[發(fā)明專利]一種無(wú)焰燃燒器的控制系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110275323.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN113048479A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖艷芬;林濤;楊栩聰;陳順凱;張曼玉;馬曉茜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F23D14/46
• 分類號(hào): F23D14/46;F23D14/66;F23D14/64
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚(yáng)鵬

本發(fā)明公開了一種無(wú)焰燃燒器的控制系統(tǒng)及控制方法，其中系統(tǒng)包括：預(yù)熱器，用于為燃料和空氣進(jìn)行預(yù)熱；燃料組分檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)燃料的組分信息；煙氣濃度檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)煙氣的氧含量濃度和氮化物濃度；溫度檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)燃燒室的溫度信息，以及檢測(cè)燃燒室尾部無(wú)焰燃燒區(qū)的溫度；控制模塊，用于根據(jù)燃料的組分信息進(jìn)行燃料熱值分析，根據(jù)檢測(cè)到的溫度信息和煙氣的氧含量濃度獲取控制信息；氣體質(zhì)量流量控制器，用于根據(jù)控制信息控制通道中輸出氣體的質(zhì)量和流量。本發(fā)明在熱解氣源頭檢測(cè)燃料的組分信息，計(jì)算出燃料的熱值，得到規(guī)定熱負(fù)荷下的燃料流量，實(shí)現(xiàn)寬熱值的效果，滿足不同燃料組分的情況，可廣泛應(yīng)用于燃料燃燒器技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃料燃燒器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)焰燃燒器的控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

氣體燃燒方式有擴(kuò)散燃燒和預(yù)混燃燒，兩者均為火焰燃燒。火焰燃燒的致命缺點(diǎn)是燃燒物質(zhì)在自由基參與下的氧化反應(yīng)，存在可見光的形式釋放能量，造成能量利用率低；另外，空氣中的氮?dú)鈪⑴c燃燒反應(yīng)形成毒性污染物NOx，低的燃燒效率產(chǎn)生可觀的未完全燃燒的HC和CO，排入大氣會(huì)造成環(huán)境污染。無(wú)焰燃燒是解決氣體燃料燃燒不完全、熱效率低、CO排放濃度高等問題的有效途徑之一。但傳統(tǒng)的無(wú)焰燃燒器主要通過催化，解決低效和高排放的燃燒問題、或針對(duì)一定熱值范圍的燃料進(jìn)行設(shè)計(jì)，或增加空氣預(yù)熱器進(jìn)行預(yù)熱以提高燃燒效率等，這樣的燃燒器燃料適用范圍窄，適用領(lǐng)域單一，不適用于城鎮(zhèn)生活垃圾、陳腐垃圾及工業(yè)固體廢棄物組分復(fù)雜的熱解氣燃燒需求。存在燃燒不穩(wěn)定、燃燒不充分等安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為至少一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)焰燃燒器的控制系統(tǒng)及控制方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種無(wú)焰燃燒器的控制系統(tǒng)，包括：

預(yù)熱器，用于為燃料和空氣進(jìn)行預(yù)熱；

燃料組分檢測(cè)模塊，設(shè)置在所述預(yù)熱器的前端，用于檢測(cè)燃料的組分信息；

煙氣濃度檢測(cè)模塊，設(shè)置在燃燒器的末端，用于檢測(cè)煙氣的氧含量濃度和氮化物濃度；

溫度檢測(cè)模塊，設(shè)置在燃燒器的中部，用于檢測(cè)燃燒室的溫度信息，以及檢測(cè)燃燒室尾部無(wú)焰燃燒區(qū)的溫度；

控制模塊，用于根據(jù)燃料的組分信息進(jìn)行燃料熱值分析，根據(jù)檢測(cè)到的溫度信息和煙氣的氧含量濃度獲取控制信息，以及控制預(yù)熱器的工作狀態(tài)；

氣體質(zhì)量流量控制器，設(shè)置在燃料通道和空氣通道上，用于根據(jù)控制信息控制通道中輸出氣體的質(zhì)量和流量。

進(jìn)一步，所述控制系統(tǒng)還包括：

空氣引射器，設(shè)置在空氣通道的末端，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的角度和噴速度噴射空氣；

燃料引射器，設(shè)置在燃料通道的末端，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的角度和噴速度噴射燃料。

進(jìn)一步，引射器的頭部噴嘴的大小可調(diào)，且頭部噴嘴可軸向旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步，所述頭部噴嘴為帶有直管的錐形噴口，所述錐形噴口的內(nèi)徑小于或等于所述直管的內(nèi)徑的五分之一。

進(jìn)一步，燃料的噴速度范圍為10～30m/s，空氣的噴速度范圍為100～200m/s。

進(jìn)一步，所述燃燒室的溫度范圍為1000℃-1400℃。

進(jìn)一步，燃料組分包括H₂、CH₄、C₂和CO。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是：

一種無(wú)焰燃燒器的控制方法，包括以下步驟：

根據(jù)燃料的組分信息獲取燃料熱值；