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专利号: 2018103318090
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种热风炉燃烧自动控制系统,包括燃料出口管(13)上设有的燃料流量检测装置(132)和燃料调节阀(134),助燃气管(21)上设有的助燃气流量检测装置(211)和助燃气调节阀(212),其特征在于,还包括燃料分析仪(133),在热风炉(3)上部内壁上设有温度传感器(31),燃料出口管(13)和助燃气管(21)均与燃烧器(2)连通,燃烧器(2)与热风炉(3)连通,所述的温度传感器(31)、燃料流量检测装置(132)、助燃气流量检测装置(211)和燃料分析仪(133)均与控制器输入端连接,控制器输出端与燃料调节阀(134)和助燃气调节阀(212)连接。

2.根据权利要求1所述的一种热风炉燃烧自动控制系统,其特征在于,沿燃料输送方向上,一端与燃烧器(2)入口连通的燃料出口管(13)上依次设有燃料分析仪(133)、燃料流量检测装置(132)和燃料调节阀(134),燃料出口管(13)另一端与煤气柜(1)出口连通,所述煤气柜(1)入口与燃料入口管(12)连通。

3.根据权利要求2所述的一种热风炉燃烧自动控制系统,其特征在于,还包括燃料压力检测装置(131),沿燃料流动方向,所述的燃料压力检测装置(131)分别位于煤气柜(1)出口处和燃烧器入口处的燃料出口管(13)上,所述的燃料压力检测装置(131)与控制器输入端连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种热风炉燃烧自动控制系统,其特征在于,还包括阀门开度传感器(135),在助燃气调节阀(212)与燃烧器(2)入口连通的助燃气管(21)上设有所述的阀门开度传感器(135),在燃料调节阀(134)与燃烧器(2)入口连通的燃料出口管(13)上也设有所述的阀门开度传感器(135),阀门开度传感器(135)与控制器输入端连接。

5.根据权利要求1-3任一项所述的一种热风炉燃烧自动控制系统,其特征在于,与热风炉(3)连通的废气管(32)上设有氧含量分析仪(321)和温度传感器(31),所述的温度传感器(31)和氧含量分析仪(321)均与控制器输入端连接。

6.根据权利要求5所述的一种热风炉燃烧自动控制系统,其特征在于,热风炉(3)入口与燃烧器(2)出口连通,在热风炉(3)上部内壁上均匀分布有多个温度传感器(31),温度传感器(31)与控制器输入端连接。

7.根据权利要求5所述的一种热风炉燃烧自动控制系统,其特征在于,所述的助燃气流量检测装置(211)和助燃气调节阀(212)均位于助燃气管(21)上,助燃气管(21)一端与助燃气柜连通,助燃气管(21)另一端与燃烧器(2)入口连通。

8.一种热风炉燃烧自动控制方法,其特征在于:

A、构建权利要求1所述的一种热风炉燃烧自动控制系统,打开燃料分析仪(133),燃料分析仪(133)检测的燃料组分和热值数据实时传送给控制器,控制器根据空燃比模型实时计算确定燃料充分燃烧所需要的燃料流量和助燃气流量的理想比值x,根据阀门的流量特性,从而确定燃料调节阀(134)和助燃气调节阀(212)的开度比z;

B、燃烧初期:

B1、先打开助燃气调节阀(212),增大助燃气流量,开度为10%-15%,延时5-10s;再根据燃料调节阀(134)和助燃气调节阀(212)的开度比z,控制器调节燃料调节阀(134)的开度,延时5-10s;

B2、增大助燃气调节阀(212)开度,与此同时,按照控制器计算得到的开度比z,实时调节燃料调节阀(134)开度,直到助燃气调节阀(212)开度或燃料调节阀(134)开度到达最大时为止;

烟气含氧量调节:

与上述内容同时,热风炉(3)上的温度传感器(31)检测热风炉(3)拱顶温度并传输给控制器,与设定的拱顶温度相比较,在未达到预期拱顶温度期间,检测烟气含氧量为y,理想的烟气含氧量范围为a-b;

若y<(a+b)/2,则关小燃料调节阀(134)开度,同时控制器根据开度比z,调节助燃气调节阀(212)开度;或增大助燃气调节阀(212)开度,同时控制器根据开度比z,调节燃料调节阀(134)开度;若y>(a+b)/2,则关小助燃气调节阀(212)开度或者开度保持不变,同时控制器根据开度比z,调节燃料调节阀(134)开度;或增大燃料调节阀(134)开度,同时控制器根据开度比z,同时调节助燃气调节阀(212)开度;

C、蓄热期

在达到预期拱顶温度之后,进入蓄热器,在保证拱顶温度不变的情况下,依据控制器检测烟气温度,计算得到的烟气温升速率的快慢,来调整助燃气调节阀(212)开度或燃料调节阀(134)开度,如果温升速率快,则关小燃料调节阀(134)开度,同时控制器根据开度比z,调节助燃气调节阀(212)开度;然后再关小助燃气调节阀(212)开度,同时控制器根据开度比z,调节燃料调节阀(134)开度;如果温升速率慢,则增大助燃气调节阀(212)开度,同时控制器根据开度比z,调节燃料调节阀(134)开度;然后再增大燃料调节阀(134)开度,同时控制器根据开度比z,调节助燃气调节阀(212)开度;以使烟气温度达到设定温度值;

蓄热期以烟气温度以及烟气温升速率作为助燃气调节阀(212)、燃料调节阀(134)的调控指标,同时以烟气含氧量细微调控阀门开度,调节方式同步骤C;

D、蓄热饱和期

当烟气温度达到设定值之后,进入蓄热饱和期,控制器调节燃料调节阀(134)开度逐渐减小,同时控制器根据开度比z,调节助燃气调节阀(212)开度;同时控制器继续维持对拱顶温度的控制,直到燃烧结束。

9.根据权利要求8所述的一种热风炉燃烧自动控制方法,其特征在于:燃料流量和助燃气流量的理想比值为;

其中:

Vo2,助燃气中的氧气体积分数;

b0——H2的质量-体积浓度;

b1——CO的质量-体积浓度;

b2——CH4的质量-体积浓度;

a3——CnHm的体积浓度;

b4——O2的质量-体积浓度。

10.根据权利要求8所述的一种热风炉燃烧自动控制方法,其特征在于:调节助燃气调节阀(212)开度后,控制器通过助燃气流量检测装置(211)检测出的助燃气的实际流量,控制器根据空燃比模型实时计算确定燃料充分燃烧所需要的燃料流量和助燃气流量的理想比值x,然后再根据阀门的流量特性,从而确定燃料调节阀(134)的开度,调节燃料调节阀(134);

调节燃料调节阀(134)开度后,控制器通过燃料流量检测装置(132)检测出的燃料的实际流量,控制器根据空燃比模型实时计算确定燃料充分燃烧所需要的燃料流量和助燃气流量的理想比值x,然后再根据阀门的流量特性,从而确定助燃气调节阀(212)的开度,调节助燃气调节阀(212)。