[发明专利]基于PLC控制的煤气化直燃锅炉

说明书

技术领域

本发明公开了一种煤气化直燃锅炉，具体是指一种基于PLC控制的煤气化直燃锅炉。

背景技术

现有的燃煤工业锅炉热效率普遍低，大气污染物排放超标，不符合当前节能减排的形势要求。而燃油、燃气锅炉运行成本高昂，一般用户难以承受。

煤气化直燃锅炉是一种将煤转化成煤气然后再进行燃烧的产生蒸汽的设备，相较于传统的燃煤锅炉，其具有运行成本低、环境污染小的优点。现有的煤气化直燃锅炉的结构包括有煤气发生炉和蒸汽锅炉，其中煤气发生炉的外壁上套设有水夹套，水夹套上连接有用于给水夹套供水的水夹套汽包，另外煤气发生炉上设置有一次进风机构，用于将煤气发生炉中产生的煤气输送给蒸汽锅炉，而蒸汽锅炉上设置二次进风机构，用于提供锅炉燃烧的氧气（空气）。但是，这种煤气化直燃锅炉所存在的问题是： 

（1）  煤气化的转化效率较低，进而导致整台锅炉的热效率偏低。本发明人经过研究发现，煤气发生炉中饱和温度对煤气产生效率影响非常巨大，而饱和温度直接由水夹套中产生的饱和蒸汽决定，然而锅炉技术领域中还没有现成的控制装置能对饱和蒸汽进行精确调节和控制，因此有必要进行改进；

（2）   汽包的水位都是采用人工添加控制，因此需要人工看护，劳动强度大，而且容易发生汽包水位不足而导致的水夹套内蓄水不足，进而导致煤气发生炉温度过高，出现安全隐患。此外，汽包的水位也直接影响到与汽包相连的水夹套的饱和蒸汽产生量，因此在控制蒸汽时还需要同时对汽包水位进行控制；

（3）现有的煤气化直燃锅炉的一次风量和二次风量都是由锅炉师傅的经验进行控制，操作不方便，而且容易存在操作误差，影响蒸汽锅炉的燃烧效率。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种能对水夹套供水和排蒸汽进行自动控制，从而保证煤气发生炉正常工作，而且能对一次风和二次风进行比例调节，从而提高锅炉燃烧效率的基于PLC控制的煤气化直燃锅炉。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是煤气化直燃锅炉包括有煤气发生炉和蒸汽锅炉，二者通过煤气输送管道连接，所述的蒸汽锅炉上设置有蒸汽出口管，该蒸汽锅炉内设置有燃烧器和电子点火器，煤气发生炉外套设有水夹套，还包括水夹套汽包、一次进风机构、二次进风机构和负压引风机，该水夹套汽包与水夹套通过水夹套供水管道连接，该一次进风机构包括有一次风机以及连接于一次风机上的一次进风管，所述的一次进风管的出口端与煤气发生炉的炉腔连通，所述的二次进风机构包括有二次风机和二次风管，该二次风管的出口端与蒸汽锅炉相连，所述的负压引风机通过负压引风管与蒸汽锅炉的炉膛连通，所述的水夹套上设置有饱和蒸汽管道，该饱和蒸汽管道的输出端与煤气发生炉的炉腔相连通，该水夹套供水管道相对水夹套汽包的出水端的高度高于水夹套供水管道相对水夹套的进水端的高度，还包括有控制机构和执行机构，

所述的执行机构包括有设置于饱和蒸汽管道上的电动调节阀和设置于水夹套供水管道上的电磁阀，该电磁阀上设置有与电磁阀驱动连接的电磁阀变频器；所述的执行机构还包括有与一次风机驱动连接的一次风机变频器，以及与二次风机驱动连接的二次风机变频器，

所述的控制机构包括有以下单元：

多个温度传感器，均匀分布设置于煤气发生炉的炉腔内，并输出炉腔温度信号；

磁性浮子式液面计，设置于水夹套汽包内，用于检测汽包内水位，并输水位信号；

主控制器；

存储单元，所述的存储单元连接于主控制器上，用于存储一次风机和二次风机的协调指令，所述的主控制器根据协调指令，并将协调指令传递至PLC程序控制器，该PLC程序控制器内设置有PID智能调节模块，所述的PLC程序控制器输出控制指令，并与一次风机变频器、二次风机变频器驱动连接配合；

所述的多个温度传感器的炉腔温度信号通过CAN总线输入连接到主控制器，该主控制器对温度传感器的炉腔温度信号进行处理，并产生执行指令，将执行指令传递至PLC程序控制器，该PLC程序控制器内设置有PID智能调节模块，所述的PLC程序控制器输出控制指令，并与电动调节阀驱动连接配合；所述的磁性浮子式液面计的水位信号通过CAN总线输入连接到主控制器，该主控制器对磁性浮子式液面计的水位信号进行处理，并产生执行指令，将执行指令传递至PLC程序控制器，所述的PLC程序控制器输出控制指令，并与电磁阀变频器控制连接配合。