一种炉膛推料拨火装置及智能控制系统

技术领域

本发明涉及焚烧炉技术领域，具体为一种炉膛推料拨火装置及智能控制系统。

背景技术

焚烧炉作为常见的工业装置，广泛用来烧生活垃圾、生物质燃料等，其灰渣推料装置形式各异。

但控制上采用固定程序，即在固定时间周期内往复推料，推板一旦卡住后，液压缸推力过载易造成连杆失稳，而且炉内温度高时固定程序调控推料具有滞后性，控制力不足，易产生生产事故，且人工操作控制液压站劳动强度较大。

因此，急需一种能够预判炉内温度超限，提前采取介入措施调控，确保生产连续稳定运行炉膛推料拨火系统。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种炉膛推料拨火装置及智能控制系统，主要为解决但控制上采用固定程序，即在固定时间周期内往复推料，推板一旦卡住后，液压缸推力过载易造成连杆失稳，而且炉内温度高时固定程序调控推料具有滞后性，控制力不足，易产生生产事故，且人工操作控制液压站劳动强度较大的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种炉膛推料拨火装置，包括焚烧炉炉体，其特征在于：还包括液压缸、液压控制柜、液压站、罩壳、连杆、卸灰斗、手孔、测温仪、冷料阀、推料板、燃料阀、滑轨、压盖、密封填料和计算机；所述焚烧炉炉体外挂推料拨火装置的罩壳，罩壳上通过焊接或螺栓连接集成了液压缸、推杆、卸灰斗、手孔；连杆一头通过铰链与液压缸的活塞杆连接固定，另一头通过焊接与推料板相固定，传递液压缸的驱动力给推料板，控制推料板在炉体内沿着滑轨作往复直线运动，所述滑轨设置在炉体内的耐火材料层上部，滑轨、液压缸、连杆都与水平面呈一固定的α夹角，罩壳内的压盖与密封填料一起组合成连杆的导向兼密封单元：压盖通过紧固螺栓的拧紧力矩压紧密封填料，使之发生形变后与连杆紧密贴合，所述液压缸的活塞杆的往复直线运动由液压站连接油管控制，液压站设有压力变送器将液压压力数值传输到液压控制柜，液压控制柜为液压站的电气控制柜，设有通讯模块和计算机通讯液压系统的压力值和活塞杆位移量；

所述测温仪安装在炉体的外壁上，监测炉膛内部的温度场数据，并与计算机通讯反馈，所述冷料阀和燃料阀设置在炉体炉膛的上部炉壁上，冷料阀为自动阀门，通过开启阀门来控制冷的粉状难燃物料进入炉膛内，燃料阀也为自动阀门，通过开启阀门控制燃料进入炉膛内燃烧。冷料阀和燃料阀的启闭状态通过其自带的接近开关监测，并与计算机通讯反馈。

进一步的，所述测温仪为红外温度传感器，测温仪需要有耐高温性，而且安装在炉体外壁上任一可监测炉内温度的位置。

在前述方案的基础上，所述冷料阀为常规的配有接近开关的电动闸板阀。

作为本发明再进一步的方案，所述燃料阀为常规的配有接近开关的电动闸板阀。

进一步的，所述密封填料为柔性石墨盘根，兼具耐高温和自润滑的效果。

在前述方案的基础上，所述T1＝10～30s，T2＝20～60s。

作为本发明再进一步的方案，所述液压缸、连杆、滑轨与水平面夹角α＝0～15°。

进一步的，所述液压控制柜、测温仪、冷料阀及燃料阀与计算机通讯的方式为5G远程通讯协议。

在前述方案的基础上，一种炉膛推料拨火装置的智能控制系统，包括以下步骤：

S1：计算机根据收集的液压系统压力值、活塞杆位移量、炉内温度场数据以及冷料阀和燃料阀的启闭状态，通过集成Fuzzy-PID智能控制算法，做到预判推理。

S2：在液压系统压力值上升速度达到5kPa/ms以上速度时，计算机预判推料装置即将卡住不动，发指令给液压控制柜执行回退活塞杆，延时T1时间后重新正向推进活塞杆，计算机继续监测压力上升速度，再次达到5kPa/ms以上速度时发出报警，需人工现场确认处理，避免了液压溢流传统控制方式导致的连杆存在过载后失稳变形的隐患的问题。

S3：，计算机通过Fuzzy-PID智能控制算法控制炉内温度过高超限，通过测温仪传输的温度-时间曲线，分析温度上涨趋势。

S4：炉膛局部温度上涨速度超过20℃/s且温度超过850℃时，计算机发指令给液压控制柜，执行快速推料操作，在10s完成一次推料，将炉内的燃料推至下一阶燃烧平台焚烧。

S5：如果炉内温度过高，超过了温度上限值1050℃，计算机控制关闭燃料阀，打开冷料阀，将冷的难燃物料灌入炉膛内灭火降温，并延时T2时间后重新打开燃料阀并关闭冷料阀，继续焚烧燃料。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种炉膛推料拨火装置及智能控制系统，具备以下有益效果：

1、本发明中计算机根据收集的液压系统压力值、活塞杆位移量、炉内温度场数据以及冷料阀和燃料阀的启闭状态，通过集成Fuzzy-PID智能控制算法，做到预判推理：在液压系统压力值上升速度达到5kPa/ms以上速度时，计算机预判推料装置即将卡住不动，发指令给液压控制柜执行回退活塞杆，延时T1时间后重新正向推进活塞杆，计算机继续监测压力上升速度，再次达到5kPa/ms以上速度时发出报警，需人工现场确认处理，避免了液压溢流传统控制方式导致的连杆存在过载后失稳变形的隐患的问题。

2、本发明中计算机通过Fuzzy-PID智能控制算法控制炉内温度过高超限，通过测温仪传输的温度-时间曲线，分析温度上涨趋势，炉膛局部温度上涨速度超过20℃/s且温度超过850℃时，计算机发指令给液压控制柜，执行快速推料操作，在10s完成一次推料，将炉内的燃料推至下一阶燃烧平台焚烧。如果炉内温度过高，超过了温度上限值1050℃，计算机控制关闭燃料阀，打开冷料阀，将冷的难燃物料灌入炉膛内灭火降温，并延时T2时间后重新打开燃料阀并关闭冷料阀，继续焚烧燃料。

3、本发明从硬件和软件两个维度，在焚烧炉增设了一种炉膛推料拨火装置及智能控制系统及其智能控制系统，达到预判推料板卡住，预判炉内温度超限，提前采取介入措施调控，确保生产连续稳定运行。

附图说明

图1为本发明提出的一种炉膛推料拨火装置的装配外形结构示意图；

图2为本发明提出的一种炉膛推料拨火装置的图1的A向视图；

图3为本发明提出的一种炉膛推料拨火装置的图1的I放大结构示意图；

图4为本发明提出的一种炉膛推料拨火装置的智能控制系统的计算机与控制部件信号联接示意图；

图5为本发明提出的一种炉膛推料拨火装置的智能控制系统的预防卡推料板控制逻辑框图；

图6为本发明提出的一种炉膛推料拨火装置的智能控制系统的预防炉膛内温度超限控制逻辑框图。

图中：1、液压缸；2、液压控制柜；3、液压站；4、罩壳；5、连杆；6、卸灰斗；7、手孔；8、测温仪；9、冷料阀；10、推料板；11、燃料阀；12、滑轨；13、炉体；14、压盖；15、密封填料；16、计算机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-图6，一种炉膛推料拨火装置及智能控制系统，包括焚烧炉炉体13，还包括液压缸1、液压控制柜2、液压站3、罩壳4、连杆5、卸灰斗6、手孔7、测温仪8、冷料阀9、推料板10、燃料阀11、滑轨12、压盖14、密封填料15和计算机16，焚烧炉炉体13外挂推料拨火装置的罩壳4，罩壳4上通过焊接或螺栓连接集成了液压缸1、推杆5、卸灰斗6、手孔7；连杆5一头通过铰链与液压缸1的活塞杆连接固定，另一头通过焊接与推料板10相固定，传递液压缸1的驱动力给推料板10，控制推料板10在炉体13内沿着滑轨12作往复直线运动；滑轨12设置在炉体13内的耐火材料层上部，滑轨12、液压缸1、连杆5都与水平面呈一固定的α夹角；罩壳4内的压盖14与密封填料15一起组合成连杆5的导向兼密封单元：压盖14通过紧固螺栓的拧紧力矩压紧密封填料15，使之发生形变后与连杆5紧密贴合，防止连杆5在伸缩的过程中漏料，液压缸1的活塞杆的往复直线运动由液压站3连接油管控制，液压站3设有压力变送器将液压压力数值传输到液压控制柜2，液压控制柜2为液压站3的电气控制柜，设有通讯模块和计算机16通讯液压系统的压力值和活塞杆位移量，测温仪8安装在炉体13的外壁上，监测炉膛内部的温度场数据，并与计算机16通讯反馈。

本发明中，冷料阀9和燃料阀11设置在炉体13炉膛的上部炉壁上，冷料阀9为自动阀门，通过开启阀门来控制冷的粉状难燃物料进入炉膛内，达到降温灭火的效果；燃料阀11也为自动阀门，通过开启阀门控制燃料进入炉膛内燃烧。冷料阀9和燃料阀11的启闭状态通过其自带的接近开关监测，并与计算机16通讯反馈。

本发明中，计算机16根据收集的液压系统压力值、活塞杆位移量、炉内温度场数据以及冷料阀9和燃料阀11的启闭状态，通过集成Fuzzy-PID智能控制算法，做到预判推理：在液压系统压力值上升速度达到5kPa/ms以上速度时，计算机16预判推料装置即将卡住不动，发指令给液压控制柜2执行回退活塞杆，延时T

另外，计算机16通过Fuzzy-PID智能控制算法控制炉内温度过高超限，通过测温仪8传输的温度-时间曲线，分析温度上涨趋势，炉膛局部温度上涨速度超过20℃/s且温度超过850℃时，计算机16发指令给液压控制柜2，执行快速推料操作，在10s完成一次推料，将炉内的燃料推至下一阶燃烧平台焚烧。如果炉内温度过高，超过了温度上限值1050℃，计算机16控制关闭燃料阀11，打开冷料阀9，将冷的难燃物料灌入炉膛内灭火降温，并延时T

本发明中，测温仪8为红外温度传感器、红外摄像头、声波测温仪等任一一种，测温仪8需要有耐高温性，而且安装在炉体13外壁上任一可监测炉内温度的位置。

本发明中，冷料阀9为常规的配有接近开关的电动或气动闸板阀，燃料阀11为常规的配有接近开关的电动或气动闸板阀，密封填料15为柔性石墨盘根，兼具耐高温和自润滑的效果，T

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接。

在该文中的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。