一種智能變頻船用焚燒爐控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種智能變頻船用焚燒爐控制系統(tǒng)，尤其涉及一種可用于焚燒處理食品、生活廢棄物、污油等固液船舶廢棄物的船用焚燒爐控制系統(tǒng)，屬于船舶建造技術、焚燒技術與自動控制技術領域。
【背景技術】
[0002]據(jù)申請人了解由于船舶營運流動性大，周期長，靠岸時間短的現(xiàn)狀存在，導致了大量的船舶廢棄物難以處理的問題出現(xiàn)。如果這些廢棄物處理不當，將其投入海中，不僅對海水水質造成污染，而且使海洋中動植物的棲息環(huán)境遭到破壞，嚴重影響到海洋生態(tài)平衡。另夕卜，若放置等到港口上岸處理，將占用艙室空間，且食品廢棄物等不易保存，將影響到整個艙室的環(huán)境衛(wèi)生。因此，船用焚燒爐焚燒處理系統(tǒng)是遠洋船舶必配的船上防污染設備之一，其重要性不容忽視。
[0003]按照船用焚燒爐最新技術規(guī)范MEPC.244 (66)《船上焚燒爐標準技術條件》第3.9條款規(guī)定要求，船舶廢棄物的焚燒過程應在負壓狀態(tài)下進行，即在所有情況下，爐膛內(nèi)的壓力均低于焚燒爐所在房間的環(huán)境壓力，防止在焚燒爐運行過程中有火焰外溢，造成安全事故或人身傷害。
[0004]為了達到這個目的，通常在焚燒爐煙氣出口管路上增加抽氣風機和煙氣風門。抽氣風機用于抽取爐膛內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的煙氣，使爐膛產(chǎn)生負壓。煙氣風門作用是通過調(diào)節(jié)煙氣風門擋板的開度來調(diào)節(jié)排出煙氣的量，從而達到調(diào)節(jié)爐膛負壓的作用。
[0005]檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)?00810041450.X，名稱為船用焚燒爐控制系統(tǒng)實用新型專利，其控制系統(tǒng)中也是利用調(diào)風門機構，調(diào)節(jié)爐膛負壓，采用這種機構會大量占用艙室的空間。
[0006]同時，現(xiàn)有的船用焚燒爐所采用的抽氣風機電機為工頻控制，其一直按最大風量，即全負荷運行工況運轉，不隨焚燒爐系統(tǒng)點火工況、固體垃圾燃燒工況、污油燃燒工況、燃燒停止工況、固體垃圾加料工況，作自動調(diào)整，改變抽氣風量、風壓。因此，系統(tǒng)電功率消耗大，不節(jié)能，且存在煙氣風門擋板實際開度與風門執(zhí)行器PLC控制系統(tǒng)不相吻合的現(xiàn)象發(fā)生，導致煙氣過多地排出或煙氣不能及時排出。煙氣過多的排出，爐膛負壓增加，蓄熱能力降低，能耗增加；相反，煙氣不能及時排出，導致爐膛負壓降低，爐膛含氧量降低，燃燒效率下降，煙氣中易生成有害氣體，且容易觸發(fā)爐膛火焰報警，造成系統(tǒng)故障。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種智能變頻船用焚燒爐控制系統(tǒng)，達到抽氣風機風量按不同燃燒介質工況、運行工況所需。其具有高效節(jié)能、結構簡單、縮小了占用艙室的安裝空間，靈活性大，且減少了系統(tǒng)電功率消耗，降低了系統(tǒng)維修、故障頻率，同時能提高整個焚燒爐系統(tǒng)的燃燒效率，降低了焚燒過程中產(chǎn)生的有害物質，保證了爐膛溫度、煙氣溫度、煙氣排放指標等均滿足最新規(guī)范MEPC.244^6)和ISO13617:2001《造船與船舶技術船用焚燒爐要求》要求。
[0008]為了達到以上目的，本實用新型一種智能變頻船用焚燒爐控制系統(tǒng)，包括船用焚燒爐本體；所述船用焚燒爐本體上設有電控箱和機械壓力式燃燒器；所述機械壓力式燃燒器與柴油柜相連；還包括與船用焚燒爐本體相連的污泥油柜；所述電控箱設有用于控制上述裝置的PLC控制系統(tǒng)。
[0009]進一步地，所述船用焚燒爐本體設有機械壓力式燃燒器，燃燒器上油栗進口與柴油柜底部氣動快關閥相連，氣動快關閥直接連于柴油柜底部，用于應急切斷燃油管系；所述燃燒器上油栗出口管路上裝有壓力表、壓力開關、總電磁閥、柴油I號電磁閥、柴油2號電磁閥；所述油栗自帶回流口，回流口連接至柴油柜頂部。
[0010]進一步地，所述燃燒器內(nèi)置火焰監(jiān)測器；污油來自污油柜，通過污油循環(huán)栗，一小部分輸送至焚燒爐污油進口管路，絕大部分返回至污油柜，目的是為了對污油進行循環(huán)攪拌，使污油混合均勻，便于能充分燃燒。
[0011 ] 進一步地，還包括蒸汽進口管路和冷凝水出口管路；所述蒸汽進口管路上設有手動球閥、電磁閥；所述冷凝水出口管路上設有手動球閥。
[0012]進一步地，所述污油柜上還設有污油加熱溫度控制器，低液位浮球開關、高液位浮球開關；所述污油循環(huán)栗進口設有氣動快關閥，循環(huán)栗出口設有截止止回閥，還包括放泄閥，用于泄放污油，清洗、檢修污油柜。
[0013]進一步地，所述船用焚燒爐本體污油進口管路上污油經(jīng)球閥、壓力表、污油壓力開關、污油計量栗、I號污油閥、2號污油閥后，噴入爐膛進行燃燒。
[0014]進一步地，所述污油回油管路上設有手動球閥，壓縮空氣管路上裝有手動球閥、二位二通電磁閥出口與2號污油閥連通，針閥(38)、壓力表、壓力開關、壓力開關、手動球閥分別按序安裝在電磁閥出口管路上，二位三通電磁閥進口與手動球閥相連，一個出口與I號污油閥相通，另一個出口與冷凝水放泄閥相連。
[0015]進一步地，所述爐膛熱電偶裝在爐膛底部。煙氣熱電偶裝在煙氣風機靠煙氣出口處。污油溫度傳感器接至污油計量栗出口管路上。
[0016]進一步地，將煙氣熱電偶輸出的溫度信號輸出端、煙氣風機電機電源線接入變頻器的輸入端，將變頻器輸出端接入PLC程序控制器。
[0017]進一步地，所述低液位浮球開關、污油壓力開關、霧化介質壓縮空氣壓力開關、壓力開關、分別將爐膛熱電偶、煙氣熱電偶及污油溫度傳感器上輸出的溫度傳感器模擬信號接至電控箱內(nèi)的PLC輸入端；煙氣風機運行信號、燃燒器上的電機、風門擋板控制器的開度信號、壓力開關、柴油總電磁閥、柴油I號電磁閥、柴油2號電磁閥、火焰監(jiān)測器、污油計量栗的變頻器模擬輸出信號、污油柜蒸汽加熱輸出信號與電控箱的PLC輸出端相連。
[0018]進一步地，本實用新型進一步限定的技術方案是:前述的船用焚燒爐控制系統(tǒng)，所述高溫煙氣風機電機轉速受變頻器控制。所述燃燒器，污油計量栗，污油循環(huán)栗，柴油、污油及壓縮空氣或蒸汽管路控制閥件均通過焚燒爐電控箱控制。所述控制系統(tǒng)中包括檢測模塊、控制器和執(zhí)行部分；其中檢測模塊由爐膛溫度傳感器、爐膛負壓傳感器、煙氣溫度傳感器、污油溫度傳感器和污油燃燒程序計數(shù)器組成，控制器由PID調(diào)整器及給定的設置點組成，執(zhí)行部分由變頻器和高溫風機組成。所述爐膛溫度傳感器、煙氣溫度傳感器為N型鎧裝式熱電偶，污油溫度傳感器為PT100型電阻式溫度傳感器。所述所有的溫度檢查都在30~60s時間間隔內(nèi)進行。當焚燒爐運行狀態(tài)或功能發(fā)生了改變，直到相應的時間間隔過后才會對高溫風機轉速做出調(diào)整，這樣確保風機電機不受頻繁改變轉速，而影響使用壽命。
[0019]進一步的，由系統(tǒng)中煙氣風機的總背壓確定煙氣管路中的煙氣流速，再由管路中的煙氣流速計算出煙氣風機的轉速，得出風機葉輪線速度、葉輪轉速，從而計算電機的轉速，再線性對應變頻器輸出電機頻率，從而達到控制電機轉速的目的。為了確保爐膛內(nèi)的煙氣能及時排出，同時避免因電機在低頻區(qū)工作，散熱不良等易引起燒毀線圈現(xiàn)象發(fā)生，因此，設置電機頻率調(diào)節(jié)下限值為10Hz。
[0020]進一步地，焚燒爐系統(tǒng)通過PLC控制，控制系統(tǒng)有操作功能和報警系統(tǒng)設定。在報警系統(tǒng)中設置了煙氣風機變頻器故障、PLC與煙氣風機變頻器之間通訊故障報警，一旦觸發(fā)報警，焚燒爐系統(tǒng)自動停止燃燒器工作，確保系統(tǒng)能安全、可靠運行。
[0021]本實用新型的有益效果是:本實用新型利用變頻技術，對船用焚燒爐系統(tǒng)中高溫煙氣風機進行變頻控制，根據(jù)系統(tǒng)運行工況要求，結合監(jiān)測到的爐膛溫度、煙氣溫度及爐膛負壓，自動調(diào)節(jié)煙氣風機電機轉速，從而使風機按設定程序所需的風機抽風量的需求作調(diào)整，這樣，可大大減少了風機電功率消耗，達到了系統(tǒng)運行節(jié)能的目的。同時本系統(tǒng)中，取消了傳統(tǒng)船用焚燒爐系統(tǒng)中的煙氣風門，縮小了艙室安裝煙氣風門的占用空間要求，簡化了煙氣管路。
【附圖說明】
[0022]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0023]圖1為本實用新型的船用焚燒爐控制系統(tǒng)原理圖。
[0024]圖中:1_船用焚燒爐本體；2_高溫煙氣風機；3_變頻器；4_煙氣管道；5_膨脹節(jié)；
6-污油泥柜；7_柴油柜；8_電控箱；9_燃燒器；10_柴油氣動快關閥；11_油栗；12_壓力表；13-壓力開關；14-柴油總電磁閥；15_柴油I號電磁閥；16-柴油2號電磁閥；17_火焰監(jiān)測器；18_燃燒器風門擋板；19_手動球閥；20_蒸汽電磁閥；21_溫度控制器；22_手動球閥；23_放泄閥；24_氣動快關閥；25_污油循環(huán)栗；26_截止止回閥；27_低液位浮球開關；28-高液位浮球開關；29_手動球閥；30_壓力表；31_污油壓力開關；32_污油計量栗；33_1號污油閥；34-2號污油閥；35_手動球閥；36_手動球閥；37_ 二位二通電磁閥；38_針閥；39-壓力表；40_壓力開關；41_壓力開關；42_手動球閥；43_ 二位三通電磁閥；44_手動球閥；45_污油溫度傳感器；46_爐膛熱電偶；47_煙氣熱電偶。
【具體實施方式】
[0025]如圖1所示，本實用新型船用焚燒爐本體I設有機械壓力式燃燒器9，燃燒器9上油栗進口與柴油柜7底部氣動快關閥10相連，氣動快關閥10直接連于柴油柜7底部，用于應急切斷燃油管系；燃燒器9上油栗11出口管路上裝有壓力表12、壓力開關13、總電磁閥14、柴油I號電磁閥15、柴油2號電磁閥16 ;油栗11自帶回流口，回流口連接至柴油柜7頂部。燃燒器9內(nèi)置火焰監(jiān)測器17。污油來自污油柜6，通過污油循環(huán)栗25，一小部分輸送至焚燒爐污油進口管路，絕大部分返回至污油柜，目的是為了對污油進行循環(huán)攪拌，使污油混合均勻，便于能充分燃燒。蒸汽進口管路上設有手動球閥19、電磁閥20 ;冷凝水出口管路上設有手動球閥22。污油柜上還設有污油加熱溫度控制器21，低液位浮球開關27、高液位浮球開關28。在污油循環(huán)栗25進口設有氣動快關閥24，循環(huán)栗25出口設有截止止回閥26。放泄閥23，用于泄放污油，清洗、檢修污油柜。焚燒爐本體I污油進口管路上污油經(jīng)球閥29、壓力表30、污油壓力開關31、污油計量栗32、I號污油閥33、2號污油閥34后，噴入爐膛進行燃燒。污油回油管路上設有手動球閥35。壓縮空氣管路上裝有手動球閥36、二位二通電磁閥37出口與2號污油閥34連通，針閥38、壓力表39、壓力開關40、壓力開