專利名稱：燃油燃氣鍋爐控制調(diào)整和遠程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐燃燒控制技術(shù)，尤其是燃油燃氣鍋爐控制調(diào)整和遠程監(jiān)控系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在上個世紀九十年代末和本世紀開始，國外研發(fā)并開始使用新一代的計算機電 子燃燒調(diào)節(jié)和控制系統(tǒng)來代替現(xiàn)在的機械式的比例調(diào)節(jié)燃燒系統(tǒng)。如德國的威索燃燒器 公司與西門子公司合作先后開發(fā)了 FM100和FM200等電子燃燒控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)；英國的 Autoflam公司開發(fā)的Autoflam燃燒和控制系統(tǒng)就是目前國際上最先進的燃油燃氣燃燒器 的控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)。但價格較高。
電子燃燒控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)不僅能輕易地精確地滿足鍋爐對各種不同負荷運行的 要求，最重要的是，借助于計算機的軟件系統(tǒng)或先進的在線煙氣分析系統(tǒng)，根據(jù)不同的運 行負荷，實時調(diào)整鍋爐的燃燒，使鍋爐的燃燒始終處于最佳的燃燒狀態(tài)，最佳的燃燒效率之 中，真正做到了燃燒的高效率。
此外，電子燃燒控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)還具有安全保護、故障的記錄、數(shù)據(jù)輸出、遠程監(jiān) 控、特定要求的設(shè)置、與外部設(shè)施的連動等功能。
由于我國一直到上個世紀末才開始將天然氣和油作為工業(yè)鍋爐的燃料，因此國內(nèi) 在電子燃燒控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)研究的方面幾乎很少有研究，目前還沒有見到相關(guān)的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是開發(fā)新一代的燃油燃氣鍋爐的燃燒控制調(diào)整及遠程監(jiān)控的軟 件以及應(yīng)用系統(tǒng)，使鍋爐的燃燒始終處于最佳的燃燒狀態(tài)，最佳的燃燒效率之中，真正做到 了燃燒的高效率。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的燃油燃氣鍋爐控制調(diào)整和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特 征在于，包括模擬量感測模塊，用于獲取被監(jiān)測鍋爐的采樣參數(shù)信號；開關(guān)信號輸入模 塊，用于提供被監(jiān)測鍋爐是否滿足安全條件的開關(guān)信號；微處理器，其一信號輸入端連接 所述模擬量感測模塊的輸出端，其一控制輸入端連接所述開關(guān)信號輸入模塊的輸出端，用 于在滿足安全性的所述開關(guān)信號下，根據(jù)所述采樣參數(shù)信號產(chǎn)生一控制信號，所述控制信 號包括燃料或燃氣調(diào)節(jié)電磁閥的開度信號和風(fēng)量調(diào)節(jié)電磁閥的開度信號；開關(guān)信號輸出模 塊，以控制燃燒器的鼓風(fēng)機和燃燒器的燃料總電磁閥。
比較好的是，所述系統(tǒng)進一步包括模擬量輸入模塊，連接在所述模擬量感測模塊 和所述微處理器之間，用于將采樣參數(shù)信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
比較好的是，所述系統(tǒng)進一步包括模擬量輸出模塊，連接在所述微處理器的一個 輸出端，用于將微處理器產(chǎn)生的所述控制信號轉(zhuǎn)換為模擬控制信號。
比較好的是，所述采樣參數(shù)信號包括當(dāng)前氧量、溫度信號或壓力信號。
比較好的是，所述微處理器進一步包括4
第一比較器，比較所述采樣參數(shù)信號與預(yù)設(shè)目標(biāo)值是否有第一偏差；
第一 PID模塊，輸入端連接所述第一比較器的輸出端，將所述第一偏差轉(zhuǎn)換為燃 料控制閥的開度信號；
第一操作器，其輸入端連接所述第一 PID模塊的輸出端，根據(jù)所述燃料控制閥的 開度信號控制所述燃料控制閥的開度；
燃料/風(fēng)量比模塊，其輸入端連接所述第一 PID模塊的輸出端，根據(jù)所述燃料控制 閥的開度信號得到風(fēng)量控制閥的開度信號；
選擇開關(guān)，其輸入端連接所述第一 PID模塊的輸出端，根據(jù)是否需要氧量控制選 擇通斷；
燃料/氧量比模塊，其輸入端連接所述選擇開關(guān)的輸出端，根據(jù)所述燃料控制閥 的開度信號得到一個氧量控制信號；
第二比較器，其輸入端與所述燃料/氧量比模塊的輸出端連接，用于將所述氧量 控制信號與所述采樣參數(shù)信號中的所述當(dāng)前氧量比較后得到第二偏差；
第二 PID模塊，其輸入端連接所述第二比較器的輸出端，將所述第二偏差轉(zhuǎn)換為 風(fēng)量控制閥的開度修正信號；
加法器，其第一、第二輸入端分別連接所述燃料/風(fēng)量比模塊、所述第二 PID模塊 的輸出端，將所述風(fēng)量控制閥的開度信號和所述風(fēng)量控制閥的開度修正信號進行疊加，得 到一個風(fēng)量調(diào)節(jié)開度信號；
第二操作器，根據(jù)所述風(fēng)量調(diào)節(jié)開度信號控制所述風(fēng)量控制閥。
本發(fā)明的調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有氧量實時監(jiān)控功能，所以能精確地滿足鍋爐對各種不同負 荷運行的要求，實時調(diào)整鍋爐的燃燒，使鍋爐的燃燒始終處于最佳的燃燒狀態(tài)，最佳的燃燒 效率之中，真正做到燃燒的高效率。


下面，參照附圖，對于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員而言，從對本發(fā)明方法的詳細描述 中，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將顯而易見。
圖1是本系統(tǒng)的組成功能框圖2是圖1中微處理器的組成功能框圖。
具體實施例方式
請參見附圖1所示，本發(fā)明的燃油燃氣鍋爐控制調(diào)整和遠程監(jiān)控系統(tǒng)包括微處理 器100，模擬量感測模塊10和模擬量輸入模塊20，開關(guān)信號輸入模塊30，開關(guān)信號輸出模塊 40和模擬量輸出模塊50。其中，模擬量感測模塊10的輸出端通過模擬量輸入模塊20與微 處理器100的一信號輸入端相連，該感測模塊10用于感測并現(xiàn)場采樣鍋爐內(nèi)的當(dāng)前氧量、 以及溫度或壓力信號，然后通過模擬量輸入模塊20進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，送入微處理器100，開 關(guān)信號輸入模塊30的輸出端連接微處理器100的一控制輸入端，用于控制微處理器100在 滿足包括壓力或溫度小于上限值，以及水位大于極低水位等鍋爐安全運行條件下動作，此 時，微處理器100對采樣溫度值或壓力值與預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值比較并判斷，如果大于或等 于目標(biāo)值則不動作，如果小于目標(biāo)值則動作，在此情況下，微處理器100通過開關(guān)信號輸出5模塊40送出開關(guān)信號，以控制燃燒器的鼓風(fēng)機和燃燒器的燃料總電磁閥，微處理器100送 出的控制信號經(jīng)模擬量輸出模塊50進行數(shù)模轉(zhuǎn)換后，成為一個燃料或燃氣調(diào)節(jié)電磁閥的 開度，和風(fēng)量調(diào)節(jié)電磁閥的開度。
圖2具體給出了微處理器100的進一步詳細結(jié)構(gòu)組成。
第一比較器101將采樣壓力值或溫度信號與預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值相比較，如果與該 目標(biāo)值有偏差，即將該偏差送入第一PID模塊(比例積分微分模塊)102，通過比例積分微分 運算后得到一個燃料控制閥開度信號。接下來，將該信號送入以下三路
第一路送入第一操作器107，直接由第一操作器107控制燃料控制閥的開度；
第二路送入燃料/風(fēng)量比模塊109，根據(jù)燃料控制閥開度信號得到一個風(fēng)量控制 閥的開度信號；
第三路根據(jù)是否需要氧量監(jiān)控，由選擇開關(guān)103確定是否進入該支路，如果需要 進行氧量控制，根據(jù)燃料控制閥開度信號經(jīng)由燃料/氧量比模塊110，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€氧量控制 信號，進入第二比較器104中，該第二比較器104用于將前述氧量控制信號與模擬量感測模 塊10中采樣的當(dāng)前氧量相比較，如果有偏差即動作，進入第二 PID模塊105，處理為一個風(fēng) 量控制閥的開度修正信號，進入加法器106，該加法器106將燃料/風(fēng)量比模塊109提供的 風(fēng)量控制閥的開度信號和第二 PID模塊105提供的風(fēng)量控制閥的開度修正信號進行疊加， 然后輸出風(fēng)量調(diào)節(jié)開度信號，交由第二操作器108進行風(fēng)量控制閥的調(diào)節(jié)。
由于本發(fā)明的調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有氧量實時監(jiān)控功能，所以能精確地滿足鍋爐對各種不 同負荷運行的要求，實時調(diào)整鍋爐的燃燒，使鍋爐的燃燒始終處于最佳的燃燒狀態(tài)，最佳的 燃燒效率之中，真正做到燃燒的高效率。如果改進技術(shù)方案的重點在自控流程，需要詳細介 紹各個步驟，包括其中函數(shù)關(guān)系，運算等內(nèi)容。技術(shù)交底書的詳細程度要達到本領(lǐng)域技術(shù)人 員根據(jù)內(nèi)容即可實施的程序。
在技術(shù)方面，本項目的實施和成功，可使我國的燃油燃氣燃燒的電子控制和調(diào)節(jié) 技術(shù)將與世界先進技術(shù)同步，能大大促進整個行業(yè)的技術(shù)進步和技術(shù)發(fā)展。
在社會效益方面，由于本項目的實施和成功，將使鍋爐的熱效率得到進一步的提 高，從而不僅達到能源的節(jié)約，使鍋爐用戶的成本得以下降，提高了企業(yè)的贏利能力，同時， 由于能源的節(jié)約，使得對大氣的排放也相應(yīng)減少，切實做到了節(jié)能環(huán)保。
前面提供了對較佳實施例的描述，以使本領(lǐng)域內(nèi)的任何技術(shù)人員可使用或利用本 發(fā)明。對這些實施例的各種修改對本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯而易見的，可把這里所述的總 的原理應(yīng)用到其他實施例而不使用創(chuàng)造性。因而，本發(fā)明將不限于這里所示的實施例，而應(yīng) 依據(jù)符合這里所揭示的原理和新特征的最寬范圍。權(quán)利要求
1.燃油燃氣鍋爐控制調(diào)整和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括 模擬量感測模塊，用于獲取被監(jiān)測鍋爐的采樣參數(shù)信號；開關(guān)信號輸入模塊，用于提供被監(jiān)測鍋爐是否滿足安全條件的開關(guān)信號； 微處理器，其一信號輸入端連接所述模擬量感測模塊的輸出端，其一控制輸入端連接 所述開關(guān)信號輸入模塊的輸出端，用于在滿足安全性的所述開關(guān)信號下，根據(jù)所述采樣參 數(shù)信號產(chǎn)生一控制信號，所述控制信號包括燃料或燃氣調(diào)節(jié)電磁閥的開度信號和風(fēng)量調(diào)節(jié) 電磁閥的開度信號；開關(guān)信號輸出模塊，以控制燃燒器的鼓風(fēng)機和燃燒器的燃料總電磁閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃油燃氣鍋爐控制調(diào)整和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述 系統(tǒng)進一步包括模擬量輸入模塊，連接在所述模擬量感測模塊和所述微處理器之間，用于將采樣參數(shù) 信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃油燃氣鍋爐控制調(diào)整和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述 系統(tǒng)進一步包括模擬量輸出模塊，連接在所述微處理器的一個輸出端，用于將微處理器產(chǎn)生的所述控 制信號轉(zhuǎn)換為模擬控制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的燃油燃氣鍋爐控制調(diào)整和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣參數(shù)信號包括當(dāng)前氧量、溫度信號或壓力信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃油燃氣鍋爐控制調(diào)整和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述 微處理器進一步包括第一比較器，比較所述采樣參數(shù)信號與預(yù)設(shè)目標(biāo)值是否有第一偏差； 第一 PID模塊，輸入端連接所述第一比較器的輸出端，將所述第一偏差轉(zhuǎn)換為燃料控 制閥的開度信號；第一操作器，其輸入端連接所述第一 PID模塊的輸出端，根據(jù)所述燃料控制閥的開度 信號控制所述燃料控制閥的開度；燃料/風(fēng)量比模塊，其輸入端連接所述第一 PID模塊的輸出端，根據(jù)所述燃料控制閥的 開度信號得到風(fēng)量控制閥的開度信號；選擇開關(guān)，其輸入端連接所述第一 PID模塊的輸出端，根據(jù)是否需要氧量控制選擇通斷；燃料/氧量比模塊，其輸入端連接所述選擇開關(guān)的輸出端，根據(jù)所述燃料控制閥的開 度信號得到一個氧量控制信號；第二比較器，其輸入端與所述燃料/氧量比模塊的輸出端連接，用于將所述氧量控制 信號與所述采樣參數(shù)信號中的所述當(dāng)前氧量比較后得到第二偏差；第二 PID模塊，其輸入端連接所述第二比較器的輸出端，將所述第二偏差轉(zhuǎn)換為風(fēng)量 控制閥的開度修正信號；加法器，其第一、第二輸入端分別連接所述燃料/風(fēng)量比模塊、所述第二 PID模塊的輸 出端，將所述風(fēng)量控制閥的開度信號和所述風(fēng)量控制閥的開度修正信號進行疊加，得到一 個風(fēng)量調(diào)節(jié)開度信號；第二操作器，根據(jù)所述風(fēng)量調(diào)節(jié)開度信號控制所述風(fēng)量控制閥。
全文摘要
本發(fā)明的燃油燃氣鍋爐控制調(diào)整和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括模擬量感測模塊獲取被監(jiān)測鍋爐的采樣參數(shù)信號；開關(guān)信號輸入模塊提供被監(jiān)測鍋爐是否滿足安全條件的開關(guān)信號；微處理器，其一信號輸入端連接模擬量感測模塊的輸出端，其一控制輸入端連接開關(guān)信號輸入模塊的輸出端，用于在滿足安全性的開關(guān)信號下，根據(jù)采樣參數(shù)信號產(chǎn)生一控制信號，控制信號包括燃料或燃氣調(diào)節(jié)電磁閥的開度信號和風(fēng)量調(diào)節(jié)電磁閥的開度信號；開關(guān)信號輸出模塊，以控制燃燒器的鼓風(fēng)機和燃燒器的燃料總電磁閥。本系統(tǒng)具有氧量實時監(jiān)控功能，所以能精確地滿足鍋爐對各種不同負荷運行的要求，實時調(diào)整鍋爐的燃燒，使鍋爐的燃燒始終處于最佳的燃燒狀態(tài)，最佳的燃燒效率之中，真正做到燃燒的高效率。
文檔編號F23N1/02GK102032588SQ200910196618
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者李向陽, 馬嘉驊 申請人:上海工業(yè)鍋爐研究所