《電子技術(shù)應(yīng)用》
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PLC在高溫空氣發(fā)生器控制中的應(yīng)用
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摘要: 摘要:生物質(zhì)高溫空氣氣化技術(shù)是燃料利用和能源供應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)的一項高新技術(shù),,對提高資源利用率、緩解能源危機和改善環(huán)境質(zhì)量具有重要意義,。四通閥的周期切換是高溫空氣發(fā)生器正常工作的關(guān)鍵,,本文介紹采用可編程序控制器(HLC)實現(xiàn)四通閥周期切換的控制方案,。
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摘要: 生物質(zhì)高溫空氣氣化技術(shù)是燃料利用和能源供應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)的一項高新技術(shù),對提高資源利用率、緩解能源危機和改善環(huán)境質(zhì)量具有重要意義,。四通閥的周期切換是高溫空氣發(fā)生器正常工作的關(guān)鍵,,本文介紹采用可編程序控制器(HLC)實現(xiàn)四通閥周期切換的控制方案

關(guān)鍵詞: 生物質(zhì)氣化 空氣發(fā)生器 PLC 四通閥

1 簡介
  生物質(zhì)高溫空氣氣化技術(shù)是燃料利用和能源供應(yīng)領(lǐng)域內(nèi)的一項高新技術(shù),,對提高資源利用率,、緩解能源危機和改善環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。生物質(zhì)高溫空氣氣化系統(tǒng)主要由高溫空氣預熱器,、卵石床氣化器,、余熱鍋爐、氣體濕式凈化裝置,、汽輪機等動力供應(yīng)裝置及空氣壓縮機等輔助裝置組成,。高溫低氧彌散燃燒為核心技術(shù)的高溫空氣發(fā)生器是生物質(zhì)高溫空氣氣化技術(shù)研究實驗研究系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一,其主要功能是產(chǎn)生溫度為800-1500℃的空氣,。四通閥的周期切換是高溫空氣發(fā)生器正常工作的關(guān)鍵,,本文介紹采用可編程序控制器(HLC)實現(xiàn)四通閥周期切換的控制方案。

2 高溫空氣發(fā)生器的組成及工作原理
  高溫空氣發(fā)生器是獲得高溫空氣的關(guān)鍵設(shè)備,,其關(guān)鍵技術(shù)在于采用了一對蜂窩陶瓷蓄熱體,,該蓄熱體具有比表面積大、傳熱性能好,、阻力小,、能實現(xiàn)極限余熱回收等特點,是一種緊湊的高效換熱器,。高溫空氣發(fā)生器主要由燃燒室,、燃燒器、蓄熱室,、四通閥,、鼓風機及排煙機組成,其中燃燒室,、燃燒器,、蓄熱室各兩個,呈左右對稱布置,。高溫空氣發(fā)生器工作原理如圖1所示,。

  高溫空氣發(fā)生器工作時,燃料在A側(cè)燃燒室內(nèi)燃燒,,產(chǎn)生1300℃左右的高溫煙氣,,高溫煙氣通過蓄熱室時,與蜂窩陶瓷蓄熱體進行熱交換,,蓄熱體被加熱,,煙氣則冷卻到120℃左右經(jīng)四通閥排人大氣中,;與此同時,常溫空氣經(jīng)四通閥后進入B側(cè)的蓄熱室,,吸收蓄熱室內(nèi)高溫蓄熱體中的熱量,,迅速升溫到1000℃以上,,加熱后的高溫空氣分成兩部分,,其中大部分輸入到卵石床氣化器中作氣化劑,另一部分用于A側(cè)燃燒室燃氣的燃燒,。經(jīng)過一段時間后進行切換,,B側(cè)燃燒,A側(cè)產(chǎn)生高溫空氣,,切換周期為15~30s,。通過這種交替運行方式,實現(xiàn)極限余熱回收和燃燒空氣的高溫預熱,。


3 控制方案
  四通閥的周期切換是高溫空氣發(fā)生器正常工作的關(guān)鍵,,四通閥的切換采用齒輪齒條擺動氣缸驅(qū)動,由壓縮空氣推動氣缸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩,,使四通閥在 1-1,,2-2位置之間進行切換,壓縮空氣則由電磁閥S1進行控制,;A,,B兩側(cè)燒嘴燃氣和空氣由電磁閥S2-S5進行控制,其控制系統(tǒng)如圖1所示,。

3.1 控制要求

  根據(jù)工藝要求,,四通閥切換的同時,要求A,,B兩側(cè)的燒嘴燃氣和空氣同步切換,,當系統(tǒng)啟動時,四通閥在1-1位置時,,A側(cè)燃燒,,B側(cè)產(chǎn)生高溫空氣;為了保證高溫空氣清潔,,盡可以能減少空氣中含煙量,,燃氣閥應(yīng)先關(guān)閉,四通閥切換的同時另一側(cè)點火燃燒,;因此,,設(shè)計燃料閥供氣時間為28s,四通閥的切換時間為 30s,。A側(cè)燒嘴28s后關(guān)閉,,2s后四通閥切換到2-2位置,,B側(cè)開始燃燒,A側(cè)產(chǎn)生高溫空氣,;B側(cè)燒嘴28s后關(guān)閉,,2s后四通閥切換到1-1位置,A側(cè)開始燃燒,,并重復上述過程,,四通閥和燃料閥切換工作時序如圖2所示。


3.2 PLC的選擇

  由于四通閥的切換控制是一個小型的邏輯控制系統(tǒng),,沒有特殊的要求,,因此選用一般小型PLC就可滿足控制要求,其控制接線如圖3所示,。根據(jù)控制功能要求和I/0端子編號編制的四通閥切換控制梯形圖如圖4所示,。


3.3 工作過程

  當起動開關(guān)合上時,X400接點接通,,Y430線圈得電,,電磁閥S1打開,四通閥切換至1-1位置,;Y431線圈得電,,電磁閥S2,S4打開,,高溫空氣發(fā)生器A側(cè)點火燃燒,。與此同時,Y431常開觸點閉合,,T552開始計時,,28s后T552常閉觸點打開,Y431線圈失電,,電磁閥S2,,S4關(guān)閉,A 側(cè)停止燃燒,。30s后,,T551的常閉觸點打開,T550常閉觸點打開,,線圈Y430失電,,電磁閥S1關(guān)閉,四通閥切換至2-2位置,;Y430常開觸點閉合,,Y432線圈接通,電磁閥S3,,S5打開,,B側(cè)點火燃燒,;同時Y432常開觸點閉合,巧52開始計時,,28s后T552常閉觸點打開,,Y432線圈失電,電磁閥S3,,S5關(guān)閉,,B側(cè)停止燃燒。30s后完成一個循環(huán)過程,,并周而復始地重復上述過程,。其控制命令程序如表1所示。


  如果發(fā)生A,、B兩側(cè)同時點火,這時Y433線團接通,,產(chǎn)生報警,,作緊急處理。

4 結(jié)論
  該實驗系統(tǒng)已進行了冷態(tài)實驗,,運行結(jié)果表明,,四通閥和燃料閥的切換控制能按工藝要求進行,系統(tǒng)運行正常,。隨著研究工作的進一步深入,,對高溫空氣發(fā)生器檢測、控制的研究將更加深入和完善,,并最終實現(xiàn)高溫空氣發(fā)生器的計算機控制,。

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