专利名称：船用焚烧炉控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焚烧炉控制系统，特别是一种用于燃烧船舶垃圾的船用焚烧 炉控制系统，属于焚烧技术、船用自动控制技术与环境技术领域。
背景技术：
人类生活中不可避免的产生各种各样的固体废弃物垃圾，这些垃圾在输送、 贮存与燃烧过程中均存在产生二次污染的可能，对大气、土壤、水等造成污染， 不仅影响人类的居住环境，而且威胁人类的健康。在早些时候，垃圾主要通过寻 找一定的空间进行贮存或进行专门的掩埋，这都需要占用相当大的空间或较大的 土地，因此有人不断的开发出各种各样的焚烧炉来处理这些固体废弃物，实现垃 圾的减容和无害化处理。船上环境与陆地环境很相似，船舶作为主要的货运工具 其绝大部分空间都用来存放货物，所以空间极其有限，而船舶在运行过程中以及 船上人员在生产和生活中所产生的垃圾，包括污油污泥、生活垃圾和废弃物、油 布杂物等，直接排出船外将会严重影响海洋环境，如果不及时处理又将占用很大 空间，提高运营成本，因此船用焚烧炉技术就显得尤为重要。已有的技术中，申 请号为200620040414.8，名称为一种船用焚烧炉的实用新型专利，采用特殊结构， 使可以承受海浪冲击，该实用新型主要对焚烧炉的结构进行改进，主要目标并不 是提高焚烧炉系统的整体功能，在性能和使用状况上都不完善。申请号为 200710045490.7，名称为一种单片机控制的船用焚烧炉的发明专利，利用成熟的 单片机作为控制单元对焚烧炉整个工作过程进行控制，主要侧重与焚烧炉本体的 控制，控制系统复杂，不适用于实船。
发明内容
为了克服已有技术的不足，填补船用焚烧炉控制系统的技术空白，本发明提 供了一种船用焚烧炉控制系统，其结构简单，功能完善，占用的安装空间小，解 决了船上垃圾和污油污泥存放的问题，同时能提高整个焚烧炉的焚烧效率，减少 焚烧炉的污染排放。
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明包括焚烧炉本体、燃烧器、控制箱、燃油储存柜、污油污泥储存柜、 抽风机、调风门机构、污油变量输送泵、污油循环泵、燃油加压泵、燃油喷头、 污油污泥喷头、空气管路压力传感器、燃油管路压力传感器、污油污泥管路压力 传感器、气动阀、气动两位三通阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第 一手动球阀、第二手动球阀、第三手动球阀、第四手动球阀、第一取样阀、第二 取样阀、液位传感器、电加热器、温度传感器、压力表、第一手动阀、第二手动 阀、稳压阀。燃烧器安装在焚烧炉本体上，调风门机构和抽风机依次安装在焚烧 炉本体上部烟囱通风管路上，燃烧器内部的燃油加压泵的一个出口通过第二电磁 阀和第三电磁阀与辅助燃油喷头连通，燃油管路压力传感器安装在燃油加压泵进 口管路上，燃油加压泵的进口通过第一手动阀与燃油储存柜的底部连通，燃油加 压泵的回油出口与燃油储存柜顶部连通，第二手动阀的进口与压縮空气相通，出 口通过第一电磁阀、稳压阀与污油污泥喷头连接，空气管路压力传感器安装在稳 压阀出口管路上，压力表安装在第二手动阀的出口管路上，气动阀和气动两位三 通阀的气动控制端均与第一电磁阀的出口端连通，污油污泥储存柜底部通过第二 手动球阀、污油循环泵、第一手动球阀、污油变量输送泵、气动两位三通阀和气 动阀与污油污泥喷头相连，污油污泥管路压力传感器安装在污油变量输送泵的出 口管路上，污油循环泵的出口同时经过第四手动球阀与污油污泥储存柜的顶部连 通，气动两位三通阀的另一个出口通过管路与污油污泥储存柜的上部连通，第三 手动球阀安装在污油污泥储存柜的底部，第一取样阀安装在污油污泥储存柜的中 部，第二取样阀安装在污油污泥储存柜的下部，液位传感器、电加热器和温度传 感器安装在污油污泥储存柜上，控制箱的输出端分别与燃烧器、抽风机、调风门 机构、污油变量输送泵、污油循环泵、燃油加压泵、第一电磁阀、第二电磁阀、 第三电磁阀、电加热器的控制端电连接，控制箱的输入端分别与空气管路压力传 感器、燃油管路压力传感器、污油污泥管路压力传感器、液位传感器、温度传感 器的输出端电连接。
本发明所设计的一种船用焚烧炉系统，既可以焚烧船上工作人员日常生产生 活过程中产生的固体垃圾，也可以焚烧船舶机械设备运行过程中所产生的污油污 泥。在焚烧固体垃圾时利用燃油喷嘴进行燃油喷射，帮助固体垃圾进行燃烧，在
固体垃圾充分燃烧的情况下又可以实现燃油系统的自动停止，节省大量的燃油。 在进行污油污泥焚烧过程时，可以同时放入固体垃圾进行焚烧，在污油污泥含水 量较大的情况下，也即燃烧性能较差时将燃油喷嘴打开，利用燃油将污油污泥充 分燃烧。抽风机不停的从焚烧炉炉膛抽出燃烧后的气体，使炉膛保持一定的负压， 防止焚烧炉本体因为密封问题而产生火焰外露，保证工作人员的安全。调风门机 构能够根据炉膛负压、炉膛温度和排烟温度自动进行调整，保持垃圾和污油污泥 的最佳燃烧状况，同时，调风门机构还可以协调排气温度、炉膛负压和炉膛温度 之间的关系，使相关参数符合国家标准GB10836-89船用焚烧炉技术条件和国际 防污染公约的相关规定。
污油污泥焚烧系统工作时，控制单元还可以根据炉膛温度自动调整污油污泥 的喷射量，即保持在合适的温度范围内实现污油污泥的充分高效燃烧。污油污泥 储存柜可以不断收集机器设备运转过程中所产生的污油污泥，当污油污泥装满污 油柜时由液位传感器发出信号，控制系统自动进行污油污泥的焚烧。在污油污泥 进行焚烧前首先启动循环泵对污油污泥进行循环粉碎，使其更加均匀易于燃烧。 若污油污泥的温度低于正常燃烧所需要的温度，则启动电加热器对污油污泥进行 加热直到合适的温度为止。本系统还提供一路压縮空气进入污油污泥管路对其进 行雾化，使污油污泥颗粒尽可能小，增加其可燃性能，大幅度提高燃烧效率。
本发明的有益效果本发明系统控制功能完善，结构简单，易于实现，占用 的船舶空间较小，在船舶垃圾焚烧方面具有很好的适用性。同时，由于完善的控 制性能，也大大提高了船用焚烧炉的焚烧效率，使系统能够长时间安全可靠的运 行，符合无人机舱的要求，同时还能起到保护环境，减少污染排放的作用。
图1是本发明的船用焚烧炉控制系统原理图中l.焚烧炉本体，2.燃烧器，3.控制箱，4.燃油储存柜，5.污油污泥 储存柜，6.抽风机，7.调风门机构，8.污油变量输送泵，9.污油循环泵，10.燃 油加压泵，ll.燃油喷头，12.污油污泥喷头，13.空气管路压力传感器，14.燃油 管路压力传感器，15.污油污泥管路压力传感器，16.气动阀，17.气动两位三通 阀，18.第一电磁阀，19.第二电磁阀，20.第三电磁阀，21.第一手动球阀，22. 第二手动球阀，23.第三手动球阀，24.第四手动球阀，25.第一取样阀，26.第二 取样阀，27.液位传感器，28.电加热器，29.温度传感器，30.压力表，31.第一
手动阀，32.第二手动阀，33.稳压阀。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步的描述。
如图1所示，本发明包括焚烧炉本体1、燃烧器2、控制箱3、燃油储存柜4、 污油污泥储存柜5、抽风机6、调风门机构7、污油变量输送泵8、污油循环泵9、 燃油加压泵10、燃油喷头11、污油污泥喷头12、空气管路压力传感器13、燃油 管路压力传感器14、污油污泥管路压力传感器15、气动阀16、气动两位三通阀 17、第一电磁阀18、第二电磁阀19、第三电磁阀20、第一手动球阀21、第二手 动球阀22、第三手动球阀23、第四手动球阀24、第一取样阀25、第二取样阀 26、液位传感器27、电加热器28、温度传感器29、压力表30、第一手动阀31、 第二手动阀32、稳压阀33。其中，燃烧器(2)的型号为HYOl，功率范围为154 一391KW，耗油量13 — 33Kg/h，电机功率为0. 37KW;抽风机(6)的流量为3000m Vh，耐高温45(TC，电机型号Y100L-23KW;污油变量输送泵(8)型号为 NLP008BY03S12B，电机功率0. 37KW，电压380V，转速范围498 — 750r/min，防 护等级IP55;污油循环泵(9)型号为2CWF-IIB，流量为20mVh，压头为0. llMPa， 功率为2. 2KW。燃烧器2安装在焚烧炉本体1上，调风门机构7和抽风机6依次 安装在焚烧炉本体1上部烟囱通风管路上，燃烧器2内部的燃油加压泵10的一 个出口通过第二电磁阀19和第三电磁阀20与燃油喷头11连通，燃油管路压力 传感器14安装在燃油加压泵10进口管路上，燃油加压泵10的进口通过第一手 动阀31与燃油储存柜4的底部连通，燃油加压泵10的回油出口与燃油储存柜4 顶部连通，第二手动阀32的进口与压縮空气相通，出口通过第一电磁阀18、稳 压阀33与污油污泥喷头12连接，空气管路压力传感器13安装在稳压阀33出口 管路上，压力表30安装在第二手动阀32的出口管路上，气动阀16和气动两位 三通阀17的气动控制端均与第一电磁阀18的出口端连通，污油污泥储存柜5 底部通过第二手动球阀22、污油循环泵9、第一手动球阀21、污油变量输送泵8、 气动两位三通阀17和气动阀16与污油污泥喷头12相连，污油污泥管路压力传 感器15安装在污油变量输送泵8的出口管路上，污油循环泵9的出口同时经过 第四手动球阀24与污油污泥储存柜5的顶部连通，气动两位三通阀17的另一个 出口与污油污泥储存柜5的上部连通，第三手动球阀23安装在污油污泥储存柜
5的底部，第一取样阀25安装在污油污泥储存柜5的中部，第二取样阀26安装 在污油污泥储存柜5的下部，液位传感器27、电加热器28和温度传感器29安 装在污油污泥储存柜5上，控制箱3的输出端分别与燃烧器2、抽风机6、调风 门机构7、污油变量输送泵8、污油循环泵9、燃油加压泵IO、第一电磁阀18、 第二电磁阀19、第三电磁阀20、电加热器28的控制端电连接，控制箱3的输入 端分别与空气管路压力传感器13、燃油管路压力传感器14、污油污泥管路压力 传感器15、液位传感器27、温度传感器29的输出端电连接。
在进行固体垃圾燃烧时，应首先手动打开第一手动阀31，保持燃油进油管 路畅通，然后将事先准备好的固体垃圾投入焚烧炉炉膛内部即可开始焚烧。此时， 抽风机6首先启动对炉膛进行抽风，防止炉膛内由于燃油或污油滴漏等原因可能 产生的可然性气体在点火时发生爆燃。抽风一段时间后燃烧器2自带的燃油加压 泵10启动，从燃油储存柜4抽取燃油并加压，当压力满足喷射压力时，燃油管 路压力传感器14给出信号，控制箱3控制第二电磁阀19和第三电磁阀20打开， 同时燃烧器2自带的点火电极将燃油点燃，开始对炉膛进行加热。第二电磁阀 19和第三电磁阀20串联在燃油喷油管路上，主要是防止燃油喷头11不工作时 产生燃油滴漏。当炉膛温度升高到一定温度时，垃圾开始燃烧，当燃烧过程保持 稳定时即可停止燃油加压泵10，关闭第一电磁阀18和第二电磁阀19，即停止燃 油喷射，使垃圾自行进行燃烧。当炉膛温度过低而不能满足垃圾燃烧温度时燃油 喷射系统会重新启动加热炉膛。当燃油管路压力过高时，燃油管路压力传感器 14给出信号，控制燃油从燃油加压泵10的回油出口返回至燃油储存柜4。垃圾 燃烧的整个过程中，调风门机构7都在不停的调整位置，使炉膛的负压保持在一 个合适的范围内。垃圾燃烧设定时间到达时，控制箱3给出信号，控制焚烧炉停 炉，同时抽风机6继续抽风对炉膛进行冷却，当炉膛温度达到安全温度时抽风机 6关闭。
焚烧炉系统在进行污油污泥焚烧时可以手动进行也可以自动进行，区别在于 当污油污泥储存柜5的液位到达高位时由液位传感器27给出信号直接启动焚烧 炉，若液位高于低位未到达高位要进行污油污泥焚烧时，应手动启动。 一般情况 下，第一手动球阀21、第二手动球阀22、第四手动球阀24、第一手动阀31和 第二手动阀32都保持打开状态，第三手动球阀23在放残时使用。污油污泥开始
焚烧前，污油循环泵9提前启动一段时间对污油污泥储存柜5中的污油污泥进行 循环粉碎，使污油污泥颗粒细化和混合均匀，便于燃烧。混合均匀后，先启动燃 油程序对炉膛进行加热，当达到合适温度时，控制箱控制污油变量输送泵8启动， 第一电磁阀18打开，压縮空气和污油污泥混合后由污油污泥喷头12喷入炉膛进 行燃烧。污油污泥燃烧过程稳定时停止燃油燃烧，在污油污泥燃烧状况较差的情 况下燃油燃烧系统再次投入运行。在污油污泥焚烧过程中，污油变量输送泵8 根据炉膛温度可以不断改变喷入炉膛的污油污泥量，使污油污泥在变工况时同样 保持高效率的焚烧。温度传感器29不断监测污油污泥储存柜5中污油污泥的温 度，温度过低时启动电加热器28,温度过高时停止加热。空气管路压力传感器 13检测压縮空气管路的压力，当压力过低时停止污油污泥的焚烧。污油污泥管 路压力传感器15检测污油污泥管路压力。稳压阀33主要是稳定压縮空气的压力， 压力表30显示压縮空气管路的压力，当压縮空气管路压力过高时，压縮空气控 制气动阀16关闭，气动两位三通阀17动作，使污油污泥喷射管路的污油污泥返 回至污油污泥储存柜5。当油污泥储存柜5的液位到达低位时，液位传感器27 给出信号，控制焚烧炉系统停止运行，此时抽风机6继续运行至炉膛温度降至安 全温度。第一取样阀25和第二取样阀26主要对污油污泥进行抽样检査。 焚烧炉系统也可以同时焚烧固体垃圾和污油污泥，工作过程基本相同。
权利要求
1.一种船用焚烧炉控制系统，包括焚烧炉本体(1)、燃烧器(2)、控制箱(3)、燃油储存柜(4)、污油污泥储存柜(5)、抽风机(6)、调风门机构(7)、污油变量输送泵(8)、污油循环泵(9)、燃油加压泵(10)、燃油喷头(11)、污油污泥喷头(12)、空气管路压力传感器(13)、燃油管路压力传感器(14)、污油污泥管路压力传感器(15)、气动阀(16)、气动两位三通阀(17)、第一电磁阀(18)、第二电磁阀(19)、第三电磁阀(20)、第一手动球阀(21)、第二手动球阀(22)、第三手动球阀(23)、第四手动球阀(24)、第一取样阀(25)、第二取样阀(26)、液位传感器(27)、电加热器(28)、温度传感器(29)、压力表(30)、第一手动阀(31)、第二手动阀(32)、稳压阀(33)，其特征在于燃烧器(2)安装在焚烧炉本体(1)上，调风门机构(7)和抽风机(6)依次安装在焚烧炉本体(1)上部烟囱通风管路上，燃烧器(2)内部的燃油加压泵(10)的一个出口通过第二电磁阀(19)和第三电磁阀(20)与燃油喷头(11)连通，燃油管路压力传感器(14)安装在燃油加压泵(10)进口管路上，燃油储存柜(4)通过安装在底部的第一手动阀(31)与燃油加压泵(10)的进口连接，燃油加压泵(10)的进口通过第一手动阀(31)与燃油储存柜(4)的底部连通，第二手动阀(32)的进口与压缩空气相通，出口通过第一电磁阀(18)、稳压阀(33)与污油污泥喷头(12)连接，空气管路压力传感器(13)安装在稳压阀(33)出口管路上，压力表(30)安装在第二手动阀(32)的出口管路上，气动阀(16)和气动两位三通阀(17)的气动控制端均与第一电磁阀(18)的出口端连通，污油污泥储存柜(5)底部通过第二手动球阀(22)、污油循环泵(9)、第一手动球阀(21)、污油变量输送泵(8)、气动两位三通阀(17)和气动阀(16)与污油污泥喷头(12)相连，污油污泥管路压力传感器(15)安装在污油变量输送泵(8)的出口管路上，污油循环泵(9)的出口同时经过第四手动球阀(24)与污油污泥储存柜(5)的顶部连通，气动两位三通阀(17)的另一个出口与污油污泥储存柜5的上部连通，第三手动球阀(23)安装在污油污泥储存柜(5)的底部，第一取样阀(25)安装在污油污泥储存柜(5)的中部，第二取样阀(26)安装在污油污泥储存柜(5)的下部，液位传感器(27)、电加热器(28)和温度传感器(29)安装在污油污泥储存柜(5)上，控制箱(3)的输出端分别与燃烧器(2)、抽风机(6)、调风门机构(7)、污油变量输送泵(8)、污油循环泵(9)、燃油加压泵(10)、第一电磁阀(18)、第二电磁阀(19)、第三电磁阀(20)、电加热器(28)的控制端电连接，控制箱(3)的输入端分别与空气管路压力传感器(13)、燃油管路压力传感器(14)、污油污泥管路压力传感器(15)、液位传感器(27)、温度传感器(29)的输出端电连接。
2. 根据权利要求1所说的船用焚烧炉控制系统，其特征是所述的燃烧器(2) 的型号为HYOl，功率范围为154 — 391KW，耗油量13 — 33Kg/h，电机功率为0. 37KW。
3. 根据权利要求1所说的船用焚烧炉控制系统，其特征是所述的抽风机(6) 的流量为3000mVh，耐高温450。C，电机型号Y100L-23KW。
4. 根据权利要求1所说的船用焚烧炉控制系统，其特征是所述的污油变量 输送泵(8)型号为NLP008BY03S12B，电机功率0. 37KW，电压380V，转速范围 498_750r/min，防护等级IP55。
5. 根据权利要求1所说的船用焚烧炉控制系统，其特征是所述的污油循环 泵(9)型号为2CWF-IIB，流量为20mVh，压头为0. llMPa，功率为2. 2KW。
全文摘要
船用焚烧炉控制系统，属焚烧技术、船用自动控制技术与环境技术领域。本发明包括焚烧炉本体、燃烧器、控制箱、燃油储存柜、污油污泥储存柜、抽风机、调风门机构、污油变量输送泵、污油循环泵、燃油加压泵、阀门、温度和压力传感器、电加热器，该控制系统结构简单，成本低廉，既可实现船舶固体垃圾的有效焚烧，还可对船舶污油污泥进行焚烧，有效处理船舶固体废弃物和污油污泥。焚烧炉在工作过程中可以实现全自动化控制，运行稳定可靠，垃圾处理效率高，焚烧过程中产生的有害气体少，减少了垃圾处理过程中对环境的污染；同时也可以很好的解决远洋船舶垃圾堆放和污油污泥存放问题。
文档编号F23G5/50GK101338901SQ200810041450
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月7日 优先权日2008年8月7日
发明者帅 孟, 徐筱欣, 浦骏业, 韩小波 申请人:上海交通大学