一种工业锅炉给水系统的节能装置及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102607012A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102607012A(43)申请公布日2012.07.25(21)申请号201210094538.4(22)申请日2012.04.01(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人黄宋魏童雄和丽芳(51)Int.Cl.F22D5/26(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书44页页附图附图22页(54)发明名称一种工业锅炉给水系统的节能装置及其控制方法(57)摘要本发明涉及一种工业锅炉给水系统的节能装置及其控制方法，属于自动化控制领域。节能装置变频器连接给水泵，在给水泵与省煤器之间的输出管道上依次连接电动阀、流量计，给水泵和电动阀之间接有给水压力变送器，锅炉汽包经过蒸汽压力变送器与可编程控制器连接，流量计和给水压力变送器与可编程控制器输入端连接，变频器和电动阀与可编程控制器输出信号端连接；可编程控制器中安装有锅炉给水控制回路软件。本方法采用变频和变阀联合调节的办法优化控制锅炉给水，达到最大限度节能的目的；同时大大减小流程设备的磨损，可延长流程设备的使用年限。CN10267ACN102607012A权利要求书1/2页1.一种工业锅炉给水系统的节能装置，其特征在于：节能装置包括变频器、给水压力变送器、蒸汽压力变送器、电动阀、流量计和可编程控制器，变频器连接给水泵，在给水泵与省煤器之间的输出管道上依次连接电动阀、流量计，给水泵和电动阀之间接有给水压力变送器，锅炉汽包经过蒸汽压力变送器与可编程控制器连接，流量计和给水压力变送器与可编程控制器输入端连接，变频器和电动阀与可编程控制器输出信号端连接。2.根据权利要求1所述的一种工业锅炉给水系统的节能装置，其特征在于：可编程控制器中安装有锅炉给水控制回路软件，软件包括比较器、增量式PID控制器和自寻优控制器，自寻优控制器包括分析比较器、选择开关、控制表和搜索器；控制回路中比较器、增量式PID控制器、变频器、给水泵、电动阀、锅炉汽包依次串接，给水流量给定值SP和电动阀输出端的流量计信号输入比较器，给水流量给定值、给水压力信号、蒸汽压力信号输入自寻优控制器的分析比较器，分析比较器的输出端口与选择开关连接，选择开关的输出端口分别连接控制表和搜索器，控制表和搜索器的输出端口分别与电动阀连接。3.一种工业锅炉给水系统的控制方法，其特征在于：工业锅炉给水系统节能控制方法按照下面步骤进行；第一步：水流量给定值SP和流量计的实测值同时输入比较器，通过比较器进行比较，并且将差值(SP-PV)送入增量式PID控制器；第二步：增量式PID控制器经过计算，将结果输出到变频器，通过变频器对给水泵进行控制，将给水流量控制在给水流量给定值范围内；第三步：给水压力P1、蒸汽压力P2、水流量给定值SP送入自寻优控制器中的分析比较器，经前后数据比较以及数据变化趋势分析确定选择控制算法，并通过选择开关进行选择，当给水流量给定值变化幅度大于4t/h或压力差变化幅度大于0.2MPa时，选择控制表进行控制,控制表将根据SP、P1、P2的数值通过查表获得控制结果；当给水流量给定值变化幅度小于4t/h和压力差变化幅度小于0.2MPa时，选择搜索器时，搜索器将根据SP、P1、P2的数值通过逐步搜索获得控制结果，控制结果将通过可编程控制器输出控制电动阀的开度；给水压力P1、蒸汽压力P2的差（P1-P2）一般取为0.15至0.20MPa，当实际压力差大于此范围时，按搜索步长增大阀门开度，直到压力差在0.15至0.20MPa范围内，当阀门开度为最大时停止增大控制；当实际压力差小于此范围时，按搜索步长逐步减少阀门开度，直到压力差在0.15至0.20MPa范围内，当阀门开度为最小时停止减小控制；在满足压力差在0.15至0.20MPa范围内条件下，尽可能增大阀门开度和降低泵的转速。4.根据权利要求3所述的一种工业锅炉给水系统的控制方法，其特征在于：控制表的控制方法为，将给水流量测量范围分为｛0,1,2,3,4,5,6,7｝八个模糊等级，分别对应｛0,1,2,3,4,6,8,10｝八个阀门开度等级，再根据给水流量给定值大小确定其模糊等级，根据对应关系得到阀门开度的粗调值，然后根据给水与汽包压力差进行修正，当水汽压力差小于0.15MPa时，将阀门开度调低一个等级，当水汽压力差大于0.2MPa时，将阀门开度调高一个等级。5.根据权利要求3所述的一种工业锅炉给水系统的控制方法，其特征在于：搜索器的控制方法为，当给水流量给定值变化超出等级范围而采用控制表快速得到较为合理阀门开度后，自动切换到寻找最佳阀门开度的搜索器控制方式，最佳阀门开度的搜索方法为，将压力差分为｛0，0.05，0.15，0.2，0.