[发明专利]一种低品质余热回收发电装置的控制系统

权利要求书

1.一种低品质余热回收发电装置的控制系统，其特征在于该系统包括单片机、电源模块、模拟量输出模块、电动阀、通讯接口模块、数字I/O模块、显示模块和智能仪表信号采集模块；所述通讯接口模块包括RS485通讯接口模块和RS232通讯接口模块；所述数字I/O模块包括开关量输入接口电路、编码器信号输入接口电路、继电器输出接口电路和指示灯输出接口电路；所述智能仪表信号采集模块包括液位传感器、电能质量监测仪、压力传感器、流量传感器、温度传感器和测速编码器；

所述单片机分别与电源模块、模拟量输出模块和数字I/O模块连接；所述智能仪表信号采集模块通过RS485通讯接口模块与单片机连接；所述显示模块通过RS232通讯接口模块与单片机连接；所述模拟量输出模块的输入端与单片机连接，输出端与电动阀连接；所述电源模块为整个系统供电；所述电动阀安装在低品质余热回收发电装置的管路上，用于控制管路的开闭程度；开关量输入接口电路是单片机与系统中的开关原件的连接通道；编码器信号输入接口电路作用是将低品质余热回收发电装置中的发电机的转速信息转化为电信号反馈到单片机上；继电器输出接口电路作用是以低压信号控制高压信号实现对低品质余热回收发电装置中的部件的启停控制；指示灯输出接口电路用于检查系统电路是否导通；所述液位传感器用于实时监测低品质余热回收发电装置中的部件的水位情况；所述电能质量监测仪用于监测低品质余热回收发电装置中的发电机的电能的状况；所述压力传感器、流量传感器和温度传感器均分布在低品质余热回收发电装置的管路上，用于实时监测对应管路的温度、压力和流量情况；所述测速编码器用于将发电机的转速信息转化为电信号输入并反馈到单片机上；

开始工作，整个系统得电，单片机完成上电初始化；所述显示模块完成初始化启动后，进行工作状态确认程序；工业烟气从烟气入口进入低品质余热回收发电装置，压力传感器、流量传感器、温度传感器检测低品质余热的压力、流量和温度；热管蒸汽发生器与汽包的结合实现了烟气热到蒸汽热的转换，得到品质合格的过热蒸汽送至储气罐，运送过程中经过压力传感器、流量传感器、温度传感器检测蒸汽的压力、流量和温度；低压蒸汽从储气罐放出，通过蒸汽主路进入罗茨式动力机，蒸汽作用于罗茨式动力机产生机械能，在蒸汽主路上安装有压力传感器、流量传感器和温度传感器，采集相应的温度、压力、流量信号，只有当此处采集到的蒸汽的压力值低于0.8Mpa、流量低于2t/h和温度低于200℃三个条件同时成立时，则打开电动阀，允许蒸汽通过蒸汽主路进入罗茨式动力机，否则关闭电动阀；蒸汽作用于罗茨式动力机产生机械能，从而带动发电机产生电能，测速编码器测得发电机的转速信号，同时电能质量监测仪测得相关电参量信号定时传输给单片机；单片机对上述信息处理，将计算结果输送给电动阀调整流量；从蒸汽旁路流出的蒸汽和作用于罗茨式动力机后排出的蒸汽混合后进入凝汽器，蒸汽在凝汽器中转化为水并进行冷却，凝汽器上安装有液位传感器，液位传感器采集凝汽器的液位信号，如果采集的液位信号显示凝汽器液位过低，则单片机控制打开电动阀，补水箱中的水进入凝汽器进行补充；如果测得凝汽器中水位过高，则单片机打开电动阀将凝汽器中的水通过水泵排入补水箱中，如此循环保证凝汽器水位平衡；而后在水泵的作用下进入除氧器，除氧器上同样安装有液位传感器；经除氧器加热净化后泵入省煤器；在省煤器中，工业烟气将省煤器中的水进行余热，使水变成水汽，当进汽包的电动阀打开时，水汽通过省煤器与汽包之间的管道进入汽包，管路上安装的压力传感器、流量传感器、温度传感器分别用于检测进入汽包时的压力、流量和温度；按照上述工作步骤的顺序，循环运动。

2.根据权利要求1所述的低品质余热回收发电装置的控制系统，其特征在于所述通讯接口模块还包括CAN总线接口模块；所述CAN总线通讯接口用于系统与工厂网络预留之间的分布式连接。

3.根据权利要求1所述的低品质余热回收发电装置的控制系统，其特征在于单片机的型号为Cygnal公司的51系列单片机C8051F040。

4.根据权利要求1所述的低品质余热回收发电装置的控制系统，其特征在于所述模拟量输出模块采用美国德州仪器公司的12位分辨率的DAC扩展芯片，型号为DAC7568，用于扩展DAC通道，实现对电动阀的精确控制。