《燃煤鍋爐節能控制裝置》是李智清於2007年3月1日申請的專利，該專利的公布號為CN101021329，授權公布日為2007年8月22日，發明人是李智清、尹亨通。
《燃煤鍋爐節能控制裝置》包括流速測定感測器、微機控制器、變頻器、引風機，流速測定感測器將測出的排煙道出氣通道的氣流流速信號傳給微機控制器，微機控制器受到氣流流速信號觸發而輸出數據信號給變頻器，由變頻器控制引風機的轉速，引風機的轉速變化對排煙道流速產生的變化信號又回到流速測定感測器，從而構成按一個方向流動的循環控制迴路，使排煙道的流速保持穩定的狀態，使鍋爐排煙順暢，由於充分利用對流和風產生的負壓效應的作用力，不但會大大提高煤的熱量轉化率和利用效率，而且能夠降低引風機的電力消耗，達到節煤節電的目的。
2016年9月，《燃煤鍋爐節能控制裝置》獲得第二屆吉林省專利獎優秀獎。
（概述圖為《燃煤鍋爐節能控制裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：燃煤鍋爐節能控制裝置
- 申請人：李智清
- 申請日：2007年3月1日
- 申請號：2007100553743
- 公布號：CN101021329
- 公布日：2007年8月22日
- 發明人：李智清、尹亨通
- 地址：吉林省長春市朝陽區湖東街副2號
- 分類號：F23N3/08(2006.01)
- 代理機構：吉林長春新紀元專利代理有限責任公司
- 代理人：余岩
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
眾所周知，燃煤鍋爐的熱能轉化效率除了鍋爐本身的結構是否科學合理以外，再就是鍋爐的使用情況。煤在爐膛內燃燒的狀況以及熱能的轉化情況與鼓風、引風、填煤等直接相關，其中，引風也就是煙道排煙的流速起至關重要的作用：煙道排煙流速過慢，造成爐膛內的煙“積壓”，排不出去，影響煤的燃燒；煙道排煙過快、過急，又會讓熱量隨煙道氣流帶走許多，白白損失掉。煙道排煙的流速是由煙筒上下形成的對流和外界風力所產生的負壓效應以及引風機的排風量（轉速）這三者決定的。煙筒上下的溫差越大，對流越明顯，氣流由下向上的流動會越快。負壓效應是由於外界的風力垂直吹在煙筒頂口而產生的一種作用力，這種作用力會使煙道出口氣壓降低。負壓效應的產生相當於在煙道內又增加了一個由下向上助推的動力，風越大，這種助推的動力就越大，排煙就越快。
儘管對流和負壓作用對鍋爐的排煙起著重要的作用，但因為對流和負壓作用是一個隨外界環境變化而變化的一個變數，人們無法隨時直觀準確的確定出它們的大小，即使調整引風機的排風量，也不可能把排煙量（排煙流速）總是確定在一個比較合適的量內。更何況有的鍋爐用的是固定轉速的引風機。這樣就會不可避免出現前面提到的排煙過慢或過快的情況。特別是人們為了不使鍋爐憋煙，往往是把引風機的轉速（排風量）調整的較大，而當對流和負壓作用力加大以後，就會使煙道的氣流進一步加快，大量的熱量隨煙道的氣流一塊被從煙筒中排走，造成相當大的浪費。當前，在所有燃煤鍋爐使用的現實中，均存在著這樣的弊病。
發明內容
專利目的
《燃煤鍋爐節能控制裝置》所要解決的技術問題旨在提供一種利用對流和負壓效應的作用力，從而降低引風機的使用功率，進而減少電能消耗的燃煤鍋爐節能控制裝置，以克服背景技術存在的缺陷。
技術方案
《燃煤鍋爐節能控制裝置》包括流速測定感測器、微機控制器、變頻器、引風機，流速測定感測器將測出的排煙道出氣通道的氣流流速信號傳給微機控制器，微機控制器受到氣流流速信號觸發而輸出數據信號給變頻器，由變頻器控制引風機的轉速，引風機的轉速變化對排煙道流速產生的變化信號又回到流速測定感測器，流速測定感測器由同軸機械轉動套輪和轉速電壓轉換器組成，同軸機械轉動套輪是在可轉動的軸桿前端設定帶有三個葉片的碗形風葉輪，後端設定矩形齒齒盤，軸桿上設有軸承，軸承兩端設有卡簧銷，兩軸承間設有惰性輪，轉速電壓轉換器由一個有切口的其上繞有線圈的環形磁鋼和單穩定時電路組成，同軸機械轉動套輪中的齒盤與轉速電壓轉換器中的環形磁鋼構成脈衝轉速發電機，單穩定時電路是由脈衝轉速發電機產生的電信號經電阻R1、電容C1並經穩壓二極體D2穩壓後輸入到NE-555積體電路的2腳，然後經NE-555積體電路的3腳輸出，其輸出一路是經電阻R5、電位器W2到電錶M，用以顯示其相應的電壓數值，另一路經電位器W1作為輸出轉速信號，電容C4為轉速信號的濾波電容。
改善效果
《燃煤鍋爐節能控制裝置》通過流速測定感測器將測出的排煙道出氣通道的氣流流速信號傳給微機控制器，微機控制器受到氣流流速信號觸發而輸出數據信號給變頻器，由變頻器控制引風機的轉速，引風機的轉速變化對排煙道流速產生的變化信號又回到流速測定感測器，從而構成按一個方向流動的循環控制迴路，使排煙道的流速保持穩定的狀態，使鍋爐排煙順暢，由於充分利用對流和風產生的負壓效應的作用力，不但會大大提高煤的熱量轉化率和利用效率，而且能夠降低引風機的電力消耗，達到節煤節電的目的。
附圖說明
圖1是《燃煤鍋爐節能控制裝置》的方框圖；
圖2是該發明中的同軸機械轉動套輪結構示意圖；
圖3是該發明中的轉速電壓轉換器的具體電路圖。
權利要求
1、《燃煤鍋爐節能控制裝置》其特徵在於：包括流速測定感測器、微機控制器、變頻器、引風機，流速測定感測器將測出的排煙道出氣通道的氣流流速信號傳給微機控制器，微機控制器受到氣流流速信號觸發而輸出數據信號給變頻器，由變頻器控制引風機的轉速，引風機的轉速變化對排煙道流速產生的變化信號又回到流速測定感測器，流速測定感測器由同軸機械轉動套輪和轉速電壓轉換器組成，同軸機械轉動套輪是在可轉動的軸桿前端設定帶有三個葉片的碗形風葉輪，後端設定矩形齒齒盤，軸桿上設有軸承，軸承兩端設有卡簧銷，兩軸承間設有惰性輪，轉速電壓轉換器由一個有切口的其上繞有線圈的環形磁鋼和單穩定時電路組成，同軸機械轉動套輪中的齒盤與轉速電壓轉換器中的環形磁鋼構成脈衝轉速發電機，單穩定時電路是由脈衝轉速發電機產生的電信號經電阻R1、電容C1並經穩壓二極體D2穩壓後輸入到NE-555積體電路的2腳，然後經NE-555積體電路的3腳輸出，其輸出一路是經電阻R5、電位器W2到電錶M，用以顯示其相應的電壓數值，另一路經電位器W1作為輸出轉速信號，電容C4為轉速信號的濾波電容。
實施方式
參照圖1，《燃煤鍋爐節能控制裝置》包括流速測定感測器1、微機控制器2、變頻器3、引風機4，這是一個按一個方向流動的循環控制裝置，流速測定感測器1將測出的排煙道出氣通道的氣流流速信號傳給微機控制器2，微機控制器2受到氣流流速信號觸發又會輸出一個控制變頻器3的數據信號，由變頻器3控制引風機4的轉速，引風機4的轉速變化又會使排煙道流速發生變化，從而影響到流速測定感測器1的轉速變化，其轉速變化又會傳給微機控制器2，這樣就形成了一個閉合的循環控制迴路，微機控制器為DD51-III型微機控制器，由長春市電力電子研究所生產，具有轉速顯示、變頻控制和時鐘控制。
參照圖2，同軸機械轉動套輪是在可轉動的軸桿9前端設定帶有三個葉片的碗形風葉輪10，後端設定齒盤5，軸桿9上設有軸承7作為軸承支架，軸承7兩端設有卡簧銷8，兩軸承間設有惰性輪6。
參照圖3，轉速電壓轉換器由一個有切口的其上繞有線圈12的環形磁鋼11和單穩定時電路組成，同軸機械轉動套輪中的齒盤5與轉速電壓轉換器中的環形磁鋼11構成脈衝轉速發電機，當同軸機械轉動套輪轉動時，安裝在套輪軸桿上的齒盤5會使環形磁鋼11切口的磁路斷續的被阻擋，磁場發生變化，線圈12便產生感應電動勢，感應電動勢的大小與齒盤轉速成正比。也就是說，齒盤的轉速是用相應的電信號加以顯示的。單穩定時基電路是由脈衝轉速發電機產生的電信號經電阻R1、電容C1並經穩壓二極體D2穩壓後輸入到NE-555積體電路IC的2腳，然後經NE-555積體電路的3腳輸出，其輸出一路是經電阻R5、電位器W2到電錶M，用以顯示其相應的電壓數值，另一路經電位器W1作為輸出轉速信號，電容C4為轉速信號的濾波電容。
該發明的自動控制是這樣實現的：無論是鍋爐剛剛燒火啟動，還是已經燒火多時；不管外界的風力多大，對流強弱如何，通過觀察鍋爐爐膛火勢的燃燒情況，反覆調節微機控制器，把引風機的轉速確定在最合適的狀態，這時爐膛的火苗應直立向上，爐膛內又不憋煙，此時引風機轉速即為該鍋爐的最佳引風數據，並把它固定下來，因為，此時的對流和負壓效應作用因素已經參與進來，當這二者任何一種因素髮生變化時，都會引起排煙的流速變化，流速測定感測器會測出流速的變化，通過微機控制器、變頻器直到控制引風機的轉速，使排煙道的流速保持穩定的狀態。當對流和負壓效應的作用力加大以後，必然會使引風機的功率降下來；而當對流和負壓效應的作用力減小時，引風機的轉速便會加快，仍然會使鍋爐的排煙順暢。
榮譽表彰
2016年9月，《燃煤鍋爐節能控制裝置》獲得第二屆吉林省專利獎優秀獎。
