一种生物质锅炉控制系统及生物质锅炉单元的制作方法

[0001]
本实用新型涉及生物质锅炉控制系统及生物质锅炉单元，属于锅炉技术领域。


背景技术：

[0002]
生物质锅炉的主要燃料为农林废弃物，包括各种农作物秸秆、稻壳、木屑等。与传统煤炉相比，生物质锅炉具有燃料丰富，价廉易得，清洁环保等优势。但目前生物质锅炉在实际运行中存在一些急需解决的问题，其中最大最危险的问题之一就是回火和爆膛。
[0003]
生物质燃料在燃烧时会产生如一氧化碳和甲烷的可燃性气体。生物质锅炉停炉后，如果锅炉炉膛内残留可燃气体，再次点火时就容易出现爆膛现象，且极易出现回火，点燃料斗，严重时会烧坏料斗及整个供料系统，甚至会威胁操作人员的人身安全。
[0004]
中国专利号为201721325670.6，公开日期为2018年7月6日的实用新型专利公开了一种锅炉防回火系统。该实用新型采用温度传感器检测到进料口的温度超过警戒线温度时，通过输水装置向进料仓内送水灭火。但是，该方式是在回火发生后采取灭火措施，没有对爆膛的预处理防护措施，容易产生意外引发大面积的火情甚至会对锅炉本体造成损坏。
[0005]
目前防回火、防爆膛的方法有很多，但多数方法都是在发现有回火的可能或出现回火现象后停炉检查。这样的方法不仅容易发生危险，还消耗了大量的人力、物力以及时间，工作效率低下。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型为了解决现有的生物质锅炉不具备防回火、防爆膛功能和对应的硬件控制系统，在生物质锅炉使用过程中存在一定的安全隐患。
[0007]
一种生物质锅炉控制系统，包括：生物质锅炉单元和控制台9；
[0008]
生物质锅炉单元包括料斗1、点火控制器3、自动点火器4、锅炉温度测量仪5、送风机控制器6、送风机7、炉排8；
[0009]
炉排8设置在生物质锅内部，送风机7安装在炉排8的下方并且与送风机控制器6电相连；自动点火器4设置在炉排8靠近料斗1的一端上方，点火控制器3与自动点火器4 电连接；在生物质锅炉喉口处安装有锅炉温度测量仪5；
[0010]
控制台9上设有控制键盘11、紧急制动阀13；控制台9内部设有plc控制器12；
[0011]
控制键盘11、紧急制动阀13设置在控制台9上，并与plc控制器12电连接；控制台 9上还设有数据传输口14，生物质锅炉单元上设有信号接送端口16，数据传输口14和信号接送端口16通过数据传输线15电连接。
[0012]
进一步地，所述料斗1上装有料斗电磁开关2，料斗电磁开关2闭合料斗开始工作。
[0013]
进一步地，所述控制台9上还设有工业显示器10。
[0014]
一种生物质锅炉单元，包括料斗1、点火控制器3、自动点火器4、锅炉温度测量仪5、送风机控制器6、送风机7、炉排8；
[0015]
炉排8设置在生物质锅内部，送风机7安装在炉排8的下方并且与送风机控制器6电
相连；自动点火器4设置在炉排8靠近料斗1的一端上方，点火控制器3与自动点火器4 电连接；在生物质锅炉喉口处安装有锅炉温度测量仪5；
[0016]
所述生物质锅炉单元上设有还信号接送端口16。
[0017]
进一步地，所述料斗1上装有料斗电磁开关2，料斗电磁开关2闭合料斗开始工作。
[0018]
有益效果：
[0019]
一、本实用新型使生物质锅炉在硬件层面具有防回火、防爆膛功能的部件，使得锅炉在使用和运行过程中，能够实现防回火、防爆膛的功能。在停火后通过plc控制器控制送风机的工作结合锅炉温度测量仪的信息，辅助炉内未燃尽燃料的燃烧，确保炉内火焰熄灭，降低炉内温度，缩短停炉时间。同时在停炉过程中，可以排出一部分可燃气体，降低点火时出现回火和爆膛的几率。
[0020]
二、本实用新型在硬件层面保证了在点火时，具有先通过送风机工作排出炉内的可燃性气体的硬件，从而实现降低炉内温度。通过停炉后和点火前的气体置换的硬件保障，可以将炉内的可燃性气体完全排出，将回火以及爆膛的几率降到最低，有效排除回火和爆膛隐患。
[0021]
三、本实用新型可以实现送料与点火自动化工作。在确保炉内达到点火的标准后，plc 控制器会控制料斗运行使燃料铺满炉排，然后再点火。
[0022]
四、本实用新型可以实现对运行中的锅炉炉温进行实时监控，确保操作人员及时发现问题。
附图说明
[0023]
图1为具有防回火、防爆膛功能的生物质锅炉控制系统的结构示意图。其中，料斗1、料斗电磁开关2、点火控制器3、自动点火器4、锅炉温度测量仪5、送风机控制器6、送风机7、炉排8、控制台9、工业显示器10、控制键盘11、plc控制器12、紧急制动阀13、数据传输口14、数据传输线15、信号接送端口16。
具体实施方式
[0024]
具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，
[0025]
本实施方式为一种生物质锅炉控制系统，包括：生物质锅炉单元和控制台9；
[0026]
生物质锅炉单元包括料斗1、料斗电磁开关2、点火控制器3、自动点火器4、锅炉温度测量仪5、送风机控制器6、送风机7、炉排8；
[0027]
料斗1上装有料斗电磁开关2，料斗电磁开关2闭合料斗开始工作；
[0028]
炉排8设置在生物质锅内部，用于运送生物质燃料，送风机7安装在炉排8的下方并且与送风机控制器6电相连；自动点火器4设置在炉排8靠近料斗1的一端上方，点火控制器3与自动点火器4电连接，自动点火器4对生物质锅炉进行点火；在生物质锅炉喉口处安装锅炉温度测量仪5，用于获取生物质锅炉内的温度。
[0029]
控制台9上设有工业显示器10、控制键盘11、紧急制动阀13；控制台9内部设有plc 控制器12；
[0030]
控制键盘11、紧急制动阀13设置在控制台9上，并与plc控制器12电连接；控制台 9上还设有数据传输口14，生物质锅炉单元上设有信号接送端口16，数据传输口14和信号接
送端口16通过数据传输线15电连接；plc控制器12通过数据传输口14、信号接送端口16、数据传输线15实现所有信息和指令的接收和发送，实现与点火控制器以及电磁开关等的通信；
[0031]
控制键盘(11)用于生物质锅炉的启停运行操作等；紧急制动阀(13)用于生物质锅炉的紧急停止；当该系统发生不可控的故障时，可按下紧急制动阀(13)，可以立即停止系统的一切操作，确保锅炉以及操作人员的安全。
[0032]
本实用新型只要求保护包括plc控制器在内的硬件系统，并不针对控制逻辑和控制过程。本实用新型的硬件系统是保证实现生物质锅炉防回火、防爆膛控制的基础，是生物质锅炉防回火、防爆膛功能实现的硬件体现。虽然本实用新型不要求对控制逻辑和控制过程进行保护，但是为了说明本实用新型的硬件系统的工作流程，说明本实用新型具体工作方式。
[0033]
点火时，通过plc控制器12对锅炉发出点火指令。在点火指令发出后，锅炉温度测量仪5开始工作，测量炉膛内温度。炉膛内的温度为启动安全温度(一般为30℃)以下时点火最安全，所以生物质锅炉防回火、防爆膛的安全预处理控制系统的点火温度为启动安全温度。当锅炉温度检测仪所检测到的温度低于启动安全温度时，温度测量仪5停止工作，送风机控制器6对送风机7发出工作指令，送风机7开始向炉膛内送风，同时plc控制器 12中的定时器开始计时，定时一定时间，可使辅助炉膛内的可燃性气体排出炉膛，防止炉膛内存在的可燃性气体使锅炉在点火的瞬间燃烧引发爆膛。一定时间后，送风机控制器6 对送风机7发出停止工作指令，送风机7停止工作，然后料斗电磁开关2向料斗1发出工作指令，料斗1开始向锅炉内送料，延时0.5～1分钟，生物质燃料铺满锅炉的炉排8后，点火控制器2对自动点火器3发出点火指令，点燃生物质燃料，点火完成。若温度高于启动安全温度时，锅炉温度测量仪5和送风机7同时工作，加快炉内温度降低，同时检测炉内温度。此过程将一直循环，直到炉内温度降到启动安全温度以下后，系统再继续进行。
[0034]
在生物质锅炉运行过程中锅炉温度测量仪5将实时测量炉内温度，并将采集到的温度信号送至信号接送端口16，通过数据传输线15传送至数据传输14，再将采集的温度信号传送给plc控制器12，并将温度信息通过工业显示器10显示出来，使操作人员可以实时检测炉内温度。
[0035]
停炉时，通过plc控制器对锅炉发出停炉信号。在停炉信号发出后，锅炉内的送风机 7开始工作，辅助炉膛内的可燃性气体排出炉膛，同时锅炉温度测量仪5检测炉内温度。为防止产生复燃现象，系统的停炉安全温度将一般设置为35℃，当炉内温度低于停炉安全温度时，plc控制器12中的定时器启动，定时一定时间，确保炉内可燃性气体全部排出炉膛。一定时间后，温度测量仪检测炉内温度，若炉内温度低于停炉安全温度时，送风机7 停止工作，完成停炉。若炉内温度高于停炉安全温度时，送风机7继续工作一段时间，锅炉温度测量仪5再次检测，如此循环，直到温度低于停炉安全温度时，风机停止工作，完成停炉。如果第一次测温仪7检测到的温度高于停炉安全温度时，系统将回到发出停炉指令之后，如此循环，直到温度降到停炉安全温度以下后，系统再继续进行。
[0036]
具体实施方式二：
[0037]
本实施方式为一种生物质锅炉单元，包括料斗1、点火控制器3、自动点火器4、锅炉温度测量仪5、送风机控制器6、送风机7、炉排8；
[0038]
料斗1上装有料斗电磁开关2，料斗电磁开关2闭合料斗开始工作；
[0039]
炉排8设置在生物质锅内部，送风机7安装在炉排8的下方并且与送风机控制器6电相连；自动点火器4设置在炉排8靠近料斗1的一端上方，点火控制器3与自动点火器4 电连接；在生物质锅炉喉口处安装有锅炉温度测量仪5；
[0040]
所述生物质锅炉单元上设有还信号接送端口16。

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