专利名称：单元式智能燃气脉冲吹灰装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动化控制装置，尤其涉及应用于锅炉吹灰过程中的一种自动化单元式智能燃气脉冲吹灰装置。
背景技术：
目前在锅炉吹灰技术领域中，采用脉冲吹灰技术现状一、基本原理由两路气构成气源，一路是可燃气，另一路是空气。两路气经控制汇合形成混合气，到达并存储在发生器内。经特定时间的充气，预计或计算发生器的混合气体体积比例和数量合适，可进行工作时，则点火，火焰经管路加速传到发生器，在发生器内混合气气体爆燃产生冲击波，热气流、震波，经喷口将能量尽可能大地导向积灰的换热面，以清除换热面上各种类型的积灰，以提高换热效率。
二、脉冲吹灰装置目前的产品种类和现状目前脉冲吹灰装置产品类型，串联式、并联式两类；(一)、串联式脉冲吹灰装置基本部件组成串联式是指脉冲吹灰装置中主要部件的联接关系，特指混合室和分配器，该两个部件是前、后串联联接或混合室串接点火器再串接分配器状况，一般定义为串联式脉冲吹灰装置。一般习惯上，从空气分配阀和可燃气分配阀后至混合点火器这一段统称分路。这之前统称主路。如图1所示一般该装置中具有1、两路气源、一路是可燃气(可用可燃气(C2H2)、氢(H2)、甲烷、天燃气、石化附产品干气等)，另一路是空气(压缩空气、锅炉引风)，该两路气体各有控制阀(主阀)控制其体积流量；2、混合室(或叫混合罐，一般是经特殊设计的容器)、两路气在混合室汇合进行充分混合；3、点火器(或叫点火头、变压器或电子电路构成的电子点火元件)、通过管路，串联安装在混合室之后，在设定的时刻，点燃混合气，它由点火头、点火电路以及点火容器组成；4、分配器(或叫分配联箱，分配集箱)、是将一路气分成多个分路的装置。每个分路有电动控制阀控制该分路的开关和闭合，它一般用管路串联在点火器后面或串在混合室后面；5、脉冲发生器(或叫脉冲罐、爆炸罐)、用于暂存前面分路管路送的混合气，当点火器点燃混合气后，火最终传到该脉冲发生器，在该脉冲发生器内产生爆燃，从该脉冲发生器的喷口将混合其爆燃产生的冲击波、热气流导向需要吹灰的积灰面；6、控制器、一般由继电器电路或PLC对脉冲吹灰装置进行动作控制、控制所要吹灰的分路装置。
图1中X0、Y0为主阀，X1、Y1压力变送器或流量计，X2、Y2调试阀，W0混合室，W1点火罐，W4点火器，W2分配器，WA1、WA2......WAN分路电动阀，WB1、WB2......WBN发生器。
这是目前市场上脉冲吹灰装置最多的结构形式，按厂家数量上占了国内市场占了国内85％-90％。
串联式的明显弱点由于串联式脉冲吹灰装置经过国内厂商近十余年的应用，暴露了极其明显的安全弱点和技术漏洞、1、如混合室距离可燃气主气源距离过近，燃气传递距离长，回火控制较难；2、燃气通路上缺乏安全保护缓冲层次，极易在发生混合室回火时，危害到主气源，造成大事故。
3、各分路的供气，都由主路的脉冲阀控制，当混合室发生回火，只有当联接在分配器上的各个分路都吹完灰，主脉冲阀才能关气，这样，分配器联接管路越多，主路供气时间越长，产生回火时烧的时间越长，尤其是温控装置失效时，越容易产生大安全事故。
4、另外，串联结构，不能用自动方式隔离故障，连续运行能力与吹灰分路数量成反比。吹灰分路(点)越多，故障率越高，连续运行能力越差。
(二)、并联式脉冲吹灰装置基本部件组成由于生产厂商和使用厂商都已经认识到串联式脉冲吹灰装置有着安全的隐患和技术上的缺陷，所以，目前另外也有将该脉冲吹灰装置予以改进，产生了单元式并联结构、并联的工艺流程是先分配即空气和可燃气路，先在主路各自分配成数量相等的分路，再一一对应汇合形成混合气分路，可燃气分路之间，空气分路之间，混合气分路之间都是并联关系单元式结构。
如图2所示其构成装置的配置如图1基本相同，只是将构成的配置在结构上予以调整，在图2中X0、Y0为主阀，X1、Y1为压力变送器或流量计(一路器)，X3、Y3为逆止阀、X4为阻火器，XA、YA为分配器，其中XA1、XA2......XAN、YA1、YA2......YAN为分配阀，XA2、XB2......XBN为脉冲阀，XA3、XB3......XN3为逆止阀，XA4、XB4......XN4为阻火器，XA5、XB5......XN5为点火器，XA6、XB6......XBN为混合器，W0为混合室，W1为点火罐，W4为点火器，W2为分配器，WA1、WA2......WAN为分路电动阀，WB1、WB2......WBN为发生器。在如图1提供的技术的现状的基础上，如图2提供的技术的这种进化只是将如图1提供的技术在结构上的的改进，没有进一步发展这种结构优势，只改变结构组合、混合气形成顺序，只是将串联式的先混合，再分配改成如图11所表述的把两路气先各自分路，再以各分路汇合形成混合气(即先分路后混合)，供气方式为各分路自己控制供气，发生回火时，燃烧的时间短了，相对比串联式安全，只是从结构上给安全升了点级。
并联式脉冲吹灰装置的明显缺陷
并联的每个分路都有完整、独立的配置，这种改动也带来了新的问题，造成了混合器大量增加，点火器大量增加，电动阀也大量增加，总之由一个大设备，改成多个小设备，大设备统一支配，现在将各个需要吹灰的点进行单一支配；这样1、造成了部件多了；2、可燃气外漏点多了，故障点也随之大大增加，也就是等于回火点多了，内漏点也增多；3、产生内漏、哑爆、外漏的机会大大增加了；4、系统出故障后，主控系统没有手段及时发送信息，及时控制，可靠性、稳定性、连续无故障运行能力大大下降，只能在维修检查后，通过手动，关掉故障路。
脉冲吹灰的气源流量供应特征是脉动(无论是串、并联)，即给吹灰点供气一次，再点火一次，释放一次，再充一次；再点火，再释放，如此循环直至吹完灰。所以可燃气供应流量是一段一段(或一股一股)的，通常的两路气混合比是调试时手动调节办法或压力变送器。流量计+比例阀，这种方法的混合比控制水平很低，在很大范围，离散波动，造成不能稳定地控制可燃气处于各种压力下的混合比，每次充气的混合比都不一样而且相差很大，因而耗气量大，吹灰效果差或不稳定。另外，直接在管路上加比例阀控制流量是没有明显效果的，不能根据不同的积灰特性稳定地保持吹灰强度，一般是采用充气时间来调节，意义不大。不能在相同容积可燃气的前提下把能量分级。能不能使混合比稳定也是造成哑炮率高低的最主要原因(即可燃气分子及氢分子没有有效燃烧，比例混合。)实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种单元式智能燃气脉冲吹灰装置，同时提供一种对该单元式智能燃气脉冲吹灰装置的控制方法。该单元式智能燃气脉冲吹灰装置具有结构简单，在线作业、检修，全程自动化控制等特点；具有适时监管、调控，精确无误等特点，分路上普遍采用传感器技术及合理严密的控制流程；脉动流量工作环境下两路气混合比控制技术的突破，可主动抑制常见类型的故障，安全隐患被多层次控制；吹灰监控及操作自动化的全面应用。
为实现解决上述技术问题，本实用新型所提供的技术方案为一种单元式智能燃气脉冲吹灰装置，包括主路装置和分路装置，具体包括如下装置，并且各装置之间的工作关系为、该单元式智能燃气脉冲吹灰装置包括主路装置和分路装置，具体包括如下装置，并且各装置之间的工作关系为(一)、主路装置(1)、可燃气主气源，其压力为0.09-0.15Mpa，以及可燃气主气源控制阀，控制该可燃气气源的开关；同时设置有可燃气主路外漏检测装置，检测可燃气外漏；(2)、空气主气源，其压力为0.3-0.8Mpa，以及空气主气源控制阀，控制该空气主气源的开关；(3)、流量控制装置控制空气主气源、可燃气主气气源脉动流量环境下的流量比，控制使该两路气的混合比稳定并保持准确；(4)、可燃气分配器和空气分配器可燃气分配器是为将该吹灰装置一路主可燃气气源分成多个可燃气分路，同时每个分路对应设置有一个可燃气分配开关，与空气分配器分出的分路数量相同；空气分配器是为将该吹灰装置一路主空气气源分成多个空气分路，同时每个分路对应设置有一个空气分配开关，与可燃气分配器分出的分路数量相同；(二)、分路装置(5)、分路压力检测装置，检测分路可燃气以及空气的相应的压力参数；(6)、分路阻止装置控制阻灭分路混合室点火后爆燃气体反向传来的冲击及火焰回传和阻止各分路混合室点火后爆燃气体反向传来的冲击和保护电动阀；(7)、分路混合室将可燃气分路与空气分路汇合、集中并充分混合形成混合气体；(8)、分路点火装置串接在混合室之后，用于点燃分路混合室中释放出来的混合气体；(9)分路检测装置检测各分路混合点火装置的温度、分路点火状态和分路的可燃气体外漏的定性检测；(10)、发生器分路混合室中传递出来的混合气体经点火装置点火后，在该发生器中爆燃；(三)、控制器控制上述(1)-(10)装置。
所述可燃气主气气源为可燃气(C2H2)、氢(H2)、甲烷、天燃气、石化附产品干气中的一种或多种。
所述流量控制装置为气体脉动流量控制装置。
所述可燃气分配器包括、可燃气控制开关，同时还附加有可燃气主路外漏检测装置和气体压力测量装置，所述可燃气控制开关设置在各可燃气分路管道中，控制该可燃气分路的开、关；所述空气分配器控制开关设置在各空气分路管道中，控制该空气分路的开、关。
所述可燃气控制开关和所述空气控制开关为电磁阀。
所述分路阻止装置包括分路阻火阀和分路逆止阀；所述点火装置为点火头和电子点火模块构成。
所述检测装置包括超温检测器、状态检测器、可燃气外漏检测器；分路超温检测设置在分路混合点火装置位置，检测分路系统回火超温状况，并将检测到的信号传递回主系统；分路状态检测器设于分路混合点火装置附近，检测点火成功与否的状态，并将检测到的信号传递回主系统；
分路可燃气外漏检测器分别对可燃气分配器和空气分配器以后的装置的可燃气的外漏进行检测，并将检测到的信号传递回主系统。
所述控制器由PLC控制装置中央处理器、电子安防传感器部件组成，所述PLC控制装置接受中央处理器的指令控制电子安防传感器部件。
由于在工业化生产过程中，使用可燃气体，安全是生产中的重中之重，所以本实用新型采用上述技术方案，从中可以看出、一、大量应用了传感器技术、主要是三类，温度、测爆、可燃气外漏的监测，监测各个分路的故障点，使这类吹灰装置的所有典型故障，都处在监控状态，传感器与执行控制机构PLC组成故障探测和控制系统。
(1)、在混合器位置设置温度传感器，它利用温度感应元件，如热电偶、PT100热敏电阻等探测温度，并转化成相应控制电信号，当达到预警温度时，系统PLC收到告警信号，自锁这一路，并做分路告警提示，而且继续在设定时间内看故障点温度上升情况，如限定时间内有预计程度的上升，则主系统会关闭并主告警。
(2)、在点火容器上设置测爆仪，用于检测点火器故障、哑炮故障。如点火失败，可燃气泄入炉内，即浪费，又有一定危险，尤其是大量的点火失败。哑炮故障是回火的最危险类故障，这时，要及时发现哑燃及时停止工作。测爆是用声音，加爆震探测元件转化成控制信号，当点火时检测到故障发生传感器将控制信号，传至PLC，由PLC控制自锁的这个故障气路，防止故障漫延。
(3)、可燃气泄漏检测可燃气分路上有很多螺扣联接的部件，由于这个脉冲吹灰系统的发生器在工作时产生的震动沿管路传递，时间一长就会有螺扣松动，有可燃气外漏造成安全隐患，将可燃气探头设置于各个可燃气分路的部件螺扣联接处，一旦探测到外漏主控PLC自动，自锁在该分路，并分路告警，位于前端主路位置泄露，则主系统告警并停全系统。
(4)、系统故障的分级控制，主路故障很少发生，故障在主路危险性高，一般须停系统维修，分路故障自锁分路，不须停运，须维修的故障全面锁住，不须维修的分路故障，系统复位后再运行时会自动再运行。
一级超温低于二级超温度，二级温度不超过120℃。
解决了自动故障诊断，自动故障隔离。
利用了结构优势，增加保护主可燃气气源的安全防范、缓冲层次，能自动定期故障检测，能在线、连续的故障控制，实现了装置在系统操作的选择性全面提高。充分实现了安全分级保护思想，可燃气路的定期自动检测，一般几班至几十班次，系统会自动启动一次，对可燃气各路进行全线内漏自检。如发现有内漏的分路，则自动记录，在运行时自锁并提示内漏。内漏回火的在线保护，当工作时探测到回火时，先锁分路，继续观测，如还有回火迹象，则主路告警，全系统关闭，每分路设同开同闭双电动阀，大大减小脉冲阀的同时坏的概率，提高系统稳定性，降低回火率。
图1为已有技术提供的串联控制装置流程图；图2为已有技术提供的并联控制装置流程图；图3为本实用新型提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置配置原理示意图；图4为本实用新型提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置的配置组成示意图；具体实施方式
结合附图说明本实用新型的一个具体实施方式
一、如图3和图4所示本实用新型提供的单元式智能燃气脉冲吹灰装置配置部件主要由可燃气主气源装置1，一般可采用可燃气(C2H2)、氢(H2)、甲烷、天燃气、石化附产品干气等中的一种，提供可燃气，以乙炔(C2H2)为例，其压力(0.09-0.15Mpa)和空气主气源装置2提供空气，与乙炔主气源装置1同开同闭(0.3-0.8Mpa)。由这两个装置对整个装置进行供气，同时在乙炔主气源装置的出口管路上安装乙炔主气源控制阀(即乙炔路主阀)11，该乙炔主气源控制阀(即乙炔路主阀)11为市售成品的电磁阀，在该整个装置某个程序运行结束或主路故障时关闭；在空气主气源装置的出口管路上安装空气主气源控制阀(即空气路主阀)21，该空气主气源控制阀21为市售成品的电磁阀，在该整个装置某个程序运行结束或主路故障时关闭；将上述乙炔主气源装置1和空气主气源装置2和空气主路压力检测装置22共同连接到流量控制装置即流量控制柜(装置)3，用于控制脉动流量环境下保持上述两路主气源的气体的流量，主要目的是使这两路气体达到合适的混合比，是本装置中的控制设备之一，可以在市场中购买成品；一般而言，习惯上将乙炔和空气主气源到分路分配柜这一段称之为主路。为安全起见，在该装置中设有主路乙炔外漏检测设备12，用于主路的乙炔的定性外漏检测。
在流量控制柜(装置)3后和乙炔路主阀11串接乙炔分配器即乙炔分配柜41，在本吹灰装置可有一个乙炔分配柜，可将一路乙炔主气源分成几个分路1-N，与空气分配柜分出的分路数量相同。各分路上安装并通过电磁阀411-41N，控制各分路的开关，该乙炔分配柜41同样为安全起见，设置有乙炔外漏检测器，用于检测外漏，该位置属主路告警范围；在流量控制柜3后和空气路主阀21空气分配器即空气分配柜42，一个吹灰装置可有多个分配柜，可将一路主气源分成几个分路，与乙炔分配柜分出的分路数量相同，通过电磁阀控制各分路的开关。本吹灰装置可有一个分配柜，将一路空气主气源分成几个分路1-N，与乙炔分配柜分出的分路数量相同。各分路上安装并通过电磁阀421-42N，控制各分路的开关；该乙炔分配柜41和空气分配柜42分别是本装置中的控制设备之一，可以在市场中购买成品。在本实用新型提供的吹灰装置的配置中分别设置在乙炔分配柜41和空气分配柜42内，对应乙炔分路、空气分路安装有乙炔分配阀411-41N和空气分配阀421-42N，均为电磁阀，每个分路对应配合设置有一组，用于控制该分路工作时开闭，工作开，工作完毕或故障时关闭，几个分路就有几个乙炔分配阀411-41N和空气分配阀421-42N。在乙炔分配阀411-41N和空气分配阀421-42N相对应的管路上均分别顺序对应设置有乙炔分路阻火阀4311-431N和乙炔分路逆止阀4321-432N和空气分路阻火阀4321-432N和空气分路逆止阀4331-433N，用于阻灭混合室点火后爆燃气体反向传来的冲击，防止回火前传，其中逆止阀设置在气路中的阻火阀的后面，用于阻止混合室点火后爆燃气体反向传来的冲击，将上述两个分路的气体均通入混合室5，该混合室5为储存该可燃气乙炔和空气的容器，位于乙炔分路与空气分路混合点，用充分混合各路气体；与混合室5串在一起的点火罐6，该点火罐形状类似罐头盒，由于吹灰装置要求该点火罐一定要具有抗冲击、耐高温，寿命长，所以本装置中的该点火罐6由金属钢制成，组成包括点火头61及点火电路模块62，点火电路模块62设于点火罐6外，点火头61设置在该点火罐6中，用于点燃混合气体，抗点火时的高温及冲击，同时与混合室5二者共同组成的通路，具有一定阻火和混合气体逆止功能，并将点燃气体快速传向后端；当混合室5充气并充分完毕时，启动点火模块，进行点火；在点火罐6后的管路上安装的分路超温检测装置711——71N检测分路回火点即混合室5内的温度、分路点火状态检测装置721——72N和分路外部的乙炔体的定性外漏检测装置731——73N；分路超温检测装置711——71N设于混合点火罐位置，检测的温度值在监控界面显示，当检测温度达到设定的一级告警温度时，发信号给主控，做分路告警，这时系统继续测温度，在限定时间内，温度再上升到设定值，则上传电信号，关闭主系统主告警。分路点火状态检测装置721——72N设于混合点火器附近，用于检测点火不成和或局部爆燃(俗称哑炮)，当一次点火不成或哑炮，则再点火一次，如还是点火不成或哑炮，则电信号上传主控，关闭该分路。
乙炔体的定性外漏检测装置731——73N设于流量控制柜3、乙炔分配柜41中，发生乙炔外漏时属主路告警；发生器8用于混合室5点火后产生爆燃，产生气体气流和冲击波，一般每个分路中设置有一个该发生器8。
中央控制柜9由PLC执行装置、工控机、显示器、电源、电路安防部件及继电装置、端子、操作面板按照现有的技术进行组装构成。
本实用新型提供的技术为吹灰装置的整套控制装置和控制方法，如果采用了本套装置中其中部分设备和控制方法，也属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于该单元式智能燃气脉冲吹灰装置包括主路装置和分路装置，具体包括如下装置，并且各装置之间的工作关系为(一)、主路装置包括(1)、一压力为0.09-0.15Mpa可燃气主气源以及可燃气主气源控制阀，该可燃气主气源控制阀控制该可燃气气源的开关；同时设置有可燃气主路可燃气外漏检测装置；(2)、一压力为0.3-0.8Mpa空气主气源以及空气主气源控制阀，该空气主气源控制阀控制该空气主气源的开关；(3)、一流量控制装置分别和上述可燃气主气源空气主气源相连接，控制该空气主气源、可燃气主气气源脉动流量环境下的流量比；(4)、可燃气分配器和空气分配器可燃气分配器将该吹灰装置一路主可燃气气源分成多个可燃气分路，同时每个分路对应设置有一个可燃气分配开关，其数量与空气分配器分出的分路数量相同；空气分配器将该吹灰装置一路主空气气源分成多个空气分路，每个分路对应设置有多个空气分配开关，其数量气分配器分出的分路数量相同；(二)、分路装置包括(1)、一分路压力检测装置，设置在分路可燃气以及分路空气管路上；(2)、一分路阻止装置，设置在分路混合室前，分路管路电动阀前；(3)、一混合室，连接可燃气分路与空气分路；(4)、一分路点火装置，串接在混合室之后；(5)一定性检测分路检测装置，设置在各分路混合点火装置外表面；(6)、一爆燃发生器，设置在分路混合室后，点火装置设置在该爆燃发生器中；上述分路装置顺序连接在分路管路上；(三)、控制器控制上述主路装置(1)-(4)装置和分路装置(1)-(6)装置。
2.如权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于所述可燃气分配器包括可燃气控制开关，同时还附加有可燃气主路外漏检测装置和气体压力测量装置，所述可燃气控制开关设置在各可燃气分路管道中，控制该可燃气分路的开、关；所述空气分配器控制开关设置在各空气分路管道中，控制该空气分路的开、关。
3.如权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于所述可燃气控制开关和空气控制开关为电磁阀。
4.如权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于所述分路阻止装置包括分路阻火阀和分路逆止阀，二者顺序安装在该分路阻止装置内；
5.如权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于检测分路系统回火超温状况，并将检测到的信号传递回主系统的分路超温检测设置在分路混合点火装置位置；检测点火成功与否的状态，并将检测到的信号传递回主系统分路状态检测器设于分路混合点火装置附近；分别对可燃气分配器和空气分配器以后的装置的可燃气的外漏进行检测分路可燃气外漏检测器，将检测到的信号传递回主系统。
6.如权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于所述控制器由PLC控制装置、中央处理器、电子安防传感器部件组成，所述PLC控制装置接受中央处理器的指令控制电子安防传感器部件。
7.如权利要求1所述的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，其特征在于所述可燃气主气气源为乙炔(C2H2)、氢(H2)、甲烷、天燃气、石化附产品干气中的一种或一种以上。
专利摘要本实用新型公开了一种用于锅炉吹灰的单元式智能燃气脉冲吹灰装置，由主路装置和分路装置构成，主路装置包括可燃气主气源、空气主气源、流量控制装置和可燃气分配器和空气分配器构成，分路装置由分路压力检测装置、分路阻止装置、分路混合室、分路点火装置、分路检测装置和发生器构成，同时通过控制器控制上述主路装置和分路装置，实现智能自动化控制。同时本实用新型提供的技术内容针对该单元式智能燃气脉冲吹灰装置而言，具有适时监管、调控，精确无误等特点，可主动抑制常见类型的故障，安全隐患被多层次控制；吹灰监控及操作自动化的全面应用。
文档编号F23J3/00GK2731284SQ20042008903
公开日2005年10月5日 申请日期2004年8月31日 优先权日2004年8月31日
发明者张自强, 刘胡宝, 易力, 周萌鑫, 刘玉宏, 黄荣春, 仲崇义 申请人:北京嘉德兴业科技有限公司