CN106016243A - 一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，属于新能源环保应用技术领域。本发明包括氧含量传感器、氧含量变送器、温度控制器、蒸汽电动自动调节阀、软水箱、太阳能热水器，太阳能热水箱、除氧器、锅炉；太阳能热水器分别与软水箱、太阳能热水箱相连，太阳能热水箱与除氧器相连，蒸汽电动自动调节阀安装在除氧器、锅炉的出水管路，锅炉与除氧器相连。本发明通过太阳能新能源实现除氧器小型锅炉节能控制装置，既减少能源的浪费，实现节能的目的，更加有效地除去氧气，增加锅炉的寿命，具有结构简单、运行可靠、成本低、按需自动互补、节省能源等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，属于新能源环保应用技术领域。
背景技术
目前，国内的除氧器的作用是利用热力学原理去除水中的氧气，运行中如果发现除氧器除氧效果降低，可能是由于除氧的水温低。水中的溶解氧的含量与空气中氧的分压，水的温度都有密切的关系。在自然情况下，空气中含氧量变化不大，因此水温是重要因素，水温越高，水中氧的溶解度会越低。将进入除氧器的软水先通过太阳能热水器，使其软水温度提高，温度升高的软水经过水调节阀调节后，进入除氧器经喷嘴喷出，形成雨伞水膜，与由上而下的加热蒸汽等进行混合式传热和传质，给水迅速到达压力下的饱和温度，使水中溶解的气体离析出来.在除氧器中溶解氧的减少，更加有效地出去溶解氧，同时减少蒸汽量的使用，减少能源的浪费，达到更加节能，有效得除氧目的。原先采用的压力控制***，由于压力波动等原因导致除氧效果不佳，使锅炉设备和热力***的氧腐蚀严重，影响了锅炉的使用寿命和安全运行。因此，锅炉水的除氧势在必行，为避免原来采用的压力控制装置，出现除氧滞后，由于压力波动导致的蒸汽资源的浪费，不能够有效地出去氧气，本设计采用采集氧含量的控制装置，除氧后通过工业溶氧仪对出水氧含量的检测，与初始出水氧含量的设定值r(t)形成差值e(t)，反馈给温度控制器（PID），通过蒸汽电动调节阀对加热蒸汽量进行调节，进而控制除氧器中出水氧含量的值，使其控制在误差范围之内。减少能源的浪费，实现节能的目的，更加有效地除去氧气，增加锅炉的寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：本发明提供一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，用于解决现有锅炉中除氧器除氧效果不佳、不能有效的除氧、除氧过程中影响锅炉的使用寿命和安全运行的问题。
本发明技术方案是：一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7，太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16；
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连，太阳能热水箱8与除氧器15相连，除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1，氧含量传感器1和氧含量变送器2连接，检测此时的出水氧含量，可以将其测定的氧含量物理值转化为输出信号反馈给氧含量变送器2转化为标准输出信号，对初始出水含氧量 r(t）设定值在0.05～0.1（ug/L），氧含量变送器2与温度控制器3连接，温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接，温度控制器3实现对蒸汽电动自动调节阀4的控制，控制蒸汽电动自动调节阀4自动调节其蒸汽量，使其除氧器15中的出水氧含量在初始设定值范围；蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路，实现除氧器15内蒸汽量的自动调节，锅炉16与除氧器15相连，使太阳能热水器7的热水进入除氧器15经喷嘴喷出，形成雨伞水膜，与由上而下的锅炉加热蒸汽等进行混合式传热和传质，给水迅速到达压力下的饱和温度，使水中溶解的气体离析出来，达到更好的除氧效果，同时节省锅炉蒸汽量的使用。
所述太阳能热水器7加热的热水储存到太阳能热水箱8中，太阳能热水箱8给除氧器15输送热水；
优选地，所述软水箱6与软水器5相连，软水器5、软水箱6、太阳能热水器7、太阳能热水箱8和除氧器15之间通过输水管依次相连。软水箱6中的水由软水器5提供。
优选地，所述太阳能热水箱8的出水口一侧安装有给水泵9，除氧器15的进水口一侧安装有自动调节阀10。
优选地，所述除氧器15和锅炉16之间安装有高加热水器14，高加热水器14的进水一侧安装有锅炉给水泵13，锅炉给水泵13与除氧器15的除氧器出水口12相连，在高加热水器14和锅炉给水泵13之间连接有一个阀门；锅炉给水泵13、高加热水器14和锅炉16之间通过输水管连通，锅炉16与除氧器15的加热蒸汽口11相连。
优选地，所述太阳能热水器7包括真空集热管、保温水箱、支架、连接管道；太阳能热水器的保温水箱由内胆、保温层、外壳三部分组成；保温水箱的内胆是储存热水的重要部分，保温水箱的内胆采用不锈钢材质，外壳采用不锈钢板，支架是用来支撑热水器与保温水箱的架子，支架材质为彩钢板。冷水经过管道输送到保温水箱，太阳能集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。
优选地，所述氧含量传感器1采用BDO-200D型中文在线溶氧仪，具体参数为：测量范围0～100.0ug/L、0～20.00mg/L(自动切换），分辨率为0.1ug/L，0.01mg/L，0.1℃，0.1%；
所述氧含量变送器2采用的是智能氧含量分析变送器，即XMO2变送器，检测气体中的氧含量从0.01到100%，无可动部件，无需维护。可以准确可靠的长期进行氧含量测量；
所述温度控制器3集成电路采用的是TC620型号；该控制器可由用户设定上限温度及下限温度；在高于上限温度或低于下限温度时，有相应的逻辑电平输出(用于报警信号)，并有一个控制信号输出；控制温度精度可达±3℃；该器件各引脚可抗2kV静电电压；
所述蒸汽电动自动调节阀4采用的是德国LIT电动蒸汽调节阀。具有重量轻、动作灵敏、压降损失小、阀容量大、流量特性精确，直接接受调节仪表输入的（4-20MA DC 0-10MA
DC 或1-5V DC）等控制信号及单相电源即可控制运转。
本发明的工作原理是：
除氧器15的作用是利用热力学原理去除水中的氧气，运行中如果发现除氧器除氧效果降低，可能是由于除氧的水温低。软水箱6中的软水经过太阳能热水器7使其水温升高，温度升高的软水经过进水自动调节阀10调节后，进入除氧器15经喷嘴喷出，形成雨伞水膜，与由上而下的加热蒸汽等进行混合式传热和传质，给水迅速到达压力下的饱和温度，使水中溶解的气体离析出来。除氧后通过工业溶氧仪对出水氧含量的检测，与初始出水氧含量的设定值r(t)形成差值e(t)，反馈给温度控制器（PID），通过蒸汽电动自动调节阀4对加热蒸汽量进行调节，进而控制除氧器15中出水氧含量的值，使其控制在误差范围之内。
本发明的有益效果是：本发明通过太阳能新能源实现除氧器小型锅炉节能控制装置，既减少能源的浪费，实现节能的目的，更加有效地除去氧气，增加锅炉的寿命，具有结构简单、运行可靠、成本低、按需自动互补、节省能源等优点。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图1中各标号：1-氧含量传感器，2-氧含量变送器，3-温度控制器，4-蒸汽电动自动调节阀，5-软水器，6-软水箱，7-太阳能热水器，8-太阳能热水箱，9-给水泵，10-自动调节阀，11-加热蒸汽口，12-除氧器出水口，13-锅炉给水泵，14-高加热水器，15-除氧器，16-锅炉，a-补水。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1所示，一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7，太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16；
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连，太阳能热水箱8与除氧器15相连，除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1，氧含量传感器1和氧含量变送器2连接，氧含量变送器2与温度控制器3连接，温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接，蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路，锅炉16与除氧器15相连。
实施例2：如图1所示，一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7，太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16；
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连，太阳能热水箱8与除氧器15相连，除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1，氧含量传感器1和氧含量变送器2连接，氧含量变送器2与温度控制器3连接，温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接，蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路，锅炉16与除氧器15相连。
优选地，所述软水箱6与软水器5相连，软水器5、软水箱6、太阳能热水器7、太阳能热水箱8和除氧器15之间通过输水管依次相连。
实施例3：如图1所示，一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7，太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16；
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连，太阳能热水箱8与除氧器15相连，除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1，氧含量传感器1和氧含量变送器2连接，氧含量变送器2与温度控制器3连接，温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接，蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路，锅炉16与除氧器15相连。
优选地，所述软水箱6与软水器5相连，软水器5、软水箱6、太阳能热水器7、太阳能热水箱8和除氧器15之间通过输水管依次相连。
优选地，所述太阳能热水箱8的出水口一侧安装有给水泵9，除氧器15的进水口一侧安装有自动调节阀10。
实施例4：如图1所示，一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7，太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16；
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连，太阳能热水箱8与除氧器15相连，除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1，氧含量传感器1和氧含量变送器2连接，氧含量变送器2与温度控制器3连接，温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接，蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路，锅炉16与除氧器15相连。
优选地，所述软水箱6与软水器5相连，软水器5、软水箱6、太阳能热水器7、太阳能热水箱8和除氧器15之间通过输水管依次相连。
优选地，所述太阳能热水箱8的出水口一侧安装有给水泵9，除氧器15的进水口一侧安装有自动调节阀10。
优选地，所述除氧器15和锅炉16之间安装有高加热水器14，高加热水器14的进水一侧安装有锅炉给水泵13，锅炉给水泵13与除氧器15的除氧器出水口12相连，在高加热水器14和锅炉给水泵13之间连接有一个阀门；锅炉给水泵13、高加热水器14和锅炉16之间通过输水管连通，锅炉16与除氧器15的加热蒸汽口11相连。
实施例5：如图1所示，一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7，太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16；
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连，太阳能热水箱8与除氧器15相连，除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1，氧含量传感器1和氧含量变送器2连接，氧含量变送器2与温度控制器3连接，温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接，蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路，锅炉16与除氧器15相连。
优选地，所述软水箱6与软水器5相连，软水器5、软水箱6、太阳能热水器7、太阳能热水箱8和除氧器15之间通过输水管依次相连。
优选地，所述太阳能热水箱8的出水口一侧安装有给水泵9，除氧器15的进水口一侧安装有自动调节阀10。
优选地，所述除氧器15和锅炉16之间安装有高加热水器14，高加热水器14的进水一侧安装有锅炉给水泵13，锅炉给水泵13与除氧器15的除氧器出水口12相连，在高加热水器14和锅炉给水泵13之间连接有一个阀门；锅炉给水泵13、高加热水器14和锅炉16之间通过输水管连通，锅炉16与除氧器15的加热蒸汽口11相连。
优选地，所述太阳能热水器7包括真空集热管、保温水箱、支架、连接管道；太阳能热水器的保温水箱由内胆、保温层、外壳三部分组成；保温水箱的内胆采用不锈钢材质，外壳采用不锈钢板，支架材质为彩钢板。
实施例6：如图1所示，一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，包括氧含量传感器1、氧含量变送器2、温度控制器3、蒸汽电动自动调节阀4、软水箱6、太阳能热水器7，太阳能热水箱8、除氧器15、锅炉16；
所述太阳能热水器7分别与软水箱6、太阳能热水箱8相连，太阳能热水箱8与除氧器15相连，除氧器15的出水热水管道内安装有氧含量传感器1，氧含量传感器1和氧含量变送器2连接，氧含量变送器2与温度控制器3连接，温度控制器3与蒸汽电动自动调节阀4连接，蒸汽电动自动调节阀4安装在除氧器15、锅炉16的出水管路，锅炉16与除氧器15相连。
优选地，所述软水箱6与软水器5相连，软水器5、软水箱6、太阳能热水器7、太阳能热水箱8和除氧器15之间通过输水管依次相连。
优选地，所述太阳能热水箱8的出水口一侧安装有给水泵9，除氧器15的进水口一侧安装有自动调节阀10。
优选地，所述除氧器15和锅炉16之间安装有高加热水器14，高加热水器14的进水一侧安装有锅炉给水泵13，锅炉给水泵13与除氧器15的除氧器出水口12相连，在高加热水器14和锅炉给水泵13之间连接有一个阀门；锅炉给水泵13、高加热水器14和锅炉16之间通过输水管连通，锅炉16与除氧器15的加热蒸汽口11相连。
优选地，所述太阳能热水器7包括真空集热管、保温水箱、支架、连接管道；太阳能热水器的保温水箱由内胆、保温层、外壳三部分组成；保温水箱的内胆采用不锈钢材质，外壳采用不锈钢板，支架材质为彩钢板。
优选地，所述氧含量传感器1采用BDO-200D型中文在线溶氧仪，具体参数为：测量范围0～100.0ug/L、0～20.00mg/L，分辨率为0.1ug/L，0.01mg/L，0.1℃，0.1%；
所述氧含量变送器2采用的是智能氧含量分析变送器，即XMO2变送器；
所述温度控制器3集成电路采用的是TC620型号；
所述蒸汽电动自动调节阀4采用的是德国LIT电动蒸汽调节阀。
传统的除氧器的控制***采用压力控制***。通过压力变送器检测除氧器中的压力信号，与给定压力信号比较，出现差值，作用于PID控制器，产生控制信号，并由执行器执行，使被控对象除氧器的压力恢复至给定值范围，除氧器中的压力通过蒸汽量和排空阀控制，除氧器水位调节运行中除氧器水位不稳定，将会导致压力出现波动；进入除氧器的水温度变化太大，除氧器内压力时高时低安全阀就会动作，也会出现波动不稳定，从而有时不能有效地调节控制蒸汽量，最终导致不能合理的使用蒸汽量，有效地去除氧气。
而本实施例所述的图1，进入软水器5的补水a生成软水到软水箱6，软水箱6中的软水经过太阳能热水器7使其水温升高，温度升高的软水经过水调节阀调节后，进入除氧器经喷嘴喷出，形成雨伞水膜，与由上而下的加热蒸汽等进行混合式传热和传质，给水迅速到达压力下的饱和温度，使水中溶解的气体离析出来，再通过氧含量传感器1（工业溶氧仪）检测此时的出水氧含量，将其测定的氧含量物理值转化为输出信号反馈给氧含量变送器(2)转化为标准输出信号，初始出水含氧量 r(t）设定值在0.05～0.1（ug/L），通过温度控制器（PID）得到的差值e（t），蒸汽电动自动调节阀4自动调节其蒸汽量，使其除氧器中的出水氧含量在初始设定值范围。进而控制除氧器中出水氧含量的值，使其控制在误差范围之内。采用氧含量变送器，可以准确可靠的长期进行氧含量测量，可以快速的检测到出水氧含量的值，将测定值反馈给控制***，调节加热蒸汽量，避免出现调节氧滞后，无法准确的控制蒸汽量，除去水中的氧气，导致锅炉的氧化，减少锅炉的寿命。
上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (6)
1.一种太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，其特征在于：包括氧含量传感器（1）、氧含量变送器（2）、温度控制器（3）、蒸汽电动自动调节阀（4）、软水箱（6）、太阳能热水器（7），太阳能热水箱（8）、除氧器（15）、锅炉（16）；
所述太阳能热水器（7）分别与软水箱（6）、太阳能热水箱（8）相连，太阳能热水箱（8）与除氧器（15）相连，除氧器（15）的出水热水管道内安装有氧含量传感器（1），氧含量传感器（1）和氧含量变送器（2）连接，氧含量变送器（2）与温度控制器（3）连接，温度控制器（3）与蒸汽电动自动调节阀（4）连接，蒸汽电动自动调节阀（4）安装在除氧器（15）、锅炉（16）的出水管路，锅炉（16）与除氧器（15）相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，其特征在于：所述软水箱（6）与软水器（5）相连，软水器（5）、软水箱（6）、太阳能热水器（7）、太阳能热水箱（8）和除氧器（15）之间通过输水管依次相连。
3.根据权利要求1所述的太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，其特征在于：所述太阳能热水箱（8）的出水口一侧安装有给水泵（9），除氧器（15）的进水口一侧安装有自动调节阀（10）。
4.根据权利要求1所述的太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，其特征在于：所述除氧器（15）和锅炉（16）之间安装有高加热水器（14），高加热水器（14）的进水一侧安装有锅炉给水泵（13），锅炉给水泵（13）与除氧器（15）的除氧器出水口（12）相连，在高加热水器（14）和锅炉给水泵（13）之间连接有一个阀门；锅炉给水泵（13）、高加热水器（14）和锅炉（16）之间通过输水管连通，锅炉（16）与除氧器（15）的加热蒸汽口（11）相连。
5.根据权利要求1所述的太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，其特征在于：所述太阳能热水器（7）包括真空集热管、保温水箱、支架、连接管道；太阳能热水器的保温水箱由内胆、保温层、外壳三部分组成；保温水箱的内胆采用不锈钢材质，外壳采用不锈钢板，支架材质为彩钢板。
6.根据权利要求1所述的太阳能热水除氧器小型锅炉节能控制装置，其特征在于：所述氧含量传感器（1）采用BDO-200D型中文在线溶氧仪，具体参数为：测量范围0～100.0ug/L、0～20.00mg/L，分辨率为0.1ug/L，0.01mg/L，0.1℃，0.1%；
所述氧含量变送器（2）采用的是智能氧含量分析变送器，即XMO2变送器；
所述温度控制器（3）集成电路采用的是TC620型号；
所述蒸汽电动自动调节阀（4）采用的是德国LIT电动蒸汽调节阀。
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