燃煤鍋爐節能方法與裝置的制造方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及一種燃煤鍋爐節能方法與裝置。
【背景技術】
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[0002]我國用于生活和工業使用的大部分燃煤鍋爐實際運行效率卻遠遠低于設計指標，其熱效率甚至達不到60%。據不完全統計，我國每年用于供暖的燃煤，其中有相當一部分燃煤因為鍋爐的不完全燃燒和排煙熱損失，白白的浪費掉。不但造成了能源的浪費，同時造成了環境污染。
[0003]目前市場上的用于生活和工業的鏈條燃煤鍋爐主要采用常規的自動控制系統。目前采用該控制系統的鏈條燃煤鍋爐主要有兩大技術缺陷:1是燃料不能夠完全燃燒，既鼓風量不足導致燃燒不充分；2是過剩空氣排熱損失，既鼓風量過大，燃料雖然充分燃燒，但是爐膛里積聚了大量的過熱空氣，鼓風頻率過大，為了滿足爐膛微負壓，引風頻率也要加大，使得大量的熱空氣被帶走，熱能的利用率降低，煙氣含氧量反而更高，從而導致空氣污染嚴重。
【發明內容】
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[0004]本發明提供了一種燃煤鍋爐節能方法與裝置，以提高熱效率、降低燃煤鍋爐的使用成本，減少有害氣體的排放，降低了空氣污染。
[0005]一種燃煤鍋爐節能方法，包括鍋爐燃煤節能算法，其主要內容為:
[0006]SI通過鍋爐自帶的監測設備獲得氣泡壓力數據X3、蒸汽流量數據X2，含氧量數據X6、后拱溫度X4和爐膛溫度X5 ;并且根據供暖的面積設定蒸汽流量設定值XI，根據最優燃燒效率設定含氧量設定值X7 ；
[0007]S2將上述數據根據燃煤鍋爐節能算法進行計算，得到爐排理論數據、給煤機理論數據、鼓風機理論數據；
[0008]所述燃煤鍋爐節能算法，其具體運算如下:
[0009]從SI中得到的數值經過鍋爐節能方法得到如下數據:Υ1、Υ2、Υ3、Υ4、Υ5、Υ6、Υ7、Υ8、Υ9為過程變量，Zl為爐排理論數據；Ζ2為給煤機理論數據；Ζ3為鼓風機理論數據。
[0010]上述數據的運算過程如下:
[0011]Yl=TZ / Χ3,
[0012]Υ2=Υ1*1.2，
[0013]Υ3=Υ2*Χ3，
[0014]Y4=PID(X2),
[0015]Y5=P ID(Y3，Y4)，
[0016]Υ6=Χ4 / Χ5*100%,
[0017]Υ7=1.8*Υ5,
[0018]Υ8=Χ6_Χ7,
[0019]Y9=PID(Y8),
[0020]Z1=Y5 / Y6,
[0021]Ζ2=1.3*Ζ1，
[0022]Ζ3=1.3*(Υ7*Υ9);
[0023]P I D為該行業應用廣泛的自動控制器算法；
[0024]S3根據爐排理論數據、給煤機理論數據、鼓風機理論數據分別調節爐排變頻器、給煤機變頻器、鼓風機變頻器；
[0025]一種鏈條燃煤鍋爐節能裝置，其包括:
[0026]一臺專用機柜服務器，可編程邏輯控制器，鏈條燃煤鍋爐的原有操作設備，其包括手動操作設備、電腦操作設備、氣泡測量儀、蒸汽流量測量儀、含氧量測量儀、后拱溫度測量儀、爐膛溫度測量儀、爐排、給煤機、鼓風機；鍋爐的原有操作設備按照原有方式連接，服務器機柜與可編程控制器通過路由器或交換機和網線連接，可編程控制器與電腦操作臺之間通過路由器或交換機和網線連接；
[0027]所述可編程邏輯控制器，可替換為分布式控制器，可編程邏輯控制器和分布式控制器上裝載燃煤鍋爐節能算法，并且通過輸出卡件傳輸爐排理論數據、給煤機理論數據、鼓風機理論數據到爐排變頻器、給煤機變頻器、鼓風機變頻器，并且對爐排變頻器、給煤機變頻器、鼓風機變頻器進行調節。
[0028]所述專用機柜服務器，其裝有鍋爐能效管控系統。
[0029]本發明的有益效果是:
[0030]1.本發明可以使燃煤鍋爐充分燃燒，并且最大化的利用燃燒熱能，使成本降低。
[0031]2.本發明可以減少燃煤鍋爐有害氣體的排放，降低了大氣污染。
【附圖說明】
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[0032]附圖1是本發明燃煤鍋爐節能方法與裝置的流程示意圖。
[0033]附圖2是本發明燃煤鍋爐節能方法與裝置的運算示意圖。
[0034]圖中Xl:蒸汽流量設定值；Χ2蒸汽流量數據；Χ3氣泡壓力數據；Χ4后拱溫度；Χ5爐膛溫度；Χ6含氧量數據；Χ7含氧量設定值；Υ1、Υ2、Υ3、Υ4、Υ5、Υ6、Υ7、Υ8、Υ9:為過程變量；Zl:爐排理論數據；Ζ2:給煤機理論數據；Ζ3:鼓風機理論數據。
[0035]附圖3是本發明燃煤鍋爐節能方法與裝置的裝置連接圖。
【具體實施方式】
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[0036]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明:
[0037]鏈條燃煤鍋爐節能方法與裝置，如圖1所示，其具體實施步驟為:
[0038]S1:通過燃煤鍋爐的氣泡測量儀、蒸汽流量測量儀、含氧量測量儀、后拱溫度測量儀和爐膛溫度測量儀分別獲得鏈條燃煤鍋爐運行中的氣泡壓力數據Χ3、蒸汽流量數據Χ2，含氧量數據Χ6、后拱溫度Χ4和爐膛溫度Χ5 ;并且根據供暖的面積設定蒸汽流量設定值XI，設定含氧量設定值Χ7。
[0039]蒸汽流量設定值Xl:蒸汽流量設定值Xl是根據用戶管網的需求實時變化的。用戶端有蒸汽流量測點，如果流量增加，則設定值也要跟隨增加；如果減少則設定值也跟隨減少。
[0040]含氧量設定值X7:該設定值是經過從業人員長期實踐得出的數值，當含氧量數據為7.5%左右時，燃煤鍋爐的燃燒效率為最優。
[0041]S2:步驟SI中測量的氣泡壓力數據X3、蒸汽流量數據X2、含氧量數據X6、后拱溫度X4和爐膛溫度X5，以及計算設定的數據蒸汽流量設定值Xl和含氧量設定值X7，通過鏈式鍋爐節能方法，對上述數值進行運算得到爐排理論數據Z1、給煤機理論數據Z2和鼓風機理論數據Z3。
[0042]該鏈式鍋爐節能方法的運算過程如圖2所示，其運算過程如下:
[0043]1.假設SI步驟中得到的氣泡壓力數據X3=l.0MPa，蒸汽流量數據X2=40t，含氧量數據X6=12%，后拱溫度X4 = 580°C，爐膛溫度X5 = 850°C，蒸汽流量設定值X2 = 35t，含氧量設定值X7 = 7%。
[0044]2.在I中設定的數值經過鍋爐節能方法得到如下數據:Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Υ8、Υ9為過程變量，Zl為爐排理論數據；Ζ2為給煤機理論數據；Ζ3為鼓風機理論數據。
[0045]上述數據的運算過程如下:
[0046]Yl=TZ / Χ3=35 / 40=0.875,
[0047]Υ2=Υ1*1.2=0.875*1.2=1.05，
[0048]Υ3=Υ2*Χ3=1.05*1.0=1.05，
[0049]Υ4=Ρ I D (Χ2),
[0050]Y5=PID(Y3，Υ4)，
[0051]Υ6 = Χ4 / Χ5*100%,
[0052]Υ7=1.8*Υ5，
[0053]Υ8 = Χ6-Χ7,
[0054]Y9=PID(Y8),
[0055]Ζ1=Υ5 / Υ6=65%,
[0056]Ζ2 = 1.3*Ζ1=84.5%,
[0057]Ζ3 = 1.3*(Υ7*Υ9)=78% ；
[0058]P I D為該行業應用廣泛的自動控制器算法。
[0059]S3:根據步驟S2中得到的爐排理論數據Ζ1、給煤機理論數據Ζ2和鼓風機理論數據Ζ3，調整爐排變頻器、給煤機變頻器和鼓風機變頻器并與之相協調。
[0060]該步驟中調節爐排變頻器、給煤機變頻器和鼓風機變頻器的原理如下:
[0061]通過可編程邏輯控制器或分布式控制器上的輸出卡件將步驟S2中得到的爐排理論數據Zl、給煤機理論數據Ζ2和鼓風機理論數據Ζ3傳輸到爐排變頻器、給煤機變頻器和鼓風機變頻器，并根據正比關系調節爐排變頻器、給煤機變頻器和鼓風機變頻器。
[0062]下面舉例說明:
[0063]爐排的最大轉速為1480，步驟S2中輸出的爐排理論數據Zl為65%，爐排的實際數據為700，那么爐排的理論最佳數據為1480*65% =962，因此，就需要調節爐排數據從700增加到962為最佳。給煤機和鼓風機為相同原理。
[0064]裝置的連接方式:
[0065]專用機柜服務器通過路由器和網線與可編程控制器或者分布式控制器鏈接，原電腦操作設備通過路由器和網線與可編程控制器或者分布式控制器鏈接。
[0066]以上所描述的實施方案是了本發明的最佳實施。其表述了該發明的主要特征和本發明的優點，上述實施方式和說明書只是本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都應包含在本發明專利要求保護的范圍內，本發明專利要求的保護范圍由權利要求書及其等同物界。
【主權項】
1.燃煤鍋爐節能方法，其特征在于，包括鍋爐燃煤節能算法，該算法的主要內容為: 51:通過鍋爐自帶的監測設備獲得氣泡壓力數據X3、蒸汽流量數據X2，含氧量數據X6、后拱溫度X4和爐膛溫度X5 ;并且根據供暖的面積設定蒸汽流量設定值Xl，根據最優燃燒效率設定含氧量設定值X7 ； 52:將上述數據根據燃煤鍋爐節能算法進行計算，得到爐排理論數據、給煤機理論數據、鼓風機理論數據； 從SI中得到的數值經過鍋爐節能方法得到如下數據:Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8、Y9為過程變量，Zl為爐排理論數據；Ζ2為給煤機理論數據；Ζ3為鼓風機理論數據。 上述數據的運算過程如下:Yl=TZ / Χ3,Υ2=Υ1*1.2，Υ3=Υ2*Χ3,Y4=PID(X2)，Y5=PID(Y3, Y4)，Y6=X4 / Χ5*100%,Υ7=1.8*Υ5,Υ8=Χ6-Χ7,Υ9=Ρ I D (Υ8),Ζ1=Υ5 / Υ6,Ζ2=1.3*Ζ1,Ζ3=1.3*(Υ7*Υ9)； 53:根據爐排理論數據、給煤機理論數據、鼓風機理論數據分別調節爐排變頻器、給煤機變頻器、鼓風機變頻器； 燃煤鍋爐節能裝置，其特征在于，包括裝置: 一臺專用機柜服務器，可編程邏輯控制器，鏈條燃煤鍋爐的原有操作設備，其包括手動操作設備、電腦操作設備、氣泡測量儀、蒸汽流量測量儀、含氧量測量儀、后拱溫度測量儀、爐膛溫度測量儀、爐排、給煤機、鼓風機；鍋爐的原有操作設備按照原有方式連接，服務器機柜與可編程控制器通過路由器或交換機和網線連接，可編程控制器與電腦操作臺之間通過路由器或交換機和網線連接； 所述可編程邏輯控制器，其特征在于，可替換為分布式控制器，可編程邏輯控制器和分布式控制器上裝載燃煤鍋爐節能算法，并且通過輸出卡件傳輸爐排理論數據、給煤機理論數據、鼓風機理論數據到爐排變頻器、給煤機變頻器、鼓風機變頻器，并且對爐排變頻器、給煤機變頻器、鼓風機變頻器進行調節。2.根據權利要求1所述的所述的燃煤鍋爐節能方法與裝置，其特征在于，所述專用機柜服務器，其裝有鍋爐能效管控系統。
【專利摘要】本發明公開了一種燃煤鍋爐節能方法與裝置。本發明解決了目前燃煤鍋爐中因燃料不完全燃燒、過剩空氣排熱損失而導致的鏈式燃煤鍋爐熱效率低、空氣污染嚴重、成本高的技術缺陷。本發明通過燃煤鍋爐節能裝置測量鍋爐的后拱溫度、爐膛溫度、蒸汽流量、氣泡壓力、氧含量等數據，并通過燃煤鍋爐節能方法對測量數據進行計算，然后對計算結果進行分析，從而合理調節給煤機變頻器、爐排變頻器和鼓風機變頻器以達到降低成本、減少大氣污染的目的。
【IPC分類】F23N5/00
【公開號】CN104976638
【申請號】CN201410129576
【發明人】楊超
【申請人】楊超
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年4月2日