锅炉煤粉仓的防自燃控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种锅炉煤粉仓的防自燃控制系统，包括煤粉仓，其特征在于，还包括：储气罐，用于存储惰性气体，并通过连接管道与煤粉仓连接；检测单元，用于检测所述煤粉仓内的温度和氧气含量，并发出检测信号；控制单元，响应于所述检测信号，并发出控制信号；执行单元，响应于所述控制信号，并控制所述连接管道的通断。与现有技术相比，本实用新型的优点是：用氧传感器和温度传感器对煤粉仓内的环境进行检测，当两个检测信号均大于设定的基准值时才充入氮气，稀释氧气浓度，能够有效防止煤粉仓的自燃。
【专利说明】
锅炉煤粉仓的防自燃控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种锅炉的防护系统，更具体地说，它涉及一种锅炉煤粉仓的防自燃控制系统。
【背景技术】
[0002]火力发电厂发电的锅炉设备中一般设置有煤粉仓，该煤粉仓中一般都存有供锅炉在最大蒸发量运行时燃用2_4h的煤粉，其量以数百吨计。虽然今年来由于广泛采用中速磨和双进双出磨，新建煤粉仓数量有所下降，但就全国而言贮存在煤粉仓中的煤粉数量还是相当可观的。众所皆知，煤粉是一种可燃粉尘，其爆炸下限值为35-45克每立方米，最大爆炸压力可达0.31兆帕。煤粉仓内煤粉着火或爆炸事故对人身安全及其设备的安全威胁包括三个方面:煤粉着火，仓温升高，煤粉仓结构强度下降;煤粉自然产生的一氧化碳、二氧化碳从煤粉仓或相通管道向外扩散，使人窒息或导致次生火灾;煤粉爆炸形成的冲击波可能导致一系列灾害，除非煤粉仓结构能承受此冲击或煤粉仓防爆门起到了防爆作用，否则墙倒、顶掀，发生火灾等次生灾害几乎不可避免。
[0003]众所皆知，燃烧需要三大条件，即可燃物、助燃物和火源，磨好的煤粉温度较高，由于是高挥发性煤粉，在煤仓中防止的过程中会有C0、CH4等可燃性气体积聚，并且煤会因缓慢氧化作用而温度升高，同时煤粉颗粒之间摩擦会产生静电，具备一系列条件之后，煤粉会自燃甚至爆炸，造成重大损失。发生自燃是一个相对缓慢的过程，不容易提前发现。因此，存煤自燃是电厂安全运行的重大隐患，及时监测和判断煤粉仓存煤自燃趋势，采取有效措施防止自燃甚至爆炸，对电厂设备安全具有十分重要的意义。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种锅炉煤粉仓的防自燃控制系统，能够在煤粉仓发生自燃之前作出应对措施防止其自燃。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案:
[0006]—种锅炉煤粉仓的防自燃控制系统，包括煤粉仓，还包括:
[0007]储气罐，用于存储惰性气体，并通过连接管道与煤粉仓连接；
[0008]检测单元，用于检测所述煤粉仓内的温度和氧气含量，并发出检测信号；
[0009]控制单元，响应于所述检测信号，并发出控制信号；
[0010]执行单元，响应于所述控制信号，并控制所述连接管道的通断。
[0011 ]通过采用上述技术方案，用检测单元检测煤粉仓内的温度和含氧量，并把这个检测信号发送至控制单元进行处理，之后发出控制信号来控制连接储气罐和煤粉仓的连接管道的通断，这里，储气罐内的惰性气体能够稀释煤粉仓内的氧气的浓度，使得氧化浓度低于燃烧所需的最低浓度，即燃烧三要素中的助燃环节被破坏，有效地防止了煤粉仓内自燃现象的发生。
[0012]进一步的，所述惰性气体为氮气。
[0013]通过采用上述技术方案，氮气是比较常见的惰性气体，其制作成本较低，并且可以将氮气压缩成液态，当液氮通入煤粉仓时，在气化的过程中除了能够稀释氧气浓度，还能够吸收部分热量，起到降温的作用。
[0014]进一步的，所述连接管道与煤粉仓的连接口位于煤粉仓的底部。
[0015]通过采用上述技术方案，由于氮气的分子量比空气小，当氮气通入煤粉仓时会向上运动，当连接管道接在煤粉仓底部时，氮气才会充满煤粉仓。
[0016]进一步的，所述检测单元包括:
[0017]氧含量检测模块，包括氧传感器，用于检测煤粉仓内的含氧量，并输出第一检测信号；
[0018]温度检测模块，包括温度传感器，用于检测煤仓内的温度变化，并输出第二信号。
[0019]通过采用上述技术方案，用氧传感器检测煤粉仓内的氧气含量，用温度传感器检测煤粉仓内的温度，由于氧含量与温度是燃烧的其中两要素，所以检测其含量并控制到一定比例能够有效避免燃烧。
[0020]进一步的，所述控制单元包括:
[0021]基准模块，包括两个分压电路，提供第一基准信号和第二基准信号；
[0022]比较模块，用于比较第一基准信号与第一检测信号的大小，并输出第一比较信号，以及比较第二基准信号与第二检测信号的大小，并输出第二比较信号；
[0023]判断模块，包括与门电路，输入端输入所述第一比较信号和第二比较信号，输出端输出控制信号。
[0024]通过采用上述技术方案，当第一检测信号和第二检测信号均大于与其对应的基准信号时，与门电路才能够输出高电平的控制信号，否则控制信号为低电平，不能控制连通管道的通断，这里设置与门电路的原因是因为煤仓要燃烧的三要素缺一不可，所以当两个检测信号均大于基准信号时，与门电路才输出高电平的控制信号，否则，若是当检测到其中之一的检测信号大于基准信号便输出高电平的控制信号，会浪费氮气的利用。
[0025]进一步的，所述执行单元包括设置于连接储气罐与煤粉仓的管道上的电磁阀，所述电磁阀受控制信号的控制。
[0026]通过采用上述技术方案，利用简单的电磁阀既能够响应于控制信号，也能够控制连接管道的通断。
[0027]进一步的，所述执行单元还包括定时模块，用于控制所述电磁阀开启的时间长短。
[0028]通过采用上述技术方案，设置定时模块是为了能够让煤粉仓在一定时间内充入足够多的氮气，否则，一旦氮气充入后时氧气含量达到设定的值，电磁阀便关闭，这样一来，就会导致充氮的频率增加，使得整个系统不够稳定。
[0029]进一步的，所述储气罐中设置有氮气气体报警器，当储气罐内的氮气浓度低于设置值时，发出报警声音。
[0030]通过采用上述技术方案，当储气罐中的氮气快用完时，氮气气体报警器便发出报警声来提醒工作人员往储气罐内充入氮气。
[0031]与现有技术相比，本实用新型的优点是:用氧传感器和温度传感器对煤粉仓内的环境进行检测，当两个检测信号均大于设定的基准值时才充入氮气，稀释氧气浓度，能够有效防止煤粉仓的自燃。
【附图说明】
[0032]图1为本实用新型的煤粉仓的示意图；
[0033]图2为本实用新型实施例一的电路图；
[0034]图3为本实用新型实施例二的电路图。
[0035]附图标记:1、煤粉仓;2、储气罐;3、连接管道;4、电磁阀；5、氧传感器;6、温度传感器;7、氮气气体报警器。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。
[0037]实施例一
[0038]参照图1，一种锅炉煤粉仓的防自燃控制系统，包括煤粉仓I，该煤粉仓I的右上端设置了防爆门，并且，在煤粉仓I的顶端设置了氧传感器5，这是因为煤粉仓I的上部为空气，这样设置更利于检测煤粉仓I的含氧量。另外，在煤粉仓I的底部设置了温度传感器6，这是因为煤粉仓I底部有煤粉的流动，颗粒之间摩擦易产生静电，温度相对于煤粉仓I的其他位置更高，更有利于掌握煤粉仓I内温度的变化。
[0039]另外，在煤粉仓I的左边设置了储气罐2，该储气罐2通过连接管道3与煤粉仓I的底部连接，并在连接管道3上靠近储气罐2的一端设置了电磁阀4，该电磁阀4受到电控制启闭。其中，该储气罐2中充入惰性气体，来稀释煤粉仓I内的含氧量，比较常见的为氮气，由于氮气的分子量比空气小，连接管道3与煤粉仓I的连通口设置在煤粉仓I的底部。并且，可以将氮气压缩成液态，当液氮通入煤粉仓I时，在气化的过程中除了能够稀释氧气浓度，还能够吸收部分热量，起到降温的作用。
[0040]另外，在储气罐2中设置了氮气气体报警器7，当罐体内的氮气浓度低于一定浓度时，便发出报警声提醒工作人员充氮，当然，这个氮气的浓度值是可人为控制的。
[0041]参照图2，是实现整个防自燃系统工作的电路图，氧传感器5检测到煤粉仓I内的氧含量，并输出第一检测信号，由电阻Rl和电阻R2组成的分压电路通过保护电阻R3输出第一基准信号，通过调整电阻Rl和电阻R2的阻值之比设置第一基准信号。并且氧传感器5与分压电路作为输入端与比较器连接，当第一检测信号大于第一基准信号时，比较器的输出端便输出第一比较信号，且该信号为高电平，否则输出低电平；同样的，温度传感器6输出第二检测信号，由电阻R4和电阻R5组成的分压电路通过保护电阻R6输出第二基准信号，通过调整电阻R4和电阻R5的阻值之比设置第二基准信号。并且温度传感器6与分压电路作为输入端与比较器连接，当第二检测信号大于第二基准信号时，比较器的输出端便输出第二比较信号，且该信号为高电平，否则输出低电平。
[0042]另外，两个比较器的输出端与与门电路的输入端连接，只有当输入端都输入高电平时，与门电路的输出端才会输出高电平的控制信号，否则，与门电路的输出端一直输出低电平，整个都不工作。这里，不需要两个单独的比较器，只需要采用比较器芯片，就能把两个比较器都包括进去，比如LM393、LM339。
[0043]另外，与与门电路的输出端连接有三极管Ql的基极，并且在基极与发射极之间连接了电阻R7，该电阻的阻值能够改变电信号的放大倍数，集电极与电源电压之间连接了电磁铁，该电磁铁设置在电磁阀4的内部，当有控制信号输入时，电磁铁的开关连通，使整个电路处于通路的状态，电磁阀4开启，直到第一比较信号或者第二比较信号发生变化。
[0044]工作过程:
[0045]当氧含量和温度同时超过设定的值时，整个电路才会处于通路状态，从而控制电磁阀4开启，使储气罐2内的氮气充入煤粉仓I内，稀释煤粉仓I内的氧气含量，防止煤粉仓I内自燃。
[0046]实施例二
[0047]参照图3，基于实施例一的改进，在在与门电路的输出端与三极管Ql的基极之间设置了定时模块，这是为了能够让煤粉仓I在一定时间内充入足够多的氮气，否则，一旦氮气充入后时氧气含量达到设定的值，电磁阀4便关闭，这样一来，就会导致充氮的频率增加，使得整个系统不够稳定。这里，定时模块主要采用555定时器，当系统工作设定的时间后自动关闭电磁阀4。以此循环。
[0048]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种锅炉煤粉仓的防自燃控制系统，包括煤粉仓(I)，其特征在于，还包括: 储气罐(2)，用于存储惰性气体，并通过连接管道(3)与煤粉仓(I)连接； 检测单元，用于检测所述煤粉仓(I)内的温度和氧气含量，并发出检测信号； 控制单元，响应于所述检测信号，并发出控制信号； 执行单元，响应于所述控制信号，并控制所述连接管道(3)的通断。2.根据权利要求1所述的锅炉煤粉仓的防自燃控制系统，其特征在于，所述惰性气体为氮气。3.根据权利要求2所述的锅炉煤粉仓的防自燃控制系统，其特征在于，所述连接管道(3)与煤粉仓(I)的连接口位于煤粉仓(I)的底部。4.根据权利要求1所述的锅炉煤粉仓的防自燃控制系统，其特征在于，所述检测单元包括: 氧含量检测模块，包括氧传感器(5)，用于检测煤粉仓(I)内的含氧量，并输出第一检测信号； 温度检测模块，包括温度传感器(6)，用于检测煤仓内的温度变化，并输出第二检测信号。5.根据权利要求4所述的锅炉煤粉仓的防自燃控制系统，其特征在于，所述控制单元包括: 基准模块，包括两个分压电路，提供第一基准信号和第二基准信号； 比较模块，用于比较第一基准信号与第一检测信号的大小，并输出第一比较信号，以及比较第二基准信号与第二检测信号的大小，并输出第二比较信号； 判断模块，包括与门电路，输入端输入所述第一比较信号和第二比较信号，输出端输出控制信号。6.根据权利要求5所述的锅炉煤粉仓的防自燃控制系统，其特征在于，所述执行单元包括设置于连接储气罐(2)与煤粉仓(I)的管道上的电磁阀(4)，所述电磁阀(4)受控制信号的控制。7.根据权利要求6所述的锅炉煤粉仓的防自燃控制系统，其特征在于，所述执行单元还包括定时模块，用于控制所述电磁阀(4)开启的时间长短。8.根据权利要求2所述的锅炉煤粉仓的防自燃控制系统，其特征在于，所述储气罐(2)中设置有氮气气体报警器(7)，当储气罐(2)内的氮气浓度低于设置值时，发出报警声音。
【文档编号】A62C3/06GK205460577SQ201620270666
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】程国宏, 章惠香
【申请人】杭州迈欧科技有限公司