一种基于PLC系统控制的火电厂锅炉自动装渣设备的制作方法

2021-03-03 10:03:14|

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一种基于plc系统控制的火电厂锅炉自动装渣设备
技术领域
[0001]
本实用新型属于物料装载技术领域，尤其涉及一种基于plc系统控制的火电厂锅炉自动装渣设备。

背景技术：

[0002]
现如今，火电厂在我国发电行业占据60％以上，火力发电厂简称火电厂，是利用可燃物(例如煤)作为燃料生产电能的工厂。它的基本生产过程是：燃料在燃烧时加热水生成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。
[0003]
原动机通常是蒸汽机或燃气轮机，在一些较小的电站，也有可能会使用内燃机。它们都是通过利用高温、高压蒸汽或燃气通过透平变为低压空气或冷凝水这一过程中的压降来发电的。
[0004]
现有的火电厂在发电过程中产生的炉渣，需要人为进行清理，无法实现炉渣装载过程自动化，从而需要大量的人力和物力，另一方面现有的炉渣没有搅拌装置，导致炉渣很难清理。

技术实现要素：

[0005]
本实用新型提供一种基于plc系统控制的火电厂锅炉自动装渣设备，旨在解决现有的火电厂在发电过程中产生的炉渣，需要人为进行清理，无法实现炉渣装载过程自动化，从而需要大量的人力和物力，另一方面现有的炉渣没有搅拌装置，导致炉渣很难清理的问题。
[0006]
本实用新型是这样实现的，一种基于plc系统控制的火电厂锅炉自动装渣设备,包括进料装置和用于搅拌物料的搅拌装置以及输送物料的送料装置，所述进料装置包括料斗和出料管，所述料斗内部下表面上开设有料斗出口，所述出料管位于所述料斗出口的下方，且所述出料管的一端和所述料斗固定连接；
[0007]
所述搅拌装置包括搅拌器、伺服电机、搅拌叶、水泵、进水管和出水管，所述搅拌器位于所述出料管的另一端，且所述搅拌器和所述出料管相连通，所述伺服电机位于所述搅拌器内部上表面上，且所述伺服电机和所述搅拌器固定连接，所述搅拌叶位于所述伺服电机的下方，且所述搅拌叶和所述伺服电机的输出轴固定连接，所述水泵靠近所述搅拌器，且所述水泵通过所述出水管与所述搅拌器相连接，所述进水管位于所述水泵的外侧壁上，且所述进水管和所述水泵相连接，所述进水管远离与所述水泵连接的一端设置有第二电磁阀，所述搅拌装置的下方设置有送料装置；
[0008]
所述送料装置包括物料集中联箱、第一分配管和第二分配管，所述第一分配管设置有两个，两个所述第一分配管对称分布在所述物料集中联箱上，并与所述物料集中联箱相连通，所述第二分配管位于所述物料集中联箱的下表面，且所述第二分配管和所述物料集中联箱相连通，所述送料装置的下方设置有检测装置；
[0009]
所述检测装置由距离探测器、光栅传感器、信号接收板和运输车厢组成，所述距离探测器设置有多个，多个所述距离探测器分别位于所述第一分配管和第二分配管的外侧壁上，且多个所述距离探测器分别与所述第一分配管、所述第二分配管固定连接，所述运输车厢位于所述第二分配管的下方，所述光栅传感器位于所述运输车厢的一侧，所述信号接收板位于所述运输车厢的另一侧，且所述距离探测器、光栅传感器、信号接收板均通过电线与外部plc控制器电性连接。
[0010]
优选的，所述料斗的下方设置有手动阀门，且所述手动阀门和所述出料管固定连接，所述出料管的外侧壁上设置有膨胀节，且所述出料管和所述膨胀节固定连接，所述出料管的内部镶嵌有第一电磁阀，所述第一电磁阀位于所述膨胀节远离所述手动阀门的一侧，且所述第一电磁阀和所述出料管固定连接。
[0011]
优选的，所述第一电磁阀的下方设置有电机，所述电机和所述出料管固定连接，且所述电机的输出轴贯穿所述出料管的一侧。
[0012]
优选的，所述手动阀门包括壳体、把手和限位球，所述限位球位于所述壳体内部，所述把手贯穿所述壳体，并与所述限位球固定连接，所述把手和所述壳体螺接，所述限位球的前表面开设有进物孔；
[0013]
所述第一电磁阀由外壳、通电线圈、阀芯、连接杆、活塞、弹簧和限位筒组成，所述限位筒位于所述外壳内部，且所述限位筒和所述外壳固定连接，所述活塞位于所述限位筒内部，所述连接杆贯穿所述限位筒和所述活塞，并与所述活塞固定连接，所述弹簧位于所述连接杆的一端，且所述弹簧的一端和所述连接杆固定连接，所述弹簧的另一端和所述限位筒固定连接，所述阀芯位于所述连接杆的另一端，且所述阀芯和所述连接杆固定连接，所述通电线圈设置有两个，两个所述通电线圈沿所述阀芯对称设置，并与所述外壳固定连接。
[0014]
优选的，所述水泵由箱体、泵壳、叶轮和转轴组成，所述泵壳位于所述箱体内部，且所述泵壳和所述箱体固定连接，所述叶轮位于所述泵壳的内部，所述转轴的一端贯穿所述泵壳和所述叶轮，并与所述叶轮固定连接，所述转轴的另一端连接外部电机；
[0015]
所述泵壳的前表面开设有进水口，所述进水管通过所述进水口与所述水泵相连接；
[0016]
所述泵壳的下顶端开设有出水口，且所述出水管通过所述出水口与所述水泵相连接。
[0017]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过设置所述进料装置，使得操作人员直接将掉落的炉渣对准所述料斗，使得炉渣通过所述料斗进入到所述搅拌器中，在通过所述水泵供应水量，从而稀释炉渣，另一方面通过所述距离探测器分别探测到车厢顶部的高度，接着在通过所述光栅传感器和所述信号接受板的作用下，判定车辆是否到达指定装载炉渣位置，当所述光栅传感器接收到所述信号接受板的信号时，表示车辆到达相应的位置，表明车辆准备好装载炉渣，将信号传递给外部plc控制器，使得所述第一电磁阀打开，实现排放炉渣，所述距离探测器探测炉渣到分配管的距离和炉渣放满时的高度对比，若所述距离探测器的高度信号均小于或等于该高度时，传递信号给外部plc控制器，表明炉渣已经装满，plc的停止逻辑触发，从而停止对所述第一电磁阀的供电，完成装载炉渣，使得通过本装置，无需人为手动清理炉渣；通过设置所述电机和所述搅拌器，使得所述电机工作时，将掉落下的炉渣进行初步搅拌，防止炉渣堵塞所述出料管，接着在通过所述搅拌器内部的所
述伺服电机带动所述搅拌叶转动，以及所述水泵为所述搅拌器供应水量，从而将炉渣充分的处理，防止炉渣粘附在管道上。
附图说明
[0018]
图1为本实用新型结构示意图；
[0019]
图2为本实用新型进料装置结构示意图；
[0020]
图3为本实用新型料斗俯视图；
[0021]
图4为本实用新型搅拌器内部结构示意图；
[0022]
图5为本实用新型手动阀门侧视内部结构示意图；
[0023]
图6为本实用新型电磁阀侧视内部结构示意图；
[0024]
图7为本实用新型水泵后视内部结构示意图；
[0025]
图8为本实用新型逻辑控制图；
[0026]
图中：1-进料装置、11-料斗、111-料斗出口、12-出料管、13
-ꢀ
手动阀门、131-壳体、132-把手、133-限位球、134-进物孔、14-膨胀节、15-第一电磁阀、151-外壳、152-通电线圈、153-阀芯、154
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连接杆、155-活塞、156-弹簧、157-限位筒、2-搅拌装置、21-搅拌器、22-伺服电机、23-搅拌叶、24-水泵、241-箱体、242-泵壳、243
-ꢀ
叶轮、244-转轴、245-进水口、246-出水口、25-进水管、26-出水管、 27-第二电磁阀、3-送料装置、31-物料集中联箱、32-第一分配管、 33-第二分配管、4-检测装置、41-距离探测器、42-光栅传感器、43
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信号接受板、44-运输车辆。
具体实施方式
[0027]
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0028]
请参阅图1-8，一种基于plc系统控制的火电厂锅炉自动装渣设备,包括进料装置1和用于搅拌物料的搅拌装置2以及输送物料的送料装置3，进料装置1包括料斗11和出料管12，料斗11内部下表面上开设有料斗出口111，出料管12位于料斗出口111的下方，且出料管12的一端和料斗11固定连接；
[0029]
搅拌装置2包括搅拌器21、伺服电机22、搅拌叶23、水泵24、进水管25和出水管26，搅拌器21位于出料管12的另一端，且搅拌器21和出料管12相连通，伺服电机22位于搅拌器21内部上表面上，且伺服电机22和搅拌器21固定连接，搅拌叶23位于伺服电机22的下方，且搅拌叶23和伺服电机22的输出轴固定连接，水泵24靠近搅拌器21，且水泵24通过出水管26与搅拌器21相连接，进水管25 位于水泵24的外侧壁上，且进水管25和水泵24相连接，进水管25 远离与水泵24连接的一端设置有第二电磁阀27，搅拌装置2的下方设置有送料装置3；
[0030]
送料装置3包括物料集中联箱31、第一分配管32和第二分配管 33，第一分配管32设置有两个，两个第一分配管32对称分布在物料集中联箱31上，并与物料集中联箱31相连通，第二分配管33位于物料集中联箱31的下表面，且第二分配管33和物料集中联箱31相连通，送料装置3的下方设置有检测装置4；
[0031]
检测装置4由距离探测器41、光栅传感器42、信号接收板43和运输车厢44组成，距
离探测器41设置有多个，多个距离探测器41 分别位于第一分配管32和第二分配管33的外侧壁上，且多个距离探测器41分别与第一分配管32、第二分配管33固定连接，运输车厢 44位于第二分配管33的下方，光栅传感器42位于运输车厢44的一侧，信号接收板43位于运输车厢44的另一侧，且距离探测器41、光栅传感器42、信号接收板43均通过电线与外部plc控制器电性连接。
[0032]
在本实施方式中，电机16的型号为m2qa，伺服电机22的型号为60cb020c-010000，距离探测器341为超声波探测器，且型号为 xc144-kl，光栅传感器342的型号为gcs-868，信号接收板343的型号为adf4350，第一电磁阀15和第二电磁阀27内部结构相同，进水管25与外部水龙头相连接；
[0033]
通过设置料斗11和料斗出口111，通过料斗11装载炉渣，接着在通过料斗出口111进入到出料管12中；
[0034]
通过设置手动阀门13，使得转动把手132，把手132带动限位球 133旋转，使得进物孔134与壳体13平行，使得物料进入到搅拌器 21中，使得在手动阀门13的作用下，控制料斗11的进料量，防止炉渣进入过快，使得炉渣不能充分搅拌的问题；通过设置膨胀节14，使得在膨胀节14的作用下，缓冲热应力的作用，有效的防止高温炉渣对出料管12长期加热，而产生裂纹的问题；通过设置第一电磁阀 15，使得通电线圈152通电后，带动阀芯153运动，进一步的带动活塞155运动，从而挤压弹簧156，使得限位筒157上下进物口打开，从而为搅拌器21提供物料，当第一电磁阀15断电时，利用弹簧156 的伸缩性，从而带动阀芯153复位，使得限位筒157的进物口关闭；
[0035]
通过设置搅拌器21，使得伺服电机22通电后，伺服电机22内部线圈通电，在通过伺服电机22内部磁铁的作用下，两个磁场相互作用，从而带动输出轴转动，进一步的带动搅拌叶23转动，从而搅拌炉渣；通过设置水泵24，使得外部人员通过进水管25向泵壳242 内供水，当外部电机启动时，带动转轴244转动，进一步的带动叶轮243转动，当叶轮243与水接触时，通过离心力的作用下，将水送入到出水管26中，出水管26在将内部的水送入到搅拌器21中，从而在伺服电机22和水的作用下稀释炉渣；
[0036]
通过设置物料集中联箱31，使得在物料集中联箱31的作用下，缓冲炉渣的掉落，防止炉渣掉落过快，溅射到其他位置，通过设置第一分配管32和第二分配管33，使得在第一分配管32和第二分配管 33的作用下，将炉渣均匀的倒入到运输车辆344不同的位置，有效的避免炉渣集中在一个地方；
[0037]
距离探测器41设置有三个，均匀分布在三个分配管上，使得三个距离探测器41分别探测到车厢顶部的高度；通过设置光栅传感器 42，使得先将光栅传感器42内的数值定为10s，使得在信号接受板 43的作用下，判定车辆是否到达指定装载炉渣位置，当光栅传感器 42接收到信号接受板43的信号时，表示车辆到达相应的位置，延时 10s，一方面方便车辆调整位置，另一方面防止误触发，10s后遮挡信号还在，表明车辆准备好装载炉渣，将信号传递给外部plc控制器，使得第一电磁阀15打开，实现排放炉渣，当距离探测器41探测炉渣到分配管的距离和炉渣放满时的高度对比，若三个距离探测器41的高度信号均小于或等于该高度时，传递信号给外部plc控制器，表明炉渣已经装满，plc的停止逻辑触发，从而停止对第一电磁阀15的供电，完成装载炉渣；
[0038]
为了防止自动装渣系统出现故障，增加手动操作系统，操作人员在plc界面，对照
监控画面，控制第一电磁阀15的开合，实现人工排放炉渣的过程。
[0039]
在本实施方式中，将本装置安装完毕，并将料斗11对准锅炉的出口，当炉渣掉落到料斗11中时，通过料斗出口111进入到出料管 12中，当三个距离探测器41分别探测到车厢顶部的高度，以及光栅传感器42和信号接受板43接受到信号，从而判定车辆到达指定装载炉渣位置，延时10s，一方面方便车辆调整位置，另一方面防止误触发，10s后遮挡信号还在，表明车辆准备好装载炉渣，将信号传递给外部plc控制器，使得第一电磁阀15通电，此时第一电磁阀15内的阀芯153运动，从而使炉渣流入到搅拌器21中，接着将第二电磁阀 27通电，使得进水管25的水进入到水泵24中，使得在叶轮243的作用下，将水流入到搅拌器21中，使得伺服电机22和水的双重作用下，将炉渣稀释，接着炉渣在流入到物料集中联箱31中，并通过第一分配管32和第二分配管33流入到运输车辆344中，完成对炉渣的处理；此时距离探测器41探测炉渣到分配管的距离和炉渣放满时的高度对比，当三个距离探测器41的高度信号均小于或等于该高度时，传递信号给外部plc控制器，表明炉渣已经装满，plc的停止逻辑触发，从而停止对第一电磁阀15的供电，阻断炉渣的流动，完成装载炉渣。
[0040]
进一步的，料斗11的下方设置有手动阀门13，且手动阀门13 和出料管12固定连接，出料管12的外侧壁上设置有膨胀节14，且出料管12和膨胀节14固定连接，出料管12的内部镶嵌有第一电磁阀15，第一电磁阀15位于膨胀节14远离手动阀门13的一侧，且第一电磁阀15和出料管12固定连接。
[0041]
在本实施方式中，通过设置手动阀门13，使得转动把手132，把手132带动限位球133旋转，使得进物孔134与壳体13平行，使得物料进入到搅拌器21中，使得在手动阀门13的作用下，控制料斗 11的进料量，防止炉渣进入过快，使得炉渣不能充分搅拌的问题；通过设置膨胀节14，使得在膨胀节14的作用下，缓冲热应力的作用，有效的防止高温炉渣对出料管12长期加热，而产生裂纹的问题；通过设置第一电磁阀15，使得通电线圈152通电后，带动阀芯153运动，进一步的带动活塞155运动，从而挤压弹簧156，使得限位筒157 上下进物口打开，从而为搅拌器21提供物料，当第一电磁阀15断电时，利用弹簧156的伸缩性，从而带动阀芯153复位，使得限位筒 157的进物口关闭。
[0042]
进一步的，第一电磁阀15的下方设置有电机16，电机16和出料管12固定连接，且电机16的输出轴贯穿出料管12的一侧。
[0043]
在本实施方式中，通过设置电机16，使得在电机16通电工作时，电机16的输出轴转动，从而搅拌出料管12中的炉渣，使得在电机 16的作用下，将炉渣进行初步搅拌，防止炉渣堵在出料管12中。
[0044]
进一步的，手动阀门13包括壳体131、把手132和限位球133，限位球133位于壳体131内部，把手132贯穿壳体131，并与限位球 133固定连接，把手132和壳体131螺接，限位球133的前表面开设有进物孔134；
[0045]
第一电磁阀15由外壳151、通电线圈152、阀芯153、连接杆154、活塞155、弹簧156和限位筒157组成，限位筒157位于外壳151内部，且限位筒157和外壳151固定连接，活塞155位于限位筒157内部，连接杆154贯穿限位筒157和活塞155，并与活塞155固定连接，弹簧156位于连接杆154的一端，且弹簧156的一端和连接杆154固定连接，弹簧156的另一端和限位筒157固定连接，阀芯153位于连接杆154的另一端，且阀芯153和连接杆154固定连接，通电线圈 152设置有两个，两个通电线圈152沿阀芯153对称设置，并与外壳 151固定连接。
[0046]
在本实施方式中，如图5,当转动把手132时，把手132带动限位球133转动，从而调节限位球133的位置，当进物孔134与壳体 131垂直时，限位球133将壳体131内的空腔抵住，防止物料进入，当进物孔134与壳体131平行时，壳体131内的空腔与进物孔134相连通，从而操作人员只需拧把手132，就能控制炉渣的进入，有效的防止炉渣过多，而造成搅拌不均匀的问题；
[0047]
如图6，当通电线圈153通电时，沿线圈中心有磁力线通过，使得在磁力线的作用下带动阀芯153运动，使得连接杆154运动，进一步的带动活塞155运动，从而挤压弹簧156，使得限位筒157上的进物孔打开，使得炉渣通过第一电磁阀15进入到搅拌器21中，当通电线圈153中没有电流时，磁力线消失，并通过弹簧156的伸缩性，带动阀芯153复位，从而活塞155抵住进物孔，阻止物料的进入。
[0048]
进一步的，水泵24由箱体241、泵壳242、叶轮243和转轴244 组成，泵壳242位于箱体241内部，且泵壳242和箱体241固定连接，叶轮243位于泵壳242的内部，转轴244的一端贯穿泵壳242和叶轮 243，并与叶轮243固定连接，转轴244的另一端连接外部电机；
[0049]
泵壳242的前表面开设有进水口245，进水管25通过进水口245 与水泵24相连接；
[0050]
泵壳242的下顶端开设有出水口246，且出水管26通过出水口 246与水泵24相连接。
[0051]
在本实施方式中，如图7，进水管25的一端与外部水龙头相连接，当进入管25中的水流入到泵壳242中时，启动外部电机，使得外部电机带动转轴244转动，进一步的带动叶轮243转动，当叶轮 243与水接触时，通过离心力的作用将水传送到出水口246中，接着在通过出水管26的作用，将水送入到搅拌器21中，从而稀释炉渣，降低炉渣的温度，再通过搅拌叶23的旋转，充分的将炉渣搅拌均匀。
[0052]
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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