CN112859940A - 一种锅炉多水箱液位控制*** - Google Patents

一种锅炉多水箱液位控制*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种锅炉多水箱液位控制***，包括：水泵和分别对应于各锅炉水箱的回水阀；液位传感器，测量对应水箱的液位；控制器，被配置为执行以下步骤：接收各液位传感器采集的数据；分别获得各锅炉水箱前一时刻和当前时刻的液位，并得到各锅炉水箱当前时刻相比于前一时刻的液位变化值；基于各锅炉水箱当前时刻相比于前一时刻的液位变化值，判断各锅炉水箱是否在运行中；当只有一个锅炉水箱在运行中时，开启水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀；当有多个锅炉水箱在运行中时，选择所有处于运行中的锅炉水箱中当前时刻液位最低的锅炉水箱，开启水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀。与现有技术相比，本发明具有提高节能效果、保障锅炉安全等优点。

Description

一种锅炉多水箱液位控制***
技术领域
本发明涉及多锅炉水箱的冷凝水回水控制，尤其是涉及一种锅炉多水箱液位控制***。
背景技术
对于供热***而言，通常是利用锅炉及锅炉房设备生产出蒸汽，而后通过热力管道，将蒸汽送至用户，以满足生产工艺或生活采暖等方面的需要。随着生产的发展，锅炉设备日益广泛的应用于现代工业的各个部门，能源的增长大大落后于生产的增长，面对量大面广的供热锅炉，如何挖掘潜力，提高它们的热效率，如何提高能源的有效利用率，有着极为重要的实际意义。
在锅炉***中，需对锅炉用水进行软化处理以及去除水中的氧气从而减少锅炉的氧腐蚀。而在锅炉运行过程中产生的冷凝水的品质远高于软化水，是优质的热源供水，加以利用会明显减少锅炉燃料消耗，减少软化水量，降低蒸汽生产成本。
例如中国专利CN103134043A公开了一种带有U形烟道的锅炉***及锅炉补水***，带有U形烟道的锅炉***还包括：冷凝水箱；后端“J”形烟道的底部设有冷凝水出口，与冷凝水箱相连接，用于将后端“J”形烟道内的冷凝水排入冷凝水箱，冷凝水箱将冷凝水输送到水处理***后，用于锅炉补水，管网补水，或做其他用途。
但是现有的锅炉水箱液位控制***还采用的是单一回路的控制***，未有适用于多水箱的液位控制***，当在多个锅炉组成锅炉机组时，往往通过多个锅炉水箱给不同的锅炉供水。锅炉机组的运行受生产计划调度，启用的锅炉和对应的锅炉水箱也是灵活调度的。这种情况下，需要选择正在给锅炉供水的锅炉水箱进行冷凝水回收，否则冷凝水回到不在使用中的锅炉水箱，严重影响节能效果，且存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种锅炉多水箱液位控制***，通过对液位变化选择锅炉水箱利用冷凝水箱进行补水，可以在多锅炉水箱的环境下提高节能效果，并且避免补水不当引起的安全隐患。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种锅炉多水箱液位控制***，包括：
水泵和分别对应于各锅炉水箱的回水阀，所述水泵的输入端连接至冷凝水箱的输出端，输出端分别连接至各回水阀的输入端，输出端分别连接至对应锅炉水箱的输入端；
液位传感器，共设有多个，分别对应于冷凝水箱和各锅炉水箱，被配置为测量对应水箱的液位；
控制器，分别连接至水泵、各回水阀、各补水阀和各液位传感器，被配置为执行以下步骤：
接收各液位传感器采集的数据；
分别获得各锅炉水箱前一时刻和当前时刻的液位，并得到各锅炉水箱当前时刻相比于前一时刻的液位变化值；
基于各锅炉水箱当前时刻相比于前一时刻的液位变化值，判断各锅炉水箱是否在运行中；
当只有一个锅炉水箱在运行中时，开启水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀；
当有多个锅炉水箱在运行中时，选择所有处于运行中的锅炉水箱中当前时刻液位最低的锅炉水箱，开启水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀。
所述控制器被配置为还执行以下步骤：判断冷凝水箱的当前水位是否高于启动水位，若为否，则锁定水泵为关闭状态。
所述锅炉水箱还通过补水阀连接至补水管路。
所述当只有一个锅炉水箱在运行中时，开启水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀，具体包括：
当只有一个锅炉水箱在运行中时，判断该锅炉水箱的当前时刻的液位：
若该锅炉水箱的当前时刻的液位低于第一设定阈值时，启动水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀，并启动对应于该锅炉水箱的补水阀，持续监测该锅炉水箱的液位，
若该锅炉水箱的液位超过第二设定阈值，启动水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀。
所述当有多个锅炉水箱在运行中时，选择所有处于运行中的锅炉水箱中当前时刻液位最低的锅炉水箱，开启水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀，包括：
当有多个锅炉水箱在运行中时，选择所有处于运行中的锅炉水箱中当前时刻液位最低的锅炉水箱，判断该锅炉水箱的当前时刻的液位：
若该锅炉水箱的当前时刻的液位低于第一设定阈值时，启动水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀，并启动对应于该锅炉水箱的补水阀，持续监测该锅炉水箱的液位，
若该锅炉水箱的液位超过第二设定阈值，启动水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀，并持续监测该锅炉水箱的液位。
所述第一设定阈值和第二设定阈值相等。
所述控制器被配置为还执行以下步骤：当任一锅炉竖向的液位超过第四设定阈值时，对外发送报警信号。
所述液位传感器为翻板式液位计或压力式液位计。
所述控制器为PLC控制器。
所述控制器为单片机。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)通过对液位变化选择锅炉水箱利用冷凝水箱进行补水，可以在多锅炉水箱的环境下提高节能效果，并且避免补水不当引起的安全隐患。
2)设置了冷凝水箱的低水位保护，提高安全性。
3)通过第一设定阈值和第二设定阈值作为补水阀的通断控制条件，从而尽可能通过冷凝水进行补水，提高了节能效果。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
其中：1、冷凝水箱，2、水泵，3、回水阀，4、锅炉水箱，5、补水阀，6、补水管路。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种锅炉多水箱液位控制***，如图1所示，包括：
水泵2和分别对应于各锅炉水箱4的回水阀3，水泵2的输入端连接至冷凝水箱1的输出端，输出端分别连接至各回水阀3的输入端，输出端分别连接至对应锅炉水箱4的输入端；
液位传感器，共设有多个，分别对应于冷凝水箱1和各锅炉水箱4，被配置为测量对应水箱的液位；
控制器，分别连接至水泵2、各回水阀3、各补水阀5和各液位传感器，被配置为执行以下步骤：
接收各液位传感器采集的数据；
分别获得各锅炉水箱4前一时刻和当前时刻的液位，并得到各锅炉水箱4当前时刻相比于前一时刻的液位变化值；
基于各锅炉水箱4当前时刻相比于前一时刻的液位变化值，判断各锅炉水箱4是否在运行中；
当只有一个锅炉水箱4在运行中时，开启水泵2和对应于该锅炉水箱4的回水阀3；
当有多个锅炉水箱4在运行中时，选择所有处于运行中的锅炉水箱4中当前时刻液位最低的锅炉水箱4，开启水泵2和对应于该锅炉水箱4的回水阀3。
通过对液位变化选择锅炉水箱4利用冷凝水箱1进行补水，可以在多锅炉水箱4的环境下提高节能效果，并且避免补水不当引起的安全隐患。
在一些实施例中，控制器被配置为还执行以下步骤：判断冷凝水箱1的当前水位是否高于启动水位，若为否，则锁定水泵2为关闭状态，设置了冷凝水箱1的低水位保护，提高安全性，冷凝水箱1处于低液位时不触发水泵2任何动作，处于中液位时控制器控制水泵2打开；冷凝水箱1供水至低液位时强制停止水泵2，待冷凝水箱1重新液位升高至中液位时重复循环启动水泵2，此外，冷凝水箱1处于高液位时控制器控制报警装置，报警装置报警。
在一些实施例中，锅炉水箱4还通过补水阀5连接至补水管路6。
对应的，当只有一个锅炉水箱4在运行中时，开启水泵2和对应于该锅炉水箱4的回水阀3，具体包括：
当只有一个锅炉水箱4在运行中时，判断该锅炉水箱4的当前时刻的液位：
若该锅炉水箱4的当前时刻的液位低于第一设定阈值时，启动水泵2和对应于该锅炉水箱4的回水阀3，并启动对应于该锅炉水箱4的补水阀5，持续监测该锅炉水箱4的液位，
若该锅炉水箱4的液位超过第二设定阈值，启动水泵2和对应于该锅炉水箱4的回水阀3。
相对的，当有多个锅炉水箱4在运行中时，选择所有处于运行中的锅炉水箱4中当前时刻液位最低的锅炉水箱4，开启水泵2和对应于该锅炉水箱4的回水阀3，包括：
当有多个锅炉水箱4在运行中时，选择所有处于运行中的锅炉水箱4中当前时刻液位最低的锅炉水箱4，判断该锅炉水箱4的当前时刻的液位：
若该锅炉水箱4的当前时刻的液位低于第一设定阈值时，启动水泵2和对应于该锅炉水箱4的回水阀3，并启动对应于该锅炉水箱4的补水阀5，持续监测该锅炉水箱4的液位，
若该锅炉水箱4的液位超过第二设定阈值，启动水泵2和对应于该锅炉水箱4的回水阀3，并持续监测该锅炉水箱4的液位。
在其中一些实施例中，第一设定阈值和第二设定阈值相等，控制逻辑更加的简单。
控制器被配置为还执行以下步骤：当任一锅炉竖向的液位超过第四设定阈值时，对外发送报警信号。
液位传感器为翻板式液位计或压力式液位计，控制器为PLC控制器或单片机。
其中一个实施例中，用翻板式液位计或压力式液位计测量水箱液位，接通翻板式液位传感器或压力式液位传感器开关，检测锅炉开始运行前各锅炉水箱4的液位高度H01、H02、、、H0n；锅炉开始运行，即锅炉水箱4液面下降，翻板式液位传感器或压力式液位传感器动态测定各锅炉水箱4的液位高度Ht1、Ht2、、、Htn；
翻板式液位传感器或压力式液位传感器将液位测量信号输入至S7-200PLC控制器或单片机，S7-200PLC控制器或单片机计算获得锅炉水箱4的液位变动值h1＝Ht1-H01等等；根据液位变动值即可获知现有几个锅炉水箱4处于运转状态，假设只有hi有变动数值，则表明只有第i个锅炉水箱4在运转，所以S7-200PLC或单片机控制器控制水泵2以及第i个锅炉水箱4相应的阀门开启，冷凝水箱1中的冷凝水由回水阀3以及水泵2转移至第i个锅炉水箱4中，同时生产水管经补水阀5输送生产水至第i个锅炉水箱4；假设多个锅炉水箱4在同时运转，则S7-200PLC或单片机控制器判断Ht中的最小值，若最小值为Hts,则表明同时运转的水箱中第s个锅炉水箱4的液位最低，所以S7-200PLC或单片机控制器控制水泵2以及第s个锅炉水箱4相应的阀门开启，冷凝水箱1中的冷凝水由回水阀3以及水泵2转移至第s个锅炉水箱4中，同时生产水管经补水阀5输送生产水至第s个锅炉水箱4。
步骤5中第i或s个锅炉水箱4液位升至高液位时停止回水，关闭该水箱的回水阀3，继而重复步骤1至步骤5选择另一水箱进行补、回水；若第i或s个锅炉水箱4未升至高液位但出现另一低液位水箱，S7-200PLC或单片机控制器需按照步骤1至步骤5重新选择水箱进行补、回水。
冷凝水箱1处于低液位时不触发水泵2任何动作；冷凝水箱1处于中液位时S7-200PLC或单片机控制器控制水泵2打开；冷凝水箱1处于高液位时S7-200PLC或单片机控制器控制报警装置，报警装置报警。冷凝水箱1供水至低液位时强制停止水泵2，待冷凝水箱1重新液位升高至中液位时重复循环启动水泵2。
生产水管在冷凝水箱1储存量不足且锅炉水箱4低液位状态进行补水作业，将锅炉水箱4补水至中液位时停止市政供水。
锅炉水箱4处于高液位时S7-200PLC或单片机控制器控制报警装置，报警装置报警，且不进行任何补、回水作业。

Claims (10)

1.一种锅炉多水箱液位控制***，其特征在于，包括：
水泵和分别对应于各锅炉水箱的回水阀，所述水泵的输入端连接至冷凝水箱的输出端，输出端分别连接至各回水阀的输入端，输出端分别连接至对应锅炉水箱的输入端；
液位传感器，共设有多个，分别对应于冷凝水箱和各锅炉水箱，被配置为测量对应水箱的液位；
控制器，分别连接至水泵、各回水阀、各补水阀和各液位传感器，被配置为执行以下步骤：
接收各液位传感器采集的数据；
分别获得各锅炉水箱前一时刻和当前时刻的液位，并得到各锅炉水箱当前时刻相比于前一时刻的液位变化值；
基于各锅炉水箱当前时刻相比于前一时刻的液位变化值，判断各锅炉水箱是否在运行中；
当只有一个锅炉水箱在运行中时，开启水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀；
当有多个锅炉水箱在运行中时，选择所有处于运行中的锅炉水箱中当前时刻液位最低的锅炉水箱，开启水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉多水箱液位控制***，其特征在于，所述控制器被配置为还执行以下步骤：判断冷凝水箱的当前水位是否高于启动水位，若为否，则锁定水泵为关闭状态。
3.根据权利要求1所述的一种锅炉多水箱液位控制***，其特征在于，所述锅炉水箱还通过补水阀连接至补水管路。
4.根据权利要求3所述的一种锅炉多水箱液位控制***，其特征在于，所述当只有一个锅炉水箱在运行中时，开启水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀，具体包括：
当只有一个锅炉水箱在运行中时，判断该锅炉水箱的当前时刻的液位：
若该锅炉水箱的当前时刻的液位低于第一设定阈值时，启动水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀，并启动对应于该锅炉水箱的补水阀，持续监测该锅炉水箱的液位，
若该锅炉水箱的液位超过第二设定阈值，启动水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀。
5.根据权利要求3所述的一种锅炉多水箱液位控制***，其特征在于，所述当有多个锅炉水箱在运行中时，选择所有处于运行中的锅炉水箱中当前时刻液位最低的锅炉水箱，开启水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀，包括：
当有多个锅炉水箱在运行中时，选择所有处于运行中的锅炉水箱中当前时刻液位最低的锅炉水箱，判断该锅炉水箱的当前时刻的液位：
若该锅炉水箱的当前时刻的液位低于第一设定阈值时，启动水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀，并启动对应于该锅炉水箱的补水阀，持续监测该锅炉水箱的液位，
若该锅炉水箱的液位超过第二设定阈值，启动水泵和对应于该锅炉水箱的回水阀，并持续监测该锅炉水箱的液位。
6.根据权利要求4或5所述的一种锅炉多水箱液位控制***，其特征在于，所述第一设定阈值和第二设定阈值相等。
7.根据权利要求1所述的一种锅炉多水箱液位控制***，其特征在于，所述控制器被配置为还执行以下步骤：当任一锅炉竖向的液位超过第四设定阈值时，对外发送报警信号。
8.根据权利要求1所述的一种锅炉多水箱液位控制***，其特征在于，所述液位传感器为翻板式液位计或压力式液位计。
9.根据权利要求1所述的一种锅炉多水箱液位控制***，其特征在于，所述控制器为PLC控制器。
10.根据权利要求1所述的一种锅炉多水箱液位控制***，其特征在于，所述控制器为单片机。
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