專利名稱：多回路模數(shù)混合電液控制的爐前成型機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多回路模數(shù)混合電液控制的爐前成型機(jī)。
背景技術(shù)：
中國(guó)的煤炭居世界第二位，是少有的以煤為主要能源的國(guó)家，煤炭工業(yè)是我國(guó)重要的支柱產(chǎn)業(yè)。目前對(duì)煤的燃用還很不合理，在工業(yè)鍋爐與窯爐上的原煤散燒相當(dāng)普遍，這就造成燃燒效率低，二氧化硫和煙塵排放超標(biāo)等問(wèn)題，燃煤污染一直困繞著環(huán)保部門對(duì)中小型燃煤工業(yè)鍋爐的治理，以及實(shí)現(xiàn)煤煙型大氣污染的總量控制。九十年代以來(lái)，工業(yè)型煤技術(shù)為防治煤煙型大氣污染和提高能源利用上有了不斷的發(fā)展，爐前成型技術(shù)是由八十年代國(guó)家“七·五”科技攻關(guān)時(shí)期開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)，96年杭州最先對(duì)統(tǒng)配潔凈型煤的研制和推廣應(yīng)用，以后在重慶、江西、柳州、山西與北京等地都有不同程度的應(yīng)用。潔凈煤爐前成型技術(shù)是一項(xiàng)需要整合的技術(shù)，在對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行不斷完善的同時(shí)，也要對(duì)成型裝置作出改進(jìn)，以便更符合實(shí)際發(fā)展的需求。針對(duì)爐前成型機(jī)技術(shù)而言，在我國(guó)加入了WTO以后，對(duì)于一個(gè)開(kāi)放的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，會(huì)給我國(guó)機(jī)械行業(yè)帶來(lái)比較大沖擊，現(xiàn)必須對(duì)其產(chǎn)品的加工工藝、外觀和自動(dòng)控制作出改進(jìn)，以適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要。也正是對(duì)以上的考慮，提出了爐前成型機(jī)的智能化控制。本發(fā)明是根據(jù)我國(guó)跨世紀(jì)綠色工程與環(huán)保遠(yuǎn)景目標(biāo)對(duì)大氣污染防治的具體國(guó)情提出的，如能采用配煤、成型、燃燒固硫作為一個(gè)整體來(lái)推廣實(shí)施更為有效。它具有投資少見(jiàn)效快，能夠?qū)崿F(xiàn)高效、潔凈與穩(wěn)定燃燒，同時(shí)也有一定的應(yīng)用和市場(chǎng)前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多回路模數(shù)混合電液控制的爐前成型機(jī)。
它具有煤斗、一對(duì)型輥、電機(jī)及減速機(jī)裝置、煤閘門、前拱、主動(dòng)鏈輪、鏈條或固定爐排；采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及可編程控制器、電液控制系統(tǒng)對(duì)成型強(qiáng)度和爐前成型機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)控制；主動(dòng)軸為橫行軸向凹槽，從動(dòng)軸為縱向圓周凹槽，壓制出的型煤為兩個(gè)相交的弧面；型煤壓力可調(diào)節(jié)范圍30～150kg/cm2。
采用微電子技術(shù)的電液控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)1)小流量閥直接控制液壓裝置，在相同的穩(wěn)定性條件下，可以大大提高系統(tǒng)電氣部分的增益，增加控制精度。
2)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，避免采用價(jià)格昂貴對(duì)油液污染敏感的高精度伺服閥而采用比例閥或其它閥類，既降低了成本，又提高了抗污染能力，達(dá)到增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性目的。
3)應(yīng)用PLC實(shí)現(xiàn)燃煤爐前成型控制系統(tǒng)具有手動(dòng)、自動(dòng)控制相互切換，嚴(yán)格的順序動(dòng)作的時(shí)序設(shè)置和電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)切換、過(guò)電流保護(hù)、電液控制回路以及故障診斷等功能。此外，尚有暫停、緊接停車等事故處理功能。
4)以PLC作為主控單元形成的控制系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單參數(shù)設(shè)定與修改方便，并可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程數(shù)據(jù)變化，故障率低，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，體積小，維護(hù)方便，而且，具有故障報(bào)警功能。
5)燃煤爐前成型電液控制系統(tǒng)采用壓力反饋閉環(huán)控制，能使型輥?zhàn)詣?dòng)精確定位。
6)人機(jī)界面采用觸摸盤輸入，液晶屏幕顯示輸出，有非常友好的人機(jī)實(shí)時(shí)交互功能。


圖1是模數(shù)混合電液控制的爐前成型機(jī)示意圖；圖2是模數(shù)混合控制系統(tǒng)示意圖；圖3是電液控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
多回路模數(shù)混合電液控制的爐前成型機(jī)具有煤斗5、一對(duì)型輥4、電機(jī)及減速機(jī)裝置4、煤閘門6、前拱7、主動(dòng)鏈輪3、鏈條或固定爐排8；采用快速，高精度模數(shù)混合控制系統(tǒng)1、電液控制系統(tǒng)2對(duì)成型強(qiáng)度和爐前成型機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)控制；主動(dòng)軸為橫行軸向凹槽，從動(dòng)軸為縱向圓周凹槽，壓制出的型煤為兩個(gè)相交的弧面；型煤壓力可調(diào)節(jié)范圍30～150kg/cm2。
所說(shuō)的可編程控制器控制系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)接口電路與可編程控制器通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換去控制液壓控制裝置，并通過(guò)數(shù)字傳感器和模擬傳感器控制，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同時(shí)對(duì)爐前成型機(jī)運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以及參數(shù)設(shè)定和實(shí)時(shí)修改。
電液控制系統(tǒng)2由計(jì)算機(jī)和PLC多回路快速高精度模數(shù)混合電液位置實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)是由油源13提供壓力油，通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)型大范圍粗調(diào)的換向閥11和一個(gè)高精度連續(xù)調(diào)節(jié)的能滿足小范圍精細(xì)調(diào)整需要的比例閥12組成的雙閥并聯(lián)分級(jí)控制裝置。其中節(jié)流閥10用于調(diào)節(jié)流量。
型輥安裝在煤斗內(nèi)的下部，型輥直徑φ200～250mm；型輥轉(zhuǎn)速6～14r/min；型輥間隙為-3～3mm。
本發(fā)明爐前成型使用所取的原料煤，要經(jīng)過(guò)配制，破碎和添加固硫劑等流程的加工；型輥安裝在爐排與煤斗之間，可使用于工業(yè)鍋爐與窯爐。運(yùn)用本爐前成型機(jī)，具有功能齊全，切換方便，運(yùn)行可靠，操作簡(jiǎn)便，成型壓力低，成型率高，對(duì)煤的水分要求較寬，型煤顆粒適中，經(jīng)成型后的型煤表觀密度小、堆積孔隙率大，更適應(yīng)層狀燃燒特性的要求。
本發(fā)明采用計(jì)算機(jī)和PLC二級(jí)實(shí)時(shí)控制的電液位置控制系統(tǒng)，它是一個(gè)能滿足大范圍運(yùn)動(dòng)需要的快速的開(kāi)關(guān)型大范圍粗調(diào)大流量閥和一個(gè)高精度連續(xù)調(diào)節(jié)的能滿足小范圍微調(diào)整需要的小流量比例閥組成的，并具有雙閥并聯(lián)分級(jí)控制的系統(tǒng)。其主要策略是采用非線性和線性控制相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)快速精細(xì)控制的目的。當(dāng)油缸位置與指令信號(hào)誤差較大時(shí)，由開(kāi)關(guān)閥進(jìn)行粗調(diào)，快速接近指定位置，等到位置誤差減少到某一閾值時(shí)，開(kāi)關(guān)閥關(guān)閉，由小流量的比例閥將油缸位置精細(xì)控制到位，并獲得較高的位置精度。其控制策略是對(duì)大流量閥采用帶不靈區(qū)的Bang-Bang控制，而對(duì)小流量閥采用PD控制。位置控制器控制規(guī)律可表示為開(kāi)關(guān)型大流量閥 S為切換區(qū)間式中G(S)------大流量閥控制器控制規(guī)律Xe---------調(diào)節(jié)控制器輸出的液壓裝置位置期望值X-----------液壓裝置位置實(shí)際值(m)S------------大流量閥切換區(qū)間(m)小流量比例閥G(S)＝Kp+KdS式中G(S)-----小流量閥控制器控制規(guī)律Kp------比例增益(V·sm-1)Kd------微分增益(V·m-1)通過(guò)對(duì)壓力反饋閉環(huán)控制成型機(jī)的型輥間隙，煤層厚度和爐排走速的調(diào)整，能對(duì)不同煤種的物理特性給予適當(dāng)?shù)某尚蛷?qiáng)度，不至于從型輥成型后的型煤下落到爐排強(qiáng)度太大，而不易著火或燒黑心現(xiàn)象的出現(xiàn)；型煤具有約200N/球的抗壓強(qiáng)度，承受一定厚度料層堆積對(duì)它的壓力；調(diào)整煤層厚度與型煤的強(qiáng)度有利于型煤燃燒的穩(wěn)定性和煤種的適應(yīng)性。除此之外，對(duì)原料煤采取集中配制的生產(chǎn)工藝，主要有篩分、破碎、優(yōu)化配比和添加劑摻入；以及根據(jù)煤質(zhì)的含硫量，添加固硫劑(摻入量基本按1.5～2的Ca/S實(shí)施)，成型原料煤的水分(8～10％最佳)控制，煤的粒度(≤6mm最宜)控制。達(dá)到更有利于滿足燃燒要求，提高固硫效果和鍋爐效率。
用多回路模數(shù)混合電液控制的爐前成型機(jī)，自動(dòng)化程度高，型煤成型率高，成型由于采用碾壓原理其型煤內(nèi)部比對(duì)輥壓成型的型煤松，型煤邊緣較薄，易著火?？傊帽緺t前成型機(jī)，可自動(dòng)控制成型強(qiáng)度與成型率，使型煤更適應(yīng)鍋爐燃燒；型煤一旦著火則著火線向燃料層深度的擴(kuò)展快，能延長(zhǎng)煤炭在爐內(nèi)的有效停留時(shí)間；型煤燃料層的通風(fēng)阻力小，均勻性好，使型煤燃料層穩(wěn)定性大；型煤燃料層著火線平直整齊，燃燒區(qū)內(nèi)火苗垂直向上穿，火色明亮均勻。
權(quán)利要求
1.一種多回路模數(shù)混合電液控制的爐前成型機(jī)，其特征在于它具有煤斗(5)、一對(duì)型輥(4)、電機(jī)及減速機(jī)裝置(4)、煤閘門(6)、前拱(7)、主動(dòng)鏈輪(3)、鏈條或固定爐排(8)；采用模數(shù)混合控制系統(tǒng)(1)、電液控制系統(tǒng)(2)對(duì)成型強(qiáng)度和爐前成型機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)控制；主動(dòng)軸為橫行軸向凹槽，從動(dòng)軸為縱向圓周凹槽，壓制出的型煤為兩個(gè)相交的弧面；型煤壓力可調(diào)節(jié)范圍30～150kg/cm2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多回路模數(shù)混合電液控制的爐前成型機(jī)，其特征在于，所說(shuō)的模數(shù)混合控制系統(tǒng)(1)是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控爐前成型機(jī)運(yùn)行，并利用接口電路與可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)二級(jí)實(shí)時(shí)控制，其可編程控制器通過(guò)參數(shù)設(shè)定和模數(shù)轉(zhuǎn)換去控制液壓控制裝置以及爐前成型機(jī)，液壓控制裝置分別經(jīng)數(shù)字傳感器和模擬傳感器進(jìn)入可編程控制器，爐前成型機(jī)的控制系統(tǒng)經(jīng)二組模擬傳感器通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，分別進(jìn)入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和可編程控制器。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的一種多回路模數(shù)混合電液控制的爐前成型機(jī)，其特征在于，所說(shuō)的電液控制系統(tǒng)(2)具有開(kāi)關(guān)型換向閥(11)和連續(xù)調(diào)節(jié)的比例閥(12)組成的雙閥并聯(lián)分級(jí)控制裝置，節(jié)流閥(10)用于調(diào)節(jié)流量，油源(13)提供壓力油。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的一種多回路模數(shù)混合電液控制的爐前成型機(jī)，其特征在于，所說(shuō)的型輥安裝在煤斗內(nèi)的下部，型輥直徑φ200～250mm，型輥轉(zhuǎn)速6～14r/min；型輥間隙為-3～3mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多回路模數(shù)混合電液控制的爐前成型機(jī)。它具有煤斗、一對(duì)型輥、電機(jī)及減速機(jī)裝置、煤閘門、前拱、主動(dòng)鏈輪、鏈條或固定爐排;采用計(jì)算機(jī)以及可編程控制器控制系統(tǒng)、電液控制系統(tǒng)對(duì)成型強(qiáng)度和爐前成型機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)控制;主動(dòng)軸為橫行軸向凹槽,從動(dòng)軸為縱向圓周凹槽,壓制出的型煤為兩個(gè)相交的弧面;型煤壓力可分粗細(xì)調(diào)節(jié)。它應(yīng)用數(shù)控技術(shù)與機(jī)械技術(shù)相結(jié)合,具有功能齊全,切換方便,運(yùn)行可靠,操作簡(jiǎn)便,型輥使用壽命長(zhǎng),成型率高,整體結(jié)構(gòu)新穎合理與性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。本爐前成型裝置可在實(shí)際工業(yè)性應(yīng)用中,結(jié)合潔凈煤(包括添加固硫劑和助燃劑)工藝,經(jīng)過(guò)燃燒調(diào)整與控制能達(dá)到更有效的爐內(nèi)固硫和節(jié)能效果。
文檔編號(hào)F23K1/00GK1385648SQ0211207
公開(kāi)日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2002年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月12日
發(fā)明者錢劍青, 葛耀崢, 李平, 任有中 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)