[发明专利]循环流化床锅炉料层控制系统及控制方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及锅炉自动控制系统，尤其是循环流化床锅炉的控制，属于锅炉及自动控制技术领域。

背景技术

在循环流化床锅炉中，床层厚度对炉内流化状态、床温和传热效率有直接影响，锅炉一定的负荷对应一个适当的床层厚度。床层厚度基本同料层差压成正比，通过调节排渣量维持床料厚度在适当值。料层差压对流化床锅炉的稳定运行有很大影响，料层过薄，料层容易吹穿而产生沟流，流化不均而引起局部结渣，难以形成稳定的密相区，同时还会造成放渣含碳量高，燃烧不完全，增加了灰渣热损失。料层过厚会增加风机压头，气泡增大，扬析夹带量增大，流化质量下降，底部大颗粒物料沉积，危及安全运行，风机电耗增加，锅炉效率下降。因此，料层厚度应维持在适当的范围，一般认为500mm左右。目前，公知的循环流化床锅炉料层控制是操作人员根据料层差压人工完成。锅炉排渣采用通过人工手动完成或通过冷渣机人工调节料层，以致料层不稳定、炉膛热负荷变化大以及燃烧不稳定等不足，同时难以实现锅炉高温炉渣余热连续、稳定回收利用。

PLC可编程控制器是一种取代传统继电器控制装置的电子装置，具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位在可预见的将来是无法取代的。然而，在检索有关循环流化床锅炉料层控制的方法中，还未见应用PLC实施循环流化床锅炉料层实现锅炉高温热渣余热回收利用的报道。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种应用PLC控制系统对循环流化床锅炉料层的控制系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

循环流化床锅炉料层控制系统，包括炉膛压力表、风室压力表、料层温度表、冷渣机排渣温度表、冷渣机出水温度表、冷渣机进水温度表，冷渣机驱动电机；还包括PLC控制系统；炉膛压力表、风室压力表与料层差压变送器联接，差压变送器向PLC控制系统发送电信号；冷渣机排渣温度表、冷渣机出水温度表、冷渣机进水温度表向PLC控制系统发送电信号；PLC控制系统向输渣装置、冷渣机驱动电机发送电信号。

循环流化床锅炉料层控制方法，按以下流程进行：在锅炉炉膛内的风板上装炉渣，打开渣阀门，炉渣经下渣管进入冷渣机，冷却后炉渣经输渣装置输送至渣库；在锅炉风室设风室压力表，在炉膛中设有炉膛压力表，通过料层差压变送器测量其差压，为炉内炉渣料层差压，将测量的料层差压值输到PLC控制系统；PLC控制系统根据料层差压值的高低，通过模拟量输出信号，控制冷渣机驱动电机变频转速，实现锅炉的自动排渣。

本发明方法利用安装在锅炉风室和炉膛的压力表测定压力值，根据料层差压值间接反映锅炉料层厚度，将检测到的料层差压值以电流信号反馈到排渣装置的PLC控制系统，通过PLC控制系统对锅炉排渣量进行自动调节，完成对锅炉料层厚度的实时控制，实现了对整个过程的检测显示、操作控制、安全报警、重要工艺参数的连锁控制。同时，通过锅炉排渣量可以实时调节冷却水量，提高余热回收效率，或统计料层变化历史曲线。

本发明将整个循环流化床锅炉料层控制方法中涉及的电流信号、电压信号、频率信号、流量信号、压力信号、温度信号和设备的开关信号纳入到PLC控制系统，并且数据能传输到上位机或DCS集散控制系统，集中监控或实现锅炉燃烧寻优的过程控制，实现锅炉最佳运行方案；采用PLC控制系统可实现整个过程加煤量，排渣量，高温炉渣冷却、输送，冷却水量控制，仪表工艺参数的连锁控制。

本发明的有益效果是，安全可靠、操作方便，有效解决了锅炉料层不稳问题，能根据料层通过PLC控制的最大上、下限值，自动调节炉渣排放速度，运行稳定后，寻找控制的最佳值；同时提高锅炉炉渣余热利用效率，从而优化锅炉运行方式，提高生产效率。实现锅炉排渣的自动控制和锅炉料层的实时监控，降低了生产成本；减轻了操作人员劳动强度；便于操作冷渣机实现锅炉高温热渣余热的回收利用。系统运行安全、稳定，同时便于锅炉的燃烧寻优控制，提高锅炉燃烧效率。

附图说明

图1是本发明发明的工艺流程及控制系统示意图；

图中零部件及编号：

1—锅炉炉膛、2—炉膛压力表、3—料层、4—料层温度表、

5—PLC控制系统、6—风室压力表、7—下渣管、8—渣阀门、

9—冷渣机、10—冷渣机驱动电机、11—冷渣机排渣温度表、

12—冷渣机出水温度表、13—冷渣机进水温度表、14—输渣装置、

15—渣库、16—放渣阀、17—运渣车、18—差压变送器。