专利名称：锅炉自动化节能控制系统的制作方法
技术领域：
锅炉自动化节能控制系统[0001] 技术领域本发明属于工业自动化控制领域。
技术背景工业锅炉广泛应用于工厂动力、建筑采暖等各种领域，但由于设计、配套和运行等多方面的原因，我国工业锅炉普遍存在热效率低、能源消耗过大、污染严重等问题，平均运行效率较国外先进水平低15%_20%，蕴涵的节能潜力非常巨大。目前，国内一般中小型企业所使用的2-20吨供热锅炉，主要采用产生饱和蒸汽的锅炉。引风、鼓风、炉排、加水电机是采用传统的直接或降压启动方式，工频运行。锅炉的输出气压靠司炉工观察气压表进行操作。 据有关资料介绍，采用传统供热锅炉的负荷率一般都不高，普遍存在"大马拉小车"现象。另外，由于锅炉输出气压波动范围大(0.5-1.0MP)，一般情况下，采用锅炉输出高气压，实际使用低气压的状况，即所谓的"高烧，低用"现象。[0004] 用传统锅炉还存在以下弊病[0005] (1)浪费大、污染大 饱和蒸汽的温度和压力有关，压力越大蒸汽温度就越高。而热量的散失与温度也有关，温度越高热量散失越快。不必要的提高锅炉输出压力，也就提高了汽包、传输管道中饱和蒸汽的温度，加快了散热速度，造成了不必要的热量散失。 锅炉提供的是高气压，工艺过程需要的是低气压(如汽缸一般在0. 3MP左右)，因而工艺过程不可能得到更多的热量。也就是说设备需要0. 3MP的压力，最节能的锅炉输出压力也应该是0. 3MP(考虑管道压力损失可适当提高一些)，这才符合用能的最佳推动力的基本原则。 尽管现代锅炉设计的较为合理，但是其加热烟道不可能太长，鼓、引风机在工频下高速运行，燃煤产生的高温烟气在锅炉中停留时间较短，不能与锅炉中的工质进行较充分的热交换就被排出，散失了较多的热能。同时排气温度高，对环境造成较重污染。[ooog] (2)安全隐患大 设备使用的气压，由于是用节气阀获得，在较低的锅炉输出气压时必将开大节气阀门，以获得合适的压力。如果在锅炉输出压力升高后，不及时减小节气阀开度，必将导致用汽设备承受较高的压力，造成安全事故。出现这种情况，往往发生在工人疲劳、精力不集中时。周期性的调节节气阀，需要安排看汽工，有人力浪费现象。同时传输管道承受较高的压力对生产安全也极为不利，并且较高的气压输出，对管道耐压要求也高，必将增加投入成本。 传统的锅炉炉膛负压控制方式是当电动机以恒速运行时通过一次仪表检测炉膛的负压，再与负压给定值比较，经PI运算后，由电动或气动执行器控制风机挡板开口度，即改变风阻调节引风量达到调整燃烧的效果。 发明内容为了克服现有锅炉控制系统的不足，本实用新型是提供一种EMB-3000锅炉自动化节能控制系统，由本实用新型改进后的锅炉燃烧自动节能控制系统的运行过程是采用可编程序控制器(PLC)和变频器自动控制来完成，通过系统初始设定值以及实时反馈值来控制变频器的输出频率，合理控制电动机的转速，从而在稳定锅炉输出气压的基础上，降低输出气压，达到节能、高效的目的。 此系统共设七台电动机，分别控制锅炉的六个传动部分(其中水泵备用一台)，六 个电机的功能分别如下M1除渣，M2炉排-，M3引风机，M4鼓风机，M5水泵，M6备用水泵， M7上、下煤，其中M2， M3， M4， M5分别用四台相应变频器启动控制，其余为工频启动控制，M7 为正、反转控制。 工作原理一种锅炉自动化节能控制系统，其特征是在可编程序控制器输入端 口，连接安装在锅炉上的压力传感器、水位传感器的回馈信号线，并连接工业电脑的触摸 屏，可编程序控制器输出端口 ，连接四台变频器的控制端子RS485通信端口 ，同时还连接除 渣M1、上下煤M7两台电动机的接线端子和报警指示部分；经过可编程序控制器集中控制， 将压力传感器、水位传感器的回馈信号所有数据综合运算、比较，转换为数字信号，输出指 令到变频器。 由压力给定值和压力传感器反馈信号确定压差信号，经PLC运算后给出频率信号 至变频器FU1-FU3，由变频器分别驱动M2-M4控制引、鼓风大小和M2控制炉排快慢，进而达 到压力设定值与压力反馈差值为零的目的。 由水位给定值和水位传感器信号确定水位差信号，经PLC运算后给出频率信号至 变频器FU4，由变频器驱动M5控制水泵上水，进而达到水位设定值与水位反馈差值为定值 的目的。 经过对锅炉电气控制部分的重新合理设计，当煤炭进入炉排，压力传感器和水位 传感器将监测到的信号送至可编程控制器中进行设定/比较/显示，转换为数字信号，进行 计算，其结果指挥功率启动器对炉排、鼓风、引风、补水、除渣电机进行科学合理的控制，从 而更好的满足生产要求。
图1是本实用新型锅炉自动化节能控制系统产品外形图，外形尺寸 1800 (高)X600 (宽)X600 (深)，标记1为气压报警指示灯，标记2是紧急停止按钮，标记3 为水位报警指示灯，标记4为停止报警按钮，标记5是除渣开启指示灯，标记6是煤斗开启 指示灯，标记7是除渣启动、停止开关，标记8是煤斗启动、停止开关。 图2是本实用新型锅炉自动化节能控制系统控制柜面板图。 图3是本实用新型锅炉自动化节能控制系统逻辑框图。 图4是本实用新型锅炉自动化节能控制系统接线原理图一次接线方案、二次接 线原理。
具体实施方式
启用旧式电气控制系统将锅炉运行一周(168小时)，记录用电量及蒸汽量和用煤 量，后启用EMB3000系统控制将同一锅炉运行一周(168小时)，记录用电量及应低于5% 。 两种制式控制时的蒸汽量误差应在正、负1%范围内。
其计算公式如下:电量计算^ X 100%=节电率
w 耗煤计算X 100%=节煤率 式中W旧式电气控制电量值W' EMB3000控制电量值；Q旧式电气控制耗煤量Q' EMB3000控制耗煤j
权利要求一种锅炉自动化节能控制系统，其特征是在可编程序控制器输入端口，连接安装在锅炉上的压力传感器、水位传感器的回馈信号线，并连接工业电脑的触摸屏；可编程序控制器输出端口，连接四台变频器的控制端子RS485通信端口，同时还连接除渣M1、上下煤M7两台电动机的接线端子和报警指示部分；经过可编程序控制器集中控制，将压力传感器、水位传感器的回馈信号所有数据综合运算、比较，转换为数字信号，输出指令到变频器。
专利摘要一种锅炉自动化节能控制系统，对锅炉设备中的引风机、鼓风机、炉排、水泵共四台较大型电动机采用相应容量的能控制改变电机转速的变频器启动控制。并将锅炉蒸汽输出口的压力表替换成带压力检测传感器的压力表，同时将锅炉原水位表改装成水位检测传感器装置。并在控制柜中加装可编程序控制器。将压力给定值和水位给定值根据用户要求提前写入可编程序控制器，由压力传感器和水位传感器检测到的信号回馈给可编程序控制器后，进行运算、比较，然后输出频率信号，合理控制各个电机的转速，达到引风、鼓风、炉排、水泵电机的同步调节，进而达到输出恒定的气压值并节约能源的目的。
文档编号F23N1/04GK201443779SQ20092000085
公开日2010年4月28日 申请日期2009年1月13日 优先权日2009年1月13日
发明者石建兴 申请人:保定入微能源科技有限责任公