一种注汽锅炉燃气泄漏与锅炉安全运行的控制系统

摘要

本发明实施例公开了一种注汽锅炉燃气泄漏与锅炉安全运行的控制系统，包括：主燃气体传感器、引燃气体传感器、炉膛气体传感器、现场气体PLC控制柜、现场锅炉参数PLC控制柜以及上位机。主燃气体传感器设置在主燃气路中，引燃气体传感器设置在引燃气路中，炉膛气体传感器设置在所述注汽锅炉炉膛内，现场气体PLC控制柜将主燃气路模拟电流、引燃气路模拟电流以及炉膛模拟电流转换为数字电流信号后传送给上位机。本发明实施例的注汽锅炉燃气泄露与锅炉安全运行的控制系统，实现了气体检测与锅炉运行的连锁控制，即在由天然气泄漏或故障没有排除的情况下，锅炉不允许启动操作，不能点火。同时，采用传感器控制，消除了锅炉控制滞后及耦合，提高了控制精度。

说明书

技术领域

本发明涉及石油热采领城，尤其涉及注汽锅炉燃气安全监测领域，具体 的讲是一种注汽锅炉燃气泄露与锅炉安全运行的控制系统。

背景技术

燃气锅炉房天然气泄漏除了因员工违章操作引起和自然及外力引起外， 主要有以下原因：

(1)室外埋地燃气管线泄漏。其原因有：施工质量不过关或管线腐蚀穿孔；

(2)室内燃气管线泄漏。其原因有：施工时施工质量不过关或长期运行管 线腐蚀；

(3)锅炉本体泄漏。其原因有：在燃气锅炉设计初期或安装时未按有关技 术要求施工（例如：如锅炉模式壁焊接不严）；施工完后未按有关技术要求 烘炉（例如锅炉升降温过快炉墙砖缝开裂密封不严）；燃气锅炉运行时振动 大，焊缝脱焊或造成炉墙保温层开裂；观火孔、防爆门、人孔门等关闭不严； 锅炉在运行时自动熄火等；

(4)燃烧器泄漏。其原因有：设计原因或安装调试不到位；燃烧器在长期 运行后，空燃比失调，使燃烧工况发生变化；

(5)控制、调节、测量等零部件及其连接部位泄漏。其原因有：这些部件 经常动作可能会造成开关不灵活、关闭不严，或由于锅炉运行过程中振动大 造成连接部位松动天然气泄漏，或由于控制、调节、测量等零部件质量差， 关闭不严漏气；或由于法兰、密封垫片、密封胶等老化造成泄漏。

然而，目前还没有专门针对用于热采注汽锅炉燃气泄漏与锅炉安全运行 的控制系统。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，提出一种针对热采注汽锅炉燃气泄漏与锅 炉安全运行的控制系统。

本发明实施例提供了一种注汽锅炉燃气泄漏与锅炉安全运行的控制系 统，包括：主燃气体传感器、引燃气体传感器、炉膛气体传感器、现场气体 PLC控制柜、现场锅炉参数PLC控制柜以及上位机；所述主燃气体传感器设 置在主燃气路中，用于根据所述主燃气路中的天然气浓度，生成主燃气路模 拟电流并传送给所述现场气体PLC控制柜；所述引燃气体传感器设置在引燃 气路中，用于根据所述引燃气路中的天然气浓度，生成引燃气路模拟电流并 传送给所述现场气体PLC控制柜；所述炉膛气体传感器设置在所述注汽锅炉 炉膛内，用于根据所述注汽锅炉炉膛内的天然气浓度，生成炉膛模拟电流并 传送给所述现场气体PLC控制柜；所述现场气体PLC控制柜将所述的主燃气 路模拟电流、引燃气路模拟电流以及炉膛模拟电流转换为数字电流信号后传 送给所述上位机，所述上位机根据所述数字电流信号，生成电流控制数字信 号，并回传给所述现场气体PLC控制柜，所述现场气体PLC控制柜将所述电 流控制数字信号转换为电流控制模拟信号后，控制所述主燃气路、引燃气路 以及炉膛内的气阀开关；所述现场气体PLC控制柜还将所述主燃气路模拟电 流、引燃气路模拟电流以及炉膛模拟电流发送给所述现场锅炉参数PLC控制 柜，所述现场锅炉参数PLC控制柜将所述主燃气路模拟电流、引燃气路模拟 电流、炉膛模拟电流以及获取的注汽锅炉的锅炉参数转换为锅炉数字信号后 传送给所述上位机，所述上位机根据所述锅炉数字信号生成锅炉控制数字信 号，并回传给所述现场锅炉参数PLC控制柜，所述现场锅炉参数PLC控制柜 将所述锅炉控制数字信号转换为锅炉控制模拟信号后，控制所述注汽锅炉的 启动与关闭。

优选地，所述控制系统还包括打印机，连接所述上位机，用于打印上传 至所述上位机的电流信号及锅炉参数。

优选地，所述主燃气体传感器、引燃气体传感器、炉膛气体传感器传送 的模拟电流为4-20mA。

优选地，所述控制系统还包括燃气压力传感器，安装在所述注汽锅炉的 天然气进气口，用于检测燃气压力变化，保证所述注汽锅炉的安全运行。

优选地，所述控制系统还包括燃气流量传感器，安装在所述注汽锅炉的 天然气进气口，用于检测燃气流量，计算燃气单耗。

优选地，所述控制系统还包括鼓风机，设置在所述注汽锅炉的炉膛内， 当所述主燃气体传感器、引燃气体传感器、炉膛气体传感器检测到有天然气 泄漏时，所述现场气体PLC控制柜控制所述鼓风机开启进行吹扫。

优选地，所述主燃气体传感器、引燃气体传感器、炉膛气体传感器分别 为一个或多个，设置在选中的检测点处。

本发明实施例的注汽锅炉燃气泄露与锅炉安全运行的控制系统，实现了 气体检测与锅炉运行的连锁控制，即在由天然气泄漏或故障没有排除的情况 下，锅炉不允许启动操作，不能点火。同时，采用传感器控制，消除了锅炉 控制滞后及耦合，提高了控制精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不 付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的注汽锅炉燃气泄漏与锅炉安全运行的控制系统的 结构示意图；

图2为本发明实施例的主燃气体传感器101、引燃气体传感器102、炉膛 气体传感器103在锅炉气路中的设置位置示意图；

图3为本发明的注汽锅炉燃气泄漏与锅炉安全运行的控制系统的另一实 施例的结构示意图；

图4为本发明的注汽锅炉燃气泄漏与锅炉安全运行的控制系统的又一实 施例的结构示意图。

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。

图1为本发明实施例的注汽锅炉燃气泄漏与锅炉安全运行的控制系统的 结构示意图。如图所示，本实施例的控制系统包括：主燃气体传感器101、引 燃气体传感器102、炉膛气体传感器103、现场气体PLC控制柜104、现场锅 炉参数PLC控制柜105以及上位机106。图2为本发明实施例的主燃气体传 感器101、引燃气体传感器102、炉膛气体传感器103在锅炉气路中的设置位 置示意图。

参照图1及图2，本实施例的主燃气体传感器101设置在如图2所示的主 燃气路中，用于根据所述主燃气路中的天然气浓度，生成主燃气路模拟电流 并传送给所述现场气体PLC控制柜104；所述引燃气体传感器102设置在如 图2所示的引燃气路中，用于根据所述引燃气路中的天然气浓度，生成引燃 气路模拟电流并传送给所述现场气体PLC控制柜104；所述炉膛气体传感器 103设置在所述注汽锅炉炉膛内，用于根据所述注汽锅炉炉膛内的天然气浓 度，生成炉膛模拟电流并传送给所述现场气体PLC控制柜104。在本实施例 中，所述主燃气体传感器101、引燃气体传感器102、炉膛气体传感器103传 送的模拟电流为4-20mA。

所述现场气体PLC控制柜104将所述的主燃气路模拟电流、引燃气路模 拟电流以及炉膛模拟电流转换为数字电流信号后传送给所述上位机106，所述 上位机106根据所述数字电流信号，生成电流控制数字信号，并回传给所述 现场气体PLC控制柜104，所述现场气体PLC控制柜104将所述电流控制数 字信号转换为电流控制模拟信号后，控制所述主燃气路、引燃气路以及炉膛 内的气阀开关。当检测到有天然气泄漏时，关闭或关小所述主燃气路、引燃 气路以及炉膛内的进气开关，以阻止在漏气的情况下继续进入燃气。

所述现场气体PLC控制柜104还将所述主燃气路模拟电流、引燃气路模 拟电流以及炉膛模拟电流发送给所述现场锅炉参数PLC控制柜105，所述现 场锅炉参数PLC控制柜105将所述主燃气路模拟电流、引燃气路模拟电流、 炉膛模拟电流以及获取的注汽锅炉的锅炉参数转换为锅炉数字信号后传送给 所述上位机106，所述上位机106根据所述锅炉数字信号生成锅炉控制数字信 号，并回传给所述现场锅炉参数PLC控制柜105，所述现场锅炉参数PLC控 制柜105将所述锅炉控制数字信号转换为锅炉控制模拟信号后，控制所述注 汽锅炉的启动与关闭。因此，在本发明实施例中，可以实现气体检测与锅炉 运行的连锁控制，即在由天然气泄漏或故障没有排除的情况下，锅炉不允许 启动操作，不能点火。同时，采用传感器控制，消除了锅炉控制滞后及耦合， 提高了控制精度。

在本实施例中，所述主燃气体传感器101、引燃气体传感器102、炉膛气 体传感器103可以为一个，也可以为多个，设置在选中的锅炉气路中的检测 点处。所选用的检测点需要根据实际情况确定，最好是能覆盖整个气路。如 图2所示，在所述注汽锅炉的炉膛内还设置有鼓风机110，当所述主燃气体传 感器101、引燃气体传感器102、炉膛气体传感器103检测到有天然气泄漏时， 所述现场气体PLC控制柜104控制所述鼓风机110开启进行吹扫。

在另一实施例中，如图3所示，所述控制系统还包括打印机107，连接所 述上位机106，用于打印上传至所述上位机的电流信号及锅炉参数，以便于工 作人员查询。在另一实施例中，如图4所示，所述控制系统还包括燃气压力 传感器108及燃气流量传感器109，分别安装在所述注汽锅炉的天然气进气口， 用于检测天然气压力与流量，以保证所述注汽锅炉的安全平稳运行。现场锅 炉参数控制PLC控制柜105获取的锅炉参数包括锅炉进气口处的天然气压力 与流量参数。

本发明实施例的注汽锅炉燃气泄露与锅炉安全运行的控制系统，实现了 气体检测与锅炉运行的连锁控制，即在由天然气泄漏或故障没有排除的情况 下，锅炉不允许启动操作，不能点火。同时，采用传感器控制，消除了锅炉 控制滞后及耦合，提高了控制精度。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了 进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已， 并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任 何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。