[發明專利]燃油燃氣鍋爐空燃比自動控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202111054704.3
• 申請日: 2021-09-09
• 公開（公告）號: CN113915601A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 張亮;寧建平;李文剛;郭國清;王志峰
• 申請（專利權）人: 中國五環工程有限公司
• 主分類號: F22B35/00
• 分類號: F22B35/00;F23N1/02;F23N5/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔;張繼巍

1.一種燃油燃氣鍋爐空燃比自動控制系統，其特征在于：包括燃油燃氣鍋爐(101)、安裝在所述燃油燃氣鍋爐(101)出口的蒸汽流量變送器(111)、安裝在燃油燃氣鍋爐(101)煙道中的氧量分析儀(106)、與燃油燃氣鍋爐(101)中燃燒器(102)進風口相連的空氣管道(113)、與燃油燃氣鍋爐(101)中燃燒器(102)進料口相連的燃料管道(112)、布置在燃料管道(112)上的燃料調節閥(105)及依次布置在空氣管道(113)上的風機入口風門(104)和送風機(103)，以及燃燒器管理系統(108)；蒸汽流量變送器(111)與燃燒器管理系統(108)相連，通過燃燒器管理系統(108)控制燃料調節閥(105)的開度及風機入口風門(104)的開度；氧量分析儀(106)與燃燒器管理系統(108)相連，通過燃燒器管理系統(108)調節風機入口風門(104)開度。

2.根據權利要求1所述燃油燃氣鍋爐空燃比自動控制系統，其特征在于：所述燃油燃氣鍋爐(101)出口安裝有蒸汽壓力變送器(107)，蒸汽壓力變送器(107)與燃燒器管理系統(108)相連，通過燃燒器管理系統(108)控制燃料調節閥(105)的開度及風機入口風門(104)的開度。

3.根據權利要求1所述燃油燃氣鍋爐空燃比自動控制系統，其特征在于：所述空氣管道(113)上布置有空氣流量計(110)，所述燃料管道(112)上布置有燃料流量計(109)，燃料流量計(109)和空氣流量計(110)均與燃燒器管理系統(108)相連，通過燃燒器管理系統(108)調整燃料調節閥(105)的開度及風機入口風門(104)開度。

4.一種如權利要求1所述燃油燃氣鍋爐空燃比自動控制系統的控制方法，其特征在于：所述控制方法如下：

1)根據燃油燃氣鍋爐(101)出口的蒸汽流量變送器(111)獲得蒸汽流量測量值FT₁并傳送至燃燒管理系統(108)；

并在燃燒管理系統(108)中預設每噸蒸汽所需化學燃料消耗量Bi和單位燃料所需空氣量Lair；

2)燃燒管理系統(108)根據蒸汽流量測量值FT₁和每噸蒸汽所需化學燃料消耗量Bi，計算實際燃料流量Vfuel＝Bi×FT₁；燃燒管理系統(108)根據實際燃料流量Vfuel控制燃料調節閥(105)的開度；

燃燒管理系統(108)根據單位燃料所需空氣量Lair和每噸蒸汽所需化學燃料消耗量Bi計算正常燃燒空氣流量V_C-air＝Vfuel×Lair，燃燒管理系統(108)根據正常燃燒空氣流量V_C-air控制風機入口風門(104)的開度；

3)氧量分析儀(106)測得的煙氣中氧含量作為前饋數據送至燃燒管理系統(108)用于修正單位燃料所需空氣量Lair，通過公式V_C-air＝Vfuel×Lair重新計算獲得修正后的正常燃燒空氣流量；燃燒管理系統(108)根據修正后的正常燃燒空氣流量風機入口風門(104)的開度。

5.根據權利要求4所述燃油燃氣鍋爐空燃比自動控制系統的控制方法，其特征在于：所述控制方法還包括：燃料流量計(109)和空氣流量計(110)作為反饋信號再送回燃燒管理系統(108)中用于調節燃料調節閥(105)的開度和風機入口風門(104)的開度。

6.根據權利要求4所述燃油燃氣鍋爐空燃比自動控制系統的控制方法，其特征在于：所述步驟1)中，燃燒管理系統(108)手動輸入燃油燃氣鍋爐(101)運行所需的蒸汽流量輸入值，根據蒸汽流量輸入值計算實際燃料流量。

7.根據權利要求4所述燃油燃氣鍋爐空燃比自動控制系統的控制方法，其特征在于：所述步驟2)中，實際燃燒中需要考慮過量空氣系數λ，實際燃燒空氣流量V_C-air,FARC＝V_Cc-air×λ。

8.根據權利要求1所述燃油燃氣鍋爐空燃比自動控制系統的控制方法，其特征在于：所述燃油燃氣鍋爐(101)出口安裝有蒸汽壓力變送器(107)，根據燃油燃氣鍋爐(101)出口的蒸汽壓力變送器(107)獲得蒸汽壓力測量值并傳送至燃燒管理系統(108)，用蒸汽壓力測量值表征蒸汽流量的變化，通過PID運算，計算出燃料流量及空氣流量變化，并通過PID調節器，輸出燃料流量及空氣流量變化信號分別至燃料流量調節閥和風機入口風門。