[發(fā)明專(zhuān)利]一種通過(guò)檢測(cè)火焰狀態(tài)調(diào)節(jié)富氧流量提高工業(yè)爐窯熱效率的方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2013-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103148509A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷振康;魏星
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥豐華燃燒技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F23N5/00
• 分類(lèi)號(hào): F23N5/00;F23L7/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過(guò)檢測(cè)火焰狀態(tài)調(diào)節(jié)富氧流量提高燃燒爐熱效率的方法，特別適用于已經(jīng)配備富氧助燃裝置的工業(yè)爐窯，提高其熱效率。

背景技術(shù)

當(dāng)今世界能源短缺，各類(lèi)化石能源價(jià)格大幅攀升，很多耗能大戶企業(yè)效益大大降低，嚴(yán)重束縛了企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，尤其是使用工業(yè)爐窯的企業(yè)現(xiàn)象更為明顯，因此提高能源利用率、降低能源消耗成為提高企業(yè)效益的必然之路。隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排越來(lái)越重視，已經(jīng)有許多企業(yè)配備了富氧助燃節(jié)能裝置。

目前隨著富氧助燃技術(shù)的推廣，相應(yīng)出現(xiàn)的問(wèn)題也越來(lái)越多：

1、只注重利用先進(jìn)的制氧技術(shù)獲得30％左右濃度的富氧氣體，代替部分助燃空氣以減少進(jìn)風(fēng)量，從而減少惰性氣體帶走的熱量，同時(shí)提高氧含量促進(jìn)燃燒從而達(dá)到節(jié)能；但并沒(méi)有充分利用這些富氧資源增加其熱輻射效率。

2、由于不同種類(lèi)的燃料燃燒時(shí)火焰閃爍頻率不同，每種火焰閃爍頻率下的火焰強(qiáng)度也不一樣，因而不同種類(lèi)的燃料燃燒時(shí)需要的富氧流量也不一樣，富氧助燃裝置不能根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)流量，很難達(dá)到預(yù)期的節(jié)能效果。

3、完全憑經(jīng)驗(yàn)匹配富氧流量是不合理的：燃燒是個(gè)非常復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程，與爐膛熱輻射及其分布是沒(méi)關(guān)聯(lián)的，因此靠肉眼觀察火焰和助燃風(fēng)機(jī)風(fēng)量去匹配富氧流量是不科學(xué)的，這樣往往會(huì)出現(xiàn)：1、富氧流量配置過(guò)大，造成客戶投資成本浪費(fèi)；2、富氧流量配置過(guò)小，達(dá)不到預(yù)期的節(jié)能效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)檢測(cè)火焰狀態(tài)調(diào)節(jié)富氧流量提高工業(yè)爐窯熱效率的方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)如下途徑實(shí)現(xiàn)的：一種通過(guò)檢測(cè)火焰狀態(tài)調(diào)節(jié)富氧流量提高工業(yè)爐窯熱效率的方法，該方法包括以下步驟：

A.光電信號(hào)轉(zhuǎn)換：使用光電傳感器將燃燒火焰光信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的燃燒火焰模擬量信號(hào)Q0；?

B.信號(hào)處理，包括以下子步驟：

a.對(duì)燃燒火焰模擬量信號(hào)Q0進(jìn)行信號(hào)放大、信號(hào)濾波處理，得到處理后信號(hào)Q1；

b.從信號(hào)Q1中分離出代表火焰閃爍頻率的交流信號(hào)Qa和代表火焰強(qiáng)度的直流信號(hào)Qb；?

c.對(duì)代表火焰閃爍頻率的交流信號(hào)Qa和代表火焰強(qiáng)度的直流信號(hào)Qb分別進(jìn)行運(yùn)算放大處理，得到運(yùn)算放大處理后對(duì)應(yīng)信號(hào)QA和QB，使QA和QB的量值在相同的數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)；

d.將QB轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集：得到時(shí)間序列火焰強(qiáng)度信號(hào)離散值?X?；

e.將QA轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，得到等間隔連續(xù)采樣值Qk；并進(jìn)行頻譜分析得到時(shí)間序列火焰閃爍頻率信號(hào)Y?；

C.信號(hào)分析與調(diào)節(jié)富氧流量，包括以下子步驟：

a.連續(xù)監(jiān)測(cè)火焰強(qiáng)度信號(hào)離散值X的變化，以及火焰閃爍頻率信號(hào)離散值的Y變化；

b.根據(jù)兩種信號(hào)的時(shí)間序列相關(guān)系數(shù)變化趨勢(shì)判斷火焰狀態(tài)：如果相鄰時(shí)間間隔內(nèi)的相關(guān)系數(shù)變化值ΔQt和ΔYt小于設(shè)定值，則判斷富氧含量不足，需要增加富氧流量；大于設(shè)定值，則判斷富氧含量過(guò)大，需要減少富氧流量。

作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，在所述C步驟中的b步驟中，ΔQt和ΔYt是否小于設(shè)定值。?

本發(fā)明一種通過(guò)檢測(cè)火焰狀態(tài)調(diào)節(jié)富氧流量提高工業(yè)爐窯熱效率的方法，根據(jù)不同種類(lèi)的燃料燃燒時(shí)需要的富氧量的不同，調(diào)節(jié)富氧流量，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。本發(fā)明避免了以往那種憑經(jīng)驗(yàn)判斷，匹配富氧流量的做法，造成客戶投資浪費(fèi)或達(dá)不到客戶預(yù)期的節(jié)能效果。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明一種通過(guò)檢測(cè)火焰狀態(tài)調(diào)節(jié)富氧流量提高工業(yè)爐窯熱效率的方法，包括光電信號(hào)轉(zhuǎn)換步驟、信號(hào)處理步驟、信號(hào)分析與富氧流量調(diào)節(jié)步驟。本實(shí)施例中，信號(hào)輸入步驟由對(duì)可見(jiàn)光波長(zhǎng)敏感的可見(jiàn)光光電傳感器將火焰信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的模擬量信號(hào)；信號(hào)處理步驟由硬件電路和置于單片機(jī)中的軟件程序完成；信號(hào)分析與富氧流量調(diào)節(jié)步驟由置于單片機(jī)中的軟件程序和PLC完成。?

該方法包括以下步驟：

A.光電信號(hào)轉(zhuǎn)換：使用光電傳感器將燃燒火焰光信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的燃燒火焰模擬量信號(hào)Q0；?

B.信號(hào)處理，包括以下子步驟：

a.對(duì)燃燒火焰模擬量信號(hào)Q0進(jìn)行信號(hào)放大、信號(hào)濾波處理，得到處理后信號(hào)Q1；

b.從信號(hào)Q1中分離出代表火焰閃爍頻率的交流信號(hào)Qa和代表火焰強(qiáng)度的直流信號(hào)Qb；?

c.對(duì)代表火焰閃爍頻率的交流信號(hào)Qa和代表火焰強(qiáng)度的直流信號(hào)Qb分別進(jìn)行運(yùn)算放大處理，得到運(yùn)算放大處理后對(duì)應(yīng)信號(hào)QA和QB，使QA和QB的量值在相同的數(shù)量級(jí)范圍內(nèi)；