[發明專利]智能動態燃燒氣氛控制儀

有效

• 申請號: 201210157731.8
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN102654286A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 吳軍方;陸彬;侯峻巍;高建勛
• 申請（專利權）人: 無錫龍山科技有限公司
• 主分類號: F23N1/02
• 分類號: F23N1/02
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 殷紅梅

技術領域

本發明涉及一種智能動態燃燒氣氛控制儀，應用于各類燃燒爐。

背景技術

節能與環保是相互關聯的兩個不同視角，能耗大一般污染也重，在燃化石燃料的加熱爐上，節能與環保指標很大程度上與燃燒是否充分有直接關系，尤其是一些鋼鐵廠的大型加熱爐，所用燃料的熱值、壓力波動較大，而常用的控制系統通常將燃料熱值作為一個給定值，而不是實際測出的值，即使有些系統采用了在線的熱值儀，也由于所測參數的滯后和測量精度太低，所得到的熱值數據也無法較精確的用于控制，對于鋼鐵廠的加熱爐而言，爐內燃燒氣氛的控制非但影響到節能和環保，對產品質量和成材率的影響所造成的經濟損失可能更大。

目前燃化石燃料的燃燒系統空燃比的控制采用如圖1所示的前置式空燃比控制模式。

1.按燃料理論空燃比給定值控制。

在線檢測各控制段的空氣、煤氣的瞬時流量，當煤氣量發生變化時，空氣量按以下公式的計算值隨動，熱值變化時誤差較大。

Q_空氣?=α×Q_煤氣×K_{理論空燃比}（通常α取1.00～1.05）。

其中，Q_空氣表示空氣的流量，α表示空氣過剩系數，Q_煤氣表示煤氣的流量，K_{理論空燃比}表示理論空燃比。

2.采用熱值儀在線檢測給定值控制

在線檢測煤氣熱值，并實時計算空燃比K瞬時，同時檢測各控制段的空氣、煤氣的瞬時流量，當煤氣量發生變化時，空氣量按以下公式的計算值隨動，消除因熱值變化所帶來的誤差。

Q_空氣?=α×Q_煤氣×K_瞬時（通常α取1.00～1.05）。

其中，K_瞬時表示瞬時空燃比。

上述模式可以稱為一種前置式控制模式，是一種很粗放的控制方式，主要是因為燃料熱值的給定不是實際的值，即使是裝有在線燃料熱值檢測儀，其測量值的精度和實時性也不夠精確，加上流量計的誤差和控制軟件的響應誤差，最終的空燃比控制精度非常粗放。

有些要求較高的燃燒控制系統在煙氣管道上設有在線煙氣分析儀，檢測煙氣中的殘氧量和一氧化碳含量，但一般都只是檢測、顯示一下數值而已，都不參與實時空燃比自動控制，因此仍屬前置式控制模式。

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發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種智能動態燃燒氣氛控制儀，通過對加熱爐、鍋爐等燃燒設備中煙氣成份的在線實時綜合檢測與分析，智能動態地調節空燃比，克服因燃料的熱值、壓力波動干擾，從而實現實時地自動調節空燃比，精確控制燃燒氣氛。

按照本發明提供的技術方案，所述智能動態燃燒氣氛控制儀包括：設置于燃燒爐現場的可燃物含量檢測儀、殘氧量分析儀、煙氣溫度檢測儀、PLC及觸摸屏，所述PLC的輸入端連接可燃物含量檢測儀、殘氧量分析儀、煙氣溫度檢測儀，PLC的輸出端連接空氣流量調節閥；實時采集到煙氣中的可燃物含量、殘氧量和煙氣溫度信號送入PLC，由PLC根據設定參數進行計算、比較、分析，然后提示燃燒氣氛狀況，并控制空氣流量調節閥實施自動調節空燃比，精確控制燃燒氣氛；通過所述觸摸屏設定燃燒種類、控制模式、控制參數和報警參數，PLC根據設定參數進行自動檢測和控制；整個燃燒過程的檢測參數、設定參數和反饋參數均在觸摸屏上予以顯示。

所述PLC連接現場的主控計算機系統，通過觸摸屏調取工作過程和參數的歷史記錄。

所述檢測參數包括：實測煙氣中的溫度、一氧化碳含量、氧含量，所述設定參數包括：一氧化碳含量設定和氧含量設定，所述反饋參數包括：空氣流量調節閥的實際閥位信號和實際空燃比。

本發明的優點是：通過對加熱爐、鍋爐等燃燒設備中煙氣成分的可燃物含量、殘氧量和煙氣溫度的測量、分析，智能動態地調節助燃空氣的流量，克服因燃料的熱值、壓力波動干擾，從而實現了實時地自動調節空燃比，精確控制燃燒氣氛。該產品是在線、連續、高速控制各種燃燒氣氛的理想設備，可廣泛應用于冶金、化工、電力等行業的各種加熱爐、鍋爐等。

附圖說明

圖1是前置式空燃比控制流程示意圖。

圖2是后置式空燃比控制流程示意圖。

圖3是空燃比動態曲線示意圖。

圖4是本發明的系統結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施案例對本發明作進一步說明。