燃气阀是否至点火状态，若是，进入下一步，若否，转d14；

d3、点火变压器点火；

d4、延时第一点火设定时长；

d5、打开点火阀；

d6、延时第二点火设定时长；

d7、检测火焰是否符合要求，若是，进入下一步，若否，转d14；d8、延时第三点火设定时长；

d9、打开第一、第二主气阀，延时第四点火时长；

d10、检测主火焰，判断主火焰是否稳定，若是，进入下一步，若否，转d14；

d11、调节燃气阀至最小负荷状态；

d12、延时第五点火设定时长；

d13、关闭点火变压器、点火阀，点火结束；

d14、报警、停炉。

点火过程中，输出控制信号将燃气阀调整至点火位置，检测燃气阀是否到位，在燃气阀位于点火位置时，控制点火变压器点火，持续t21设定时长；控制点火阀打开，持续t22设定时长后，检测火焰，判断火焰是否达到设定状态；若否，则报警停炉，若是，持续t23设定时长后打开2个主气阀；同时检测2个主气阀是否达到目标位置，若否，则报警停炉，若是，持续t24设定时长；检测火焰是否稳定，若否，则报警停炉，若是，调节燃气阀至最小负荷状态或设定状态，持续t25设定时长；关闭点火阀、点火变压器。

以上实施例中，都是在有点火阀的情况下进行的，如果锅炉设备上未安装点火阀，直接跳过点火阀的相关步骤执行就行了。

具体实施例五

本发明的一种电子比例调节燃烧控制方法中，点火完成后，执行负荷调节程序，根据锅炉出气温度，按照对应的调整参数，进行各阀门的调节。

将阀门的开度分成10段，相应调整各阀门开度，包括风门开度调节、燃气开度调节、烟气再循环开度调节、变频风机百分比调节，根据各执行器阀门实际负荷值跟踪调节。

按照下式进行负荷调节：各参数调节值＝斜率*执行器实际负荷值+常数；

其中，风门开度调节值＝斜率1*执行器实际负荷值+常数1；燃气开度调节值＝斜率2*执行器实际负荷值+常数2；烟气再循环开度调节值＝斜率3*执行器实际负荷值+常数3；变频风机百分比调节值＝斜率4*执行器实际负荷值+常数4。

按照调整曲线，参照燃气百分比计算出对应的其余参数，采用分级增加或减小的方式，进行阀门调节。

通过比例积分微分(pid)调节曲线，计算出负荷的输出百分比，通过负荷百分比对应其余参数的输出百分比，如燃气、风机、风门的模拟量输出百分比。

负荷包括锅炉的出力、电功率。

如燃气阀门在1秒中增加0.5％，其余相应阀门按照调整曲线进行相应调整。

具体实施例六

本发明的一种电子比例调节燃烧控制方法中的后吹扫控制过程，如图5所示，包括以下步骤：

w1、关闭主气阀组；

w2、打开风门至最大状态；

w3、开始后吹扫；

w4、等待后吹扫设定时长；

w5、关闭风门至最低状态；

w6、禁止风机运行。

停炉后，关闭主气阀组，即主气阀1、主气阀2、燃气阀，打开风门至最大位置，进行吹扫，持续t31时长，将锅炉内残余可燃气体排入大气，完成后，关闭风门至最小状态，停止风机运行。

具体实施例六

本发明的一种电子比例调节燃烧控制装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有能够被处理器加载并执行的电子比例调节燃烧控制方法的计算机程序。

具体地，如图6示，包括主控制器、从控制器、数字输入电路(di)、数字输出电路(do)、模拟输入电路(ai)、模拟输出电路(ao)、can通讯电路、232通讯电路、火焰检测电路，输入电路包括数字输入电路(di)和模拟输入电路(ai)，输出电路包括数字输出电路(do)、模拟输出电路(ao)，通讯电路包括can通讯电路、232通讯电路。

主控制器分别与数字输入电路(di)、数字输出电路(do)、模拟输入电路(ai)、模拟输出电路(ao)、can通讯电路、232通讯电路、火焰检测电路连接，从控制器分别与数字输入电路(di)、数字输出电路(do)、can通讯电路、火焰检测电路连接。

在接收到启炉信号后，主控制器输出相应的控制信号通过输出电路控制风机、点火变压器、点火阀、主气阀设备，同时数字输入电路检测各执行装置是否达到目标状态，将检测结果传输给主控制器或/和从控制器，主控制器通过can通讯电路与从控制器读取阀门执行结构的实际状态参数，判断实际状态与目标状态是否相同，在不相同时给出报警及停炉信号。

数字输入信号有控制信号和状态信号，控制信号包括启停炉、紧急停炉、故障复位手动控制信号，状态信号包括用于检测的检漏、燃气压高、燃气压力低、风压、风压开关的状态量信号，数字量输入电路信号同时给主控制器与从控制器，主控制器通过can通讯电路读取从控制器中各数字量的目标状态信号，将各数字量的实际状态与目标状态进行比较，在不相同时给出报警及停炉信号。

通讯电路包括第一通讯电路、第二通讯电路，第一通讯电路同时与主控制器、从控制器连接，用于主控制器与从控制器之间的数据通讯；第二通讯电路连接在主控制器与上位机之间，用于实现上位机与主控制器之间的通讯。本申请的控制过程如下：

在接收到启炉信号后，检测燃气压力是否符合要求，主控制器输出数字量控制信号给相应的执行机构，执行检漏和前吹扫过程，接收执行机构的反馈信号，判断各执行机构的实际状态是否与目标状态相符，在符合要求的情况下，执行点火，输出模拟量控制信号，根据锅炉出力要求，采用比例积分微分计算，在确定某一参数，如燃气阀开度参数后，相应控制各阀门的开度，同时检测各模拟量执行机构的实际状态是否与目标状态相符。在控制过程进行过程中，若检测到某一执行机构的实际状态与目标状态不符，或某一参数不符合要求时，及时报警并停炉。

在接收到停炉信号后，关闭主气阀组，再执行后吹扫过程，关闭风机与风门。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。