[發(fā)明專利]天然氣燃燒器的燃燒監(jiān)控方法、裝置和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610133736.5
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN107178789B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 呂松軍;佰索德·科斯特林;唐仕云;佰恩德·普拉德
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F23N5/00
• 分類號: F23N5/00;F23N5/02
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李慧

本發(fā)明提供了一種天然氣燃燒器的燃燒監(jiān)控方法、裝置和系統(tǒng)。該方法通過獲取氣體分析儀對在進氣管道中取樣的天然氣的測量結(jié)果，根據(jù)預置的控制模型，確定與該測量結(jié)果相對應的控制信息，并對天然氣燃燒器的進氣管道中的天然氣流量進行調(diào)整。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對天然氣燃燒器的預控，降低了天然氣燃燒器燃燒的主要風險。

技術領域

本發(fā)明涉及燃燒器領域，尤其涉及一種天然氣燃燒器的燃燒監(jiān)控方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術

隨著天然氣中的氫含量的逐漸增多，天然氣變得越來越危險。與純凈的甲烷相比，氫氣的可燃范圍更高，當容積從4％到75％時均可燃，而甲烷是5％到15％，點火能量比甲烷小15倍，燃燒速度比甲烷高8倍，因此，其比甲烷更易爆炸。

對于在高氫氣含量狀態(tài)下，天然氣燃燒器的燃燒所潛在的主要風險是：

-由于氫氣高反應性而產(chǎn)生的逆燃(flash back)所造成的燃燒器過熱；

-由于氫氣更快速運動而產(chǎn)生的較天然氣燃燒不一樣的化學變化所導致的燃燒不穩(wěn)定性；

-由于氫氣更高的絕熱燃燒溫度所導致的氮氧化物排放的增加。

在現(xiàn)有技術中，通常通過在燃燒器的火焰出口處安裝熱電偶來進行溫度監(jiān)測，并基于所監(jiān)測到的溫度信號觸發(fā)不同的保護操作。這種方法僅能控制天然氣燃燒中的過熱風險，無法避免燃燒的不穩(wěn)定性以及氮氧化物排放的增加。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的一個實施例解決的問題之一是降低天然氣燃燒器燃燒的主要風險。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種天然氣燃燒器的燃燒監(jiān)控方法，其中，所述天然氣燃燒器與進氣管道相連接，所述進氣管道與天然氣燃燒控制系統(tǒng)相連接，所述天然氣燃燒控制系統(tǒng)包含氣體分析儀與燃燒控制器，所述方法包括：所述氣體分析儀從所述進氣管道中取樣，并對所取樣的天然氣進行分析，以獲取測量結(jié)果，其中，所述測量結(jié)果中包括所述天然氣中的氣體成分與對應的含量；所述氣體分析儀將所述測量結(jié)果發(fā)送至所述燃燒控制器；所述燃燒控制器將所述測量結(jié)果輸入到預置的控制模型中，以確定與所述測量結(jié)果相對應的控制信息，其中，所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應的含量相關；所述燃燒控制器根據(jù)所述控制信息，對所述天然氣燃燒器的進氣管道中的天然氣流量進行調(diào)整。

可選地，所述天然氣燃燒控制系統(tǒng)還包括動態(tài)傳感器、排放傳感器、溫度傳感器中的至少任一項，所述動態(tài)傳感器布置在所述天然氣燃燒器的燃燒室中，所述排放傳感器布置在所述天然氣燃燒器的下游，所述溫度傳感器布置在所述天然氣燃燒器上，所述燃燒監(jiān)控方法還包括：所述燃燒控制器獲取所述動態(tài)傳感器的動態(tài)信號、所述排放傳感器的排放信號、所述溫度傳感器的溫度信號中至少任意一個信號，以作為反饋信號；其中，所述燃燒控制器確定控制信息的步驟包括：所述燃燒控制器將所述測量結(jié)果以及所述反饋信號輸入到預置的控制模型中，以確定與所述測量結(jié)果與所述反饋信號相對應的控制信息，其中，所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應的含量以及所述反饋信號相關。

可選地，所述控制模型根據(jù)所述反饋信號進行實時調(diào)整。

可選地，所述預置的控制模型的控制邏輯還與所述傳感器的布置位置相關聯(lián)。

可選地，在一個所述天然氣燃燒器上所布置的每類傳感器包括一個或多個，其中，所述燃燒監(jiān)控方法還包括：若所布置的每類傳感器中的至少任意一個失效，則所述燃燒控制器觸發(fā)報警信息。

可選地，所述燃燒監(jiān)控方法還包括：所述燃燒控制器根據(jù)所述測量結(jié)果中的氣體成分與對應的含量，確定當前對應的風險等級；觸發(fā)與所述風險等級相對應的操作。

可選地，當所述燃燒控制器還獲取所述反饋信號時，所述確定風險等級的步驟包括：所述燃燒控制器根據(jù)所述測量結(jié)果中的氣體成分與對應的含量，結(jié)合所述反饋信號，確定當前對應的風險等級。