专利名称：一种蒸汽吹灰器的智能控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于蒸汽吹灰技术领域，具体涉及一种提高蒸汽式吹灰器安全运行的蒸汽吹灰器的智能控制装置。
背景技术：
蒸汽吹灰器是燃煤锅炉必备的辅助设备之一，用于清除锅炉受热面积灰，以提高锅炉热效率，降低能源消耗。传统的蒸汽吹灰器，吹管套在供汽管外面，吹管在推进的同时旋转。供汽管和吹管之间设有密封装置，防止蒸汽泄漏。吹管端部是喷嘴头，喷嘴头上有两个方向相反的喷嘴， 可以减小蒸汽喷出时引起的振动。吹管上还设有两个开关，即前限位开关和后限位开关。前限位开关作用是使吹灰器达到最大行程时反向旋转并开始退回；后限位开关的作用是在吹灰器退到一定位置时关闭进气阀停止吹扫，以及在推进时打开进气阀。滑座上设有手动操作吹管推进的方口螺杆，用专用的单向扳手可以手动操作其进退，供检修和电动驱动装置发生故障发生故障时退出。其原理为吹灰器电动机带动滑座由齿条和小齿轮驱动吹灰器向前运动，将吹管伸入炉膛一定距离时，滑座的移动使限位开关动作并打开进气阀，开始吹扫。滑座继续旋转，使吹管伸入炉内，直到最大行程时前限位开始动作，使吹管反向旋转退出。当吹管退到距墙适当距离时，后限位开关动作并将进汽阀关闭，吹灰器继续退到备用位置停止，完成一个吹扫过程。在锅炉运行过程中，由于炉膛的温度非常高，热胀冷缩或者安装角度偏差等原因经常使吹灰器传动机构变形下沉，造成前极限位开关受挤压变形或脱落，导致开关失灵失去进到位的反馈信号，从而使吹灰器一直在前进，不会自动退出，会产生①吹灰器长时间暴露在高温烟气里，寿命大大降低；②吹灰器不能按照原设计程序停止工作，造成大量蒸汽损耗③吹灰器喷出的蒸汽长时间吹在受热面上，会对受热面造成严重损伤，极易出现爆管等，严重影响设备的运行。可见，现有技术方案在运行可靠性方面存在一定的风险不论是在安装时角度的偏差还是锅炉热态膨胀，均会导致传动装置变形挤压前极限位开关，使前极限位开关失灵，最终吹灰器程控系统全部停止。申请号为201120278861. 8、名称为“用于燃煤锅炉清灰的智能控制装置”的中国专利申请公开了一种用于燃煤锅炉清灰的智能控制装置，包括PLC控制器、驱动执行器、蒸汽吹灰器、声波清灰器、DCS控制系统和传感器，所述PLC控制器与驱动执行器电连接在一起，所述蒸汽吹灰器和声波吹灰器并联连接在驱动执行器上，所述传感器电连接在DCS控制系统上，所述DCS控制系统和PLC控制器电连接在一起。通过DCS控制系统将相应传感器的数据传输给PLC控制器，PLC控制器根据接收的数据通过驱动执行器驱动相应的蒸汽吹灰器和声波吹灰器运转，从而达到及时清除受热面上积灰、结焦的目的，不用启动全部的蒸汽吹灰器和声波吹灰器运转，从而节约了大量的能源，延长了设备的使用寿命。[0008]然而上述用于燃煤锅炉清灰的智能控制装置却无法解决吹灰器因前极限位开关故障而导致的失灵、吹灰器程控系统全部停止的问题。
实用新型内容针对以上问题，本实用新型提供一种蒸汽吹灰器的智能控制装置，该智能控制装置使得蒸汽吹灰器取消了前极限位开关的设置，从而解决了吹灰器因发生前极限位开关故障而导致的失灵，能保证吹灰器在程控控制中稳定运行，不会使吹灰器程控系统全部停止。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种蒸汽吹灰器的智能控制装置，包括PLC控制器、驱动执行器、蒸汽吹灰器和DCS控制系统，所述的PLC控制器与驱动执行器电连接在一起，所述的蒸汽吹灰器连接在驱动执行器上，所述的DCS控制系统和PLC控制器电连接在一起，所述的DCS控制系统中预先设置有一个目标时间值。
本实用新型中，所述的目标时间值为吹灰器启动后吹扫导管前进直到触动前极限位开关位置的时间数值。传统的吹灰器在锅炉热态运行时热膨胀情况下，吹灰器传动装置变形下沉，致使进到位的行程开关受挤压变形或脱落，导致前极限位开关失灵失去进到位的反馈信号，造成吹灰器一直在前进，不会自动退出，长时间的处于高温状态下会使伸入炉膛的吹灰导管烧焦损坏，造成炉膛乃至过热器上的全部吹灰器程控停止，严重影响锅炉的正常运行。本实用新型的蒸汽吹灰器的智能控制装置，采用在DCS控制系统中预先设置一个目标时间值，即吹灰器启动后吹扫导管前进直到触动前极限位开关位置的时间数值，并在DCS控制系统和PLC控制器之间建立通信，通过DSC控制系统将预先设置在DCS控制系统中的吹灰器启动后吹扫导管前进直到触动前极限位开关位置的时间数值传输给PLC控制器，PLC控制器根据接收的时间数值通过驱动执行器驱动相应的蒸汽吹灰器运行，从而达到及时清除受热面上积灰、结焦的目的，当蒸汽吹灰器运行到DCS控制系统中预先设定的目标时间值满后，开始反方向运动，再快退出炉膛时阀门关闭，吹灰器继续动作，直至退出炉膛。采用本实用新型的蒸汽吹灰器的智能控制装置，可以使蒸汽吹灰器取消前极限位开关的设置，从而解决了吹灰器因发生前极限位开关故障而导致的失灵，能保证吹灰器在程控控制中稳定运行，不会使吹灰器程控系统全部停止。进一步的，所述PLC控制器和驱动执行器安装在一个控制柜中。进一步的，所述PLC控制器和DCS控制系统通过带屏蔽双绞线连接在一起。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点(I)本实用新型所提供的蒸汽吹灰器的智能控制装置，取代了前极限位开关的控制，极大地增强了吹灰程控系统的稳定性；(2)本实用新型所提供的蒸汽吹灰器的智能控制装置解决了吹灰器因发生前极限位开关故障而导致的失灵，能保证吹灰器在程控控制中稳定运行，不会使吹灰器程控系统退出；(3)本实用新型所提供的蒸汽吹灰器的智能控制装置极大地增加了吹灰器运行的稳定性，并不受外部硬件故障的影响；同时也突出了吹灰器行程开关进到位和退到位的准确性，对吹灰器整个程控运行一次所用的时间有了一定精确度，从而可以进一步准确计算出平均吹灰程控进行完一次所消耗的蒸汽量以及吹灰效率。(4)本实用新型所提供的蒸汽吹灰器的智能控制装置大大降低更换或修理前极限位开关的负担，延长定修周期，降低人工成本，同时也避免了由于小故障引发大事故的危害。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用来解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中图I为本实用新型实施例所述的蒸汽吹灰器的智能控制装置的示意图； 图2为传统的蒸汽吹灰器的结构示意图；图3为传统的蒸汽吹灰器的控制系统的电气回路图；图4为本实用新型实施例所述的蒸汽吹灰器的智能控制装置的电气回路图；其中，图中的构件为I—控制柜，2—PLC控制器，3——驱动执行器，4——DCS控制系统，5——蒸汽吹灰器，6——带屏蔽双绞线。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。实施例一如图I所示，一种蒸汽吹灰器的智能控制装置，包括PLC控制器2、驱动执行器3、蒸汽吹灰器5、DCS控制系统4，所述的PLC控制器2与驱动执行器3电连接在一起，所述的蒸汽吹灰器5连接在驱动执行器3上，所述的DCS控制系统4和PLC控制器2电连接在一起，所述的DCS控制系统4预先设置有一个目标时间值。所述的目标时间值即为吹灰器启动后吹扫导管前进直到触动前极限位开关位置的时间。所述PLC控制器2和驱动执行器3安装在一个控制柜I中。所述PLC控制器2和DCS控制系统4通过带屏蔽双绞线6连接在一起。本技术方案中的PLC控制器2采用西门子公司生产的S7-200系列的CPU226及DI、DO扩展模块作为核心控制器，该系列PLC控制器具备和多家厂商的DCS控制系统通信的能力。PLC控制器与DCS控制系统之间根据Modbus通信协议建立连接，并采用Modbus通信协议的RUT模式进行通信，通信接口采用RS485和DB9接口，通过带屏蔽绞线将PLC控制器和DCS控制系统连接在一起。如图2所示，传统的蒸汽吹灰器运行时，吹灰器电动机带动滑座由齿条和小齿轮驱动吹灰器向前运动，将吹管伸入炉膛一定距离时，滑座的移动使限位开关动作并打开进气阀，开始吹扫。滑座继续旋转，使吹管伸入炉内，直到最大行程时前限位开关开始动作，使吹管反向旋转退出。当吹管退到距墙适当距离时，后限位开关动作并将进汽阀关闭，吹灰器继续退到备用位置停止，完成一个吹扫过程。[0039]由于在生产运行中，吹灰器传动装置前段位置的前极限位开关很容易被挤压变形导致该限位开关故障失灵，考虑到在锅炉带满负荷的运行条件下，因为某一台吹灰器上的限位开关控制失灵而导致整个吹灰程控系统停止，造成重大安全事故等原因，吹灰器控制系统必须改进。本实施例提供的蒸汽吹灰器的智能控制装置，通过在DCS控制系统和PLC控制器之间建立通信，并通过DSC控制系统将预先设置在DCS控制系统中的吹灰器启动后吹扫导管前进直到触动前极限位开关位置的时间数据传输给PLC控制器，PLC控制器根据接收的时间数据通过驱动执行器驱动相应的蒸汽吹灰器运行，从而达到及时清除受热面上积灰、结焦的目的，当蒸汽吹灰器运行到DCS控制系统中预先设定的时间满后，开始反方向运动，再快退出炉膛时阀门关闭，吹灰器继续动作，直至退出炉膛。该智能控制装置具体工作如下在锅炉冷态时，单体调试吹灰器，需要从手动到远方自动控制来调试吹灰器确保锅炉热态时控制的准确率。一般100MW机组对应的为420T的锅炉，这种配置的燃煤机组，一般从受热面水冷壁到过热器所需要40台左右的吹灰器， 因此在冷态单体调试时需要分类，按照不同类的吹灰器，来分别单台记录从启动吹灰器前进一直到螺纹管伸到前极限位开关位置，并触动前极限位开关时的整个时间，最后在同一类的吹灰器中取运行时间的平均值，即为在DCS控制系统中预先设定的目标时间值，改进前后的电气回路图如图3、图4所示；通过在DCS控制系统和PLC控制器之间建立通信，并通过DSC控制系统将预先设定的时间值传输给PLC控制器，PLC控制器根据接收的时间数据通过驱动执行器驱动相应的蒸汽吹灰器运行，当蒸汽吹灰器运行到DCS控制系统中预先设定的目标时间值满后，开始反方向运动，再快退出炉膛时阀门关闭，吹灰器继续动作，直至退出炉膛。采用本实用新型的蒸汽吹灰器的智能控制装置，可以使蒸汽吹灰器取消前极限位开关的设置，从而解决了吹灰器因发生前极限位开关故障而导致的失灵，能保证吹灰器在程控控制中稳定运行，不会使吹灰器程控系统全部停止。大唐国际多伦煤化工自备电厂2X100MW+1X8(MW机组中的吹灰器采用本实用新型的智能控制装置实现吹灰程控后，截止到目前，已经安全运行了 4年以上，效果良好；印度尼西亚百通电站1X660MW机组中的吹灰器运行应用本实用新型的智能控制装置实现吹灰程控后，已经安全运行2年，运行良好。
权利要求1.一种蒸汽吹灰器的智能控制装置，包括PLC控制器(2)、驱动执行器(3)、蒸汽吹灰器(5)和DCS控制系统(4)，其特征在于，所述的PLC控制器(2)与驱动执行器(3)电连接在一起，所述的蒸汽吹灰器(5)连接在驱动执行器(3)上，所述的DCS控制系统(4)和PLC控制器(2)电连接在一起，所述的DCS控制系统(4)中预先设置有一个目标时间值。
2.根据权利要求I所述的蒸汽吹灰器的智能控制装置，其特征在于，所述PLC控制器(2)和驱动执行器(3)安装在一个控制柜(I)中。
3.根据权利要求I所述的蒸汽吹灰器的智能控制装置，其特征在于，所述PLC控制器(2)和DCS控制系统(4)通过带屏蔽双绞线(6)连接在一起。
专利摘要本实用新型涉及一种蒸汽吹灰器的智能控制装置，包括PLC控制器、驱动执行器、蒸汽吹灰器和DCS控制系统，所述的PLC控制器与驱动执行器电连接在一起，所述的蒸汽吹灰器连接在驱动执行器上，所述的DCS控制系统和PLC控制器电连接在一起，所述的DCS控制系统中预先设置有一个目标时间值。该智能控制装置采用在DCS控制系统中预先设置一个目标时间值，即吹灰器启动后吹扫导管前进直到触动前极限位开关位置的时间数值，使蒸汽吹灰器取消了前极限位开关的设置，从而解决了吹灰器因发生前极限位开关故障而导致的失灵，能保证吹灰器在程控控制中稳定运行，不会使吹灰器程控系统全部停止。
文档编号G05B19/418GK202709142SQ201220413220
公开日2013年1月30日 申请日期2012年8月20日 优先权日2012年8月20日
发明者温大为, 王宽, 王凤荣, 程峰 申请人:中国大唐集团环境技术有限公司