專(zhuān)利名稱(chēng)：工業(yè)爐窯優(yōu)化配風(fēng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，尤其涉及一種用于軋鋼加熱爐、高爐熱 風(fēng)爐、玻璃窯、水泥窯、石灰窯、陶瓷窯、化工管式爐、蒸汽鍋爐以及 其它工業(yè)爐窯的優(yōu)化配風(fēng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
工業(yè)爐窯在采用固體燃料、液體燃料或氣體燃料在燃燒質(zhì)量差的情 況下，不僅極大地浪費(fèi)能源，又嚴(yán)重污染環(huán)境，如何解決此難題成了世 界各國(guó)本技術(shù)領(lǐng)域備受關(guān)注和研究的課題，尤其在中國(guó)由于經(jīng)濟(jì)的粗放
式發(fā)展，對(duì)燃料的燃燒質(zhì)量還沒(méi)從根本上作足夠的認(rèn)識(shí)，雖然曾進(jìn)行過(guò) 爐溫控制，脈沖燃燒控制及風(fēng)量的人工控制，如在本發(fā)明之前有申請(qǐng)?zhí)?br> 為200710034470. X "工業(yè)爐窯燃燒質(zhì)量分析與控制系統(tǒng)"的專(zhuān)利申請(qǐng)， 在一定程度上提高了工業(yè)爐窯燃料的燃燒質(zhì)量，極大地降低了氮氧化物 或一氧化碳的排放量，節(jié)約了能源，但這只是從鼓風(fēng)一個(gè)方面解決問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種可對(duì)加熱爐、熱 風(fēng)爐、蒸汽鍋爐、化工管式爐、機(jī)械熱處理爐、玻璃窯、水泥窯、石灰 窯、陶瓷窯及其它工業(yè)爐窯實(shí)行優(yōu)化配風(fēng)的控制系統(tǒng)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是在用金屬材料和耐火 材質(zhì)制作的工業(yè)爐窯的爐體上安裝有N (N>1的整數(shù))個(gè)燃燒器，燃燒 器的噴口連通爐體的內(nèi)腔，燃燒器的進(jìn)料口經(jīng)燃料閥同燃料輸送管相 連，燃燒器的空氣入口端與空氣閥的一頭相連，空氣閥的另一頭連通熱 風(fēng)管。爐體的尾端同煙道的入煙口端相連，煙道的出煙口端連通換熱器 的入口，換熱器的出口經(jīng)出煙道接通引風(fēng)機(jī)組，引風(fēng)機(jī)組由引風(fēng)調(diào)速器 驅(qū)動(dòng)。在換熱器的側(cè)面安裝有冷風(fēng)管和熱風(fēng)管，冷風(fēng)管和熱風(fēng)管在換熱 器內(nèi)相連通后冷風(fēng)被加熱，在冷風(fēng)管和熱風(fēng)管之間裝配有旁通閥，冷風(fēng)管的 一 頭與鼓風(fēng)機(jī)組的出風(fēng)口端相連通，鼓風(fēng)機(jī)組由鼓風(fēng)調(diào)速器驅(qū)動(dòng)， 鼓風(fēng)調(diào)速器和引風(fēng)調(diào)速器均由三相交流電源供電。在煙道側(cè)壁安裝的采 樣管的兩頭分別連通煙道的內(nèi)腔和煙氣氧濃度分析儀的輸入端，煙氣氧 濃度分析儀的信號(hào)輸出端經(jīng)通訊電纜連接控制器的第 一信號(hào)輸入端，控 制器的第二信號(hào)輸出端用通訊電纜與引風(fēng)調(diào)速器控制信號(hào)輸入端相連。 在爐體側(cè)壁安裝的爐壓導(dǎo)管的一頭伸入爐體的內(nèi)腔，爐壓導(dǎo)管的另一頭 同壓力變送器的進(jìn)氣口端相連，壓力變送器的信號(hào)輸出端經(jīng)通訊電纜同 控制器的第二信號(hào)輸入端相連，控制器的通訊端口用通訊線(xiàn)同人機(jī)界面 相連，控制器的第 一信號(hào)輸出端用通訊電纜同鼓風(fēng)調(diào)速器的控制信號(hào)輸 入端相連才妄。
采用如上技術(shù)方案提供的一種工業(yè)爐窯優(yōu)化配風(fēng)控制系統(tǒng)與現(xiàn)有 技術(shù)相比，技術(shù)效果在于
① 本控制系統(tǒng)安裝了爐壓導(dǎo)管和采樣管，可以在線(xiàn)連續(xù)同時(shí)檢測(cè)到 爐體內(nèi)腔的壓力變化和爐體內(nèi)腔的含氧濃度，可隨時(shí)經(jīng)調(diào)速器調(diào)節(jié)鼓風(fēng) 機(jī)組和^ 1風(fēng)機(jī)組的轉(zhuǎn)速，使?fàn)t體內(nèi)腔的煙氣壓力和煙氣中的含氧量保持
在所設(shè)定的范圍，確保了爐體內(nèi)腔燃料的燃燒質(zhì)量和爐壓的穩(wěn)定；
② 可減少鼓風(fēng)電力消耗30~ 60%;
③ 可進(jìn)一步降低燃料消耗2-5%;
④ 爐內(nèi)的低氧燃燒，可進(jìn)一歩降低爐內(nèi)金屬物料的氧化燒損5~
10%。


附圖為本發(fā)明所述的 一 種工業(yè)爐窯優(yōu)化配風(fēng)控制系統(tǒng)的布局示意 圖，亦為本發(fā)明的摘要附圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 在爐體1上安裝有N(N》1的整數(shù))個(gè)燃燒器11。燃燒器ll的噴 口連通爐體1的內(nèi)腔，燃燒器11的進(jìn)料口經(jīng)燃料閥10同燃料輸送管相連，燃燒器11的空氣入口端與空氣閥9的一頭相連，空氣閥9的另一 頭連通熱風(fēng)管7，燃料(固體燃料、液體燃料或氣體燃料)經(jīng)燃料閥10 入燃燒器11與從熱風(fēng)管7經(jīng)空氣閥9來(lái)的熱空氣在燃燒器11內(nèi)混合燃 燒并提高燃燒溫度對(duì)爐體1內(nèi)進(jìn)行燃燒加熱。爐體1的尾端同煙道2的 入煙口端相連，煙道2的出煙口端連通換熱器3的入口，換熱器3的出 口經(jīng)出煙道2A接通引風(fēng)機(jī)組5。爐體1內(nèi)從煙道2排出的煙氣經(jīng)過(guò)換熱 器3經(jīng)出煙道2A由引風(fēng)機(jī)組5排出，所述引風(fēng)機(jī)組5由引風(fēng)調(diào)速器19 驅(qū)動(dòng)。在換熱器3的側(cè)面安裝有冷風(fēng)管6和熱風(fēng)管7,冷風(fēng)管6和熱風(fēng) 管7在換熱器3內(nèi)相連通后冷風(fēng)被加熱。旁通岡8裝配在冷風(fēng)管6和熱 風(fēng)管7之間，它可使冷風(fēng)管6、熱風(fēng)管7兩者通路或閉路。冷風(fēng)管6的 一頭與鼓風(fēng)機(jī)組4的出風(fēng)口端相連通，鼓風(fēng)機(jī)組4由鼓風(fēng)調(diào)速器15驅(qū) 動(dòng)，鼓風(fēng)調(diào)速器15和引風(fēng)調(diào)速器19均由三相交流電源20供電。在煙 道2的側(cè)壁安裝的采樣管12的一頭連通煙道2的內(nèi)腔，采樣管12的另 一頭同煙氣氧濃度分析儀13的輸入端相連，煙氣氧濃度分析儀13的信 號(hào)輸出端經(jīng)通訊電纜連接控制器14的第一信號(hào)輸入端，控制器14的第 二信號(hào)輸出端用通訊電纜與引風(fēng)調(diào)速器19的控制信號(hào)輸入端相連。在 爐體1的側(cè)壁安裝的爐壓導(dǎo)管17的一頭伸入爐體1的內(nèi)腔，爐壓導(dǎo)管 17的另一頭同壓力變送器18的進(jìn)氣口端相連，壓力變送器18的信號(hào)輸 出端經(jīng)通訊電纜同控制器14的第二信號(hào)輸入端相連，所述壓力變送器 18能將爐壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)?？刂破?4的通訊端口用通訊線(xiàn)連接人 機(jī)界面16，控制器14的第一信號(hào)輸出端用通訊電纜同鼓風(fēng)調(diào)速器15 的控制信號(hào)輸入端相連接。所述煙氣氧濃度分析儀為已有技術(shù)，市場(chǎng)可 買(mǎi)產(chǎn)品，它有順磁式、電化學(xué)式、燃料電池式，如北分麥哈克QZS-5101C 型、上海英盛^f義器^^司ZO-800系列、EN-500系列等測(cè)氧^[義均可。由控 制器14、人機(jī)界面16組成的控制部分可由可編程序控制器PLC、集散 控制系統(tǒng)DCS、單片機(jī)系統(tǒng)、智能儀表系統(tǒng)或帶1/0板卡的工控機(jī)系統(tǒng) 組成，而其中人機(jī)界面16可由文本顯示器、觸摸屏、觸摸式平板電腦
5或工控上位機(jī)組成。鼓風(fēng)調(diào)速器15和引風(fēng)調(diào)速器19可選用德國(guó)西門(mén)子 公司提供的變頻器，也可采用北京碩人科技提供的內(nèi)反饋調(diào)速器等，它 們均為已有技術(shù)。
實(shí)施時(shí)，先關(guān)閉旁通閥8，啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)組4和引風(fēng)機(jī)組5。起初由 鼓風(fēng)機(jī)組4、冷風(fēng)管6進(jìn)入換熱器3的外界空氣為常溫，所以從換熱器 3出來(lái)的風(fēng)溫不高，常溫空氣經(jīng)熱風(fēng)管7和空氣閥9進(jìn)入燃燒器11與從 燃料閥IO過(guò)來(lái)的燃料混合在燃燒器11內(nèi)燃燒進(jìn)入爐體1內(nèi)。隨著從煙 道2排出的煙氣溫度的提高，流經(jīng)換熱器3的風(fēng)溫也會(huì)上升，爐體1內(nèi) 的氣氛也會(huì)發(fā)生變化，如壓力上升。在爐體l內(nèi)的爐壓上升時(shí)，爐壓導(dǎo) 管17將爐體1的壓力變化情況傳^會(huì)壓力變送器18，壓力變送器18將爐 壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)經(jīng)通訊電纜傳給控制器14的第二信號(hào)輸入端。當(dāng) 壓力變送器18中的壓力傳感器檢測(cè)到的爐體1內(nèi)的壓力大于控制器14 的設(shè)定值時(shí)(此時(shí)爐體1內(nèi)的爐壓升高)，控制器14的第二信號(hào)輸出端 輸出控制信號(hào)給引風(fēng)調(diào)速器19,驅(qū)使引風(fēng)機(jī)組5提速，使排出的煙氣量 增大，降低了爐體l內(nèi)的爐壓；而當(dāng)壓力變送器18的壓力傳感器檢測(cè) 到的爐體1內(nèi)的壓力小于控制器14的設(shè)定值時(shí)(此時(shí)爐體1內(nèi)的爐壓 降低)，控制器14的第二信號(hào)輸出端輸出控制信號(hào)給引風(fēng)調(diào)速器19，使 引風(fēng)機(jī)組5的轉(zhuǎn)速降低(即降速)，引風(fēng)機(jī)組5排出的煙氣量減小，提 升爐體1內(nèi)的爐壓，這樣引風(fēng)機(jī)組5轉(zhuǎn)速始終處于一個(gè)平衡爐壓的狀態(tài)， 使?fàn)t體1內(nèi)腔的壓力(即爐壓)始終處于一個(gè)穩(wěn)定或在設(shè)定范圍內(nèi)作小 范圍變化的穩(wěn)定狀態(tài)，從而防止了爐氣的大量外逸和爐外冷空氣的大量 進(jìn)入爐內(nèi)，達(dá)到了減少熱能流失，穩(wěn)定爐溫的作用。
除了爐壓導(dǎo)管17采集到爐壓變化狀態(tài)外，采樣管12能夠采集到爐 體1內(nèi)(從煙道2中)煙氣的含氧量。采樣管12可將采集到的煙氣中 氧含量情況送入煙氣氧含量分析儀13進(jìn)行分析，并將氧含量信號(hào)轉(zhuǎn)變 成電信號(hào)經(jīng)通訊電纜及第一信號(hào)輸入端傳給控制器14。當(dāng)分析得出煙氣 中的氧含量值高于控制器14的設(shè)定值時(shí)，即配風(fēng)過(guò)量，控制器14的第
6一信號(hào)輸出端將信號(hào)傳給鼓風(fēng)調(diào)速器15,使鼓風(fēng)機(jī)組4的轉(zhuǎn)速降低，風(fēng) 量降低，即降低了爐體1內(nèi)的氧含量；如果經(jīng)煙氣氧含量分析儀13分 析得到的煙氣中的氧含量值低于控制器14的設(shè)定值時(shí)，即配風(fēng)不足， 此刻控制器14的第一信號(hào)輸出端將信號(hào)傳給鼓風(fēng)調(diào)速器15,提高鼓風(fēng) 機(jī)組4的轉(zhuǎn)速，既增加風(fēng)量，增加爐體l內(nèi)的氧含量，這樣爐體l內(nèi)的 氧含量(即氧濃度)始終處于一個(gè)可控的平穩(wěn)狀態(tài)，即優(yōu)化狀態(tài)。
權(quán)利要求
1、一種工業(yè)爐窯優(yōu)化配風(fēng)控制系統(tǒng)，在爐體(1)上安裝有數(shù)量大于等于1的燃燒器(11)，燃燒器(11)的噴口連通爐體(1)的內(nèi)腔，燃燒器(11)的進(jìn)料口經(jīng)燃料閥(10)同燃料輸送管相連，燃燒器(11)的空氣入口端與空氣閥(9)的一頭相連，空氣閥(9)的另一頭連通熱風(fēng)管(7)，爐體(1)的尾端同煙道(2)的入煙口端相連，煙道(2)的出煙口端連通換熱器(3)的入口，在換熱器(3)的側(cè)面安裝有冷風(fēng)管(6)和熱風(fēng)管(7)，旁通閥(8)裝配在冷風(fēng)管(6)和熱風(fēng)管(7)之間，冷風(fēng)管(6)的一頭與鼓風(fēng)機(jī)組(4)的出風(fēng)口端相連，其特征在于換熱器(3)的出口經(jīng)出煙道(2A)接通引風(fēng)機(jī)組(5)，引風(fēng)機(jī)組(5)由引風(fēng)調(diào)速器(19)驅(qū)動(dòng)，鼓風(fēng)機(jī)組(4)由鼓風(fēng)調(diào)速器(15)驅(qū)動(dòng)，鼓風(fēng)調(diào)速器(15)和引風(fēng)調(diào)速器(19)均由三相交流電源(20)供電；在煙道(2)的側(cè)壁安裝的采樣管(12)的一頭連通煙道(2)的內(nèi)腔，采樣管(12)的另一頭同煙氣氧濃度分析儀(13)的輸入端相連，煙氣氧濃度分析儀(13)的信號(hào)輸出端經(jīng)通訊電纜連接控制器(14)的第一信號(hào)輸入端，控制器(14)的第二信號(hào)輸出端用通訊電纜與引風(fēng)調(diào)速器(19)的控制信號(hào)輸入端相連；在爐體(1)的側(cè)壁安裝的爐壓導(dǎo)管(17)的一頭伸入爐體(1)的內(nèi)腔，爐壓導(dǎo)管(17)的另一頭同壓力變送器(18)的進(jìn)氣口端相連，壓力變送器(18)的信號(hào)輸出端經(jīng)通訊電纜同控制器(14)的第二信號(hào)輸入端相連，控制器(14)的通訊端口用通訊線(xiàn)連接人機(jī)界面(16)，控制器(14)的第一信號(hào)輸出端用通訊電纜同鼓風(fēng)調(diào)速器(15)的控制信號(hào)輸入端相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種工業(yè)爐窯優(yōu)化配風(fēng)控制系統(tǒng)，燃燒器連燃料閥和空氣閥，空氣閥連熱風(fēng)管，煙道連換熱器入口，換熱器出口連引風(fēng)機(jī)組，引風(fēng)機(jī)組由引風(fēng)調(diào)速器驅(qū)動(dòng)。冷風(fēng)管與熱風(fēng)管之間有旁通閥，冷風(fēng)管連鼓風(fēng)機(jī)組出風(fēng)口，鼓風(fēng)機(jī)組由鼓風(fēng)調(diào)速器驅(qū)動(dòng)。采樣管的出口連煙氣氧濃度分析儀，煙氣氧濃度分析儀信號(hào)輸出端接控制器第一信號(hào)輸入端，控制器第二信號(hào)輸出端接引風(fēng)調(diào)速器控制信號(hào)輸入端，爐壓導(dǎo)管連接壓力變送器，壓力變送器信號(hào)輸出端接控制器第二信號(hào)輸入端，控制器第一信號(hào)輸出端接鼓風(fēng)調(diào)速器控制信號(hào)輸入端，控制器的通訊端口連接人機(jī)界面。通過(guò)在線(xiàn)檢測(cè)爐內(nèi)壓力和煙氣氧濃度值，控制由調(diào)速器驅(qū)動(dòng)的引風(fēng)機(jī)組和鼓風(fēng)機(jī)組的轉(zhuǎn)速，使?fàn)t窯始終處于優(yōu)化配風(fēng)狀態(tài)。
文檔編號(hào)F23N3/00GK101672482SQ20091004454
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者夏學(xué)蘇 申請(qǐng)人:夏學(xué)蘇