CN101749729A - 一种燃气激波吹灰系统用混合比控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，属于锅炉吹灰设备技术领域。所述装置包括气体流量监测单元、气体流量控制单元和数据处理模块；可将气体流量监测单元连接在空气管路中，气体流量控制单元连接在燃气管路中；或者将气体流量监测单元连接在所述燃气激波吹灰系统的燃气管路中，而将气体流量控制单元连接在空气管路中。数据处理模块与气体流量监测单元和气体流量控制单元相连接。数据处理模块采集气体流量监测单元监测到的流量值，经数据处理后将控制信号输出至气体流量控制单元进行流量控制。本发明可以对混合比进行精确控制，使可燃气体充分燃烧和爆燃，保证了配置本发明混合比控制装置的激波吹灰系统始终运行在最佳状态。

Description

一种燃气激波吹灰系统用混合比控制装置

技术领域

本发明涉及一种锅炉吹灰设备技术领域，特别涉及一种燃气激波吹灰系统用混合比控制装置。

背景技术

吹灰器是各类余热锅炉和电站锅炉不可或缺的重要辅机设备，它对提高锅炉各受热面的换热效率即提高锅炉出力起着至关重要的作用。吹灰器有许多种类，如蒸汽吹灰器、声波吹灰器、空气激波吹灰器和燃气激波吹灰器等，不同种类的吹灰器，有着不同的特点和适用范围，但其中燃气激波吹灰器具有其它种类吹灰器没有的许多优势特点，如运行成本较低、吹灰能量较大、吹灰运行稳定、检修维护量小，且适用范围广。因此，燃气激波吹灰设备近些年市场份额增加较快，目前燃气激波吹灰系统在锅炉吹灰领域扮演着非常重要的角色。

但与此同时，现有的燃气激波吹灰系统存在着诸多有待改进之处，其中燃气激波吹灰系统中的混合比控制装置就存在着比较突出的缺陷和不足，这直接影响着燃气激波吹灰系统整机的吹灰效果和生产成本。

现有燃气激波吹灰系统中的混合比控制系统存在的主要问题包括：

1、混合比控制不准确。

现有燃气激波吹灰系统的混合比控制装置的配置主要分为下列三种：

1)混合比控制装置中的空气路和燃气路均采用只有现场检测功能但无流量电信号输出的流量计；

2)混合比控制装置中的空气路和燃气路均采用既有现场检测功能又带流量电信号输出的流量计；

3)混合比控制装置中的空气路和燃气路分别配置上述1)和2)所述的流量计。

采用以上3种配置的流量控制装置均无法保证混合比控制的准确。因为流体流量的控制较难达到准确，其气体流量就更难实现准确控制。由于气体的可压缩性，使得气体流量的控制会受到许多工况条件的影响，其中最主要的是气体压力的影响。因此若要准确控制气体的流量，就必须充分考虑气体压力对流量的影响，但气体压力的控制也并非易事。在上述现有的3种配置的混合比控制装置中，空气和燃气的输出流量均处于非受控状态，它们各自的输出流量受制于其管路的入口压力和出口气路装置的有效口径。但在实际工程中，即使在气体管路中设置稳压装置，其入口压力也较难保证稳定，其不稳定的程度可能使其气体流量发生很大的变化。

2、整体吹灰系统运行效果差。

空气和燃气流量的不稳定，必然会导致二者的混合比不准确，而空气和燃气混合比的准确程度，是直接影响燃气激波吹灰系统吹灰效果的重要因素。由于无法保证空气和燃气的精确混合，使得配置现有混合比控制装置的燃气激波吹灰系统的吹灰效果较差。

3、生产成本高。

除前述3种配置的流量控制装置外，为了提高空气和燃气混合比的准确度，保证燃气激波吹灰系统的吹灰运行效果，近年又出现了在空气路和燃气路均配置既有流量检测又有流量控制功能的质量流量控制器的流量控制装置，空气和燃气路同时检测气体流量，并根据混合比要求设定控制气体的输出流量。这种流量控制装置在一定程度上提高了空气和燃气混合比的准确度，可以保证燃气激波吹灰系统的吹灰运行效果，但由于需要配置两套气体质量流量控制器，大大增加了生产成本。且国内暂时无法生产符合要求的同类产品，上述气体质量流量控制器目前只能选用价格昂贵的进口产品，导致该配置的燃气激波吹灰系统的整机价格昂贵，无法在实际应用中普及。

发明内容

为了解决现有燃气激波吹灰系统混合比控制装置无法实现精确控制，运行效果差的问题，本发明提供一种燃气激波吹灰系统用混合比精确控制装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明的一种燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，包括气体流量监测单元、气体流量控制单元和数据处理模块；所述气体流量监测单元设置在所述燃气激波吹灰系统的空气管路中，所述气体流量控制单元设置在所述燃气激波吹灰系统的燃气管路中；或者所述气体流量监测单元设置在所述燃气激波吹灰系统的燃气管路中，所述气体流量控制单元在所述燃气激波吹灰系统的空气管路中；所述数据处理模块与所述气体流量监测单元和所述气体流量控制单元相连接；所述数据处理模块采集所述气体流量监测单元监测到所在管路的气体流量值，经数据处理后将流量控制信号输出至所述气体流量控制单元；所述气体流量控制单元控制所在管路的气体输出流量。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，所述气体流量监测单元包括流量检测模块和数据传输模块；所述数据传输模块根据所述流量检测模块的监测结果向所述数据处理模块输出所在管路的气体流量模拟电信号。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，所述气体流量控制单元包括流量控制模块和流量控制电磁阀；所述流量控制电磁阀根据流量控制模块的输出，控制其所在管路的气体输出流量；所述流量控制模块根据所在管路的气体输出流量输出气体流量模拟电信号。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，所述数据处理模块为PLC可编程控制器或单片机。

本发明的一种燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，包括气体流量监测单元、气体流量控制单元和数据处理模块；所述气体流量监测单元连接在所述燃气激波吹灰系统的空气管路中，所述气体流量控制单元连接在所述燃气激波吹灰系统的燃气管路中；或者所述气体流量监测单元连接在所述燃气激波吹灰系统的燃气管路中，所述气体流量控制单元连接在所述燃气激波吹灰系统的空气管路中；所述数据处理模块与所述气体流量监测单元和所述气体流量控制单元相连接；所述数据处理模块采集所述气体流量监测单元监测到的气体流量值，经数据处理后将流量控制信号输出至所述气体流量控制单元，实际控制气体输出流量。

本发明的的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，所述气体流量监测单包括流量检测模块和数据传输模块；所述数据传输模块根据所述流量检测模块的监测结果输出所在管路的气体流量模拟电信号。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，所述气体流量控制单元包括流量控制模块和流量控制电磁阀；所述流量控制电磁阀根据流量控制模块的输出控制其所在管路的气体输出流量；同时，所述流量控制模块根据所在管路的气体输出流量输出气体流量模拟电信号。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，所述数据处理模块为PLC可编程控制器或单片机。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、本发明可以精确控制空气和燃气的混合比。

由于输出一种气体流量(燃气流量或空气流量)是以另一种相混合的气体流量(空气流量或燃气流量)的实时监测值为依据，并通过控制程序按设定的混合比计算后得出的理想流量值，从而实现了在线实时控制燃气流量或空气流量的输出值，确保了精确的空气和燃气混合比。

2、本发明保证了整体燃气激波吹灰系统的运行效果。

由于对混合比的精确控制，使可燃气体充分燃烧和爆燃，保证了配置本发明混合比控制装置的燃气激波吹灰系统可以始终运行在最佳状态。

附图说明

图1是本发明实施例提供的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置第一种应用方式的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置第二种应用方式的结构示意图。

附图标记：

1-空气入口，2-燃气入口，3-空气出口，4-燃气出口，5-手动球阀，6-过滤减压器，7-气体流量监测单元，8-电磁阀，9-手动球阀，10-过滤器，11-气体流量控制单元，12-电磁阀，13-空气压力变送器，14-燃气压力变送器，15-预混引爆装置，16-PLC控制器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，现有的燃气激波吹灰系统包括两条气体输入管路。其中一条为空气管路，另一条为燃气管路。在本实施例中，空气管路的入口为空气入口1，空气管路的出口为空气出口3；燃气管路的入口为燃气入口2，燃气管路的出口为燃气出口4。在空气入口1和空气出口3之间依次设置有手动球阀5、过滤减压器6、气体流量监测单元7、空气压力变送器13和电磁阀8；在燃气入口2和燃气出口4之间依次设置有手动球阀9、过滤器10、气体流量控制单元11、燃气压力变送器14和电磁阀12。

燃气从燃气入口2进入燃气管路，通过燃气管路后从燃气出口4流出燃气路。空气从空气入口1进入空气管路，通过空气管路后从空气出口3流出空气路。空气和燃气最终被送进预混引爆装置15内进行引爆吹灰。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置可以安装在上述现有的燃气激波吹灰系统中，从而起到控制输入混合气体混合比例的作用。

本发明的混合比控制装置主要分为两部分，一部分为气体流量监测单元，另一部分为气体流量控制单元。气体流量监测单元7主要由流量检测模块和数据传输模块构成；气体流量检测模块监测到输入气体流量值后，通过数据传输模块将流量值转换成模拟电流信号或电压信号输出。气体流量控制单元11主要由流量控制模块和流量控制电磁阀构成；流量控制电磁阀根据需要控制气体的输出流量，同时流量控制模块将流量输出值转换成模拟电流信号或电压信号进行输出。气体流量监测单元7监测到的气体流量转换为模拟电流或电压信号后，PLC控制器16根据气体流量监测单元7监测到的气体流量，通过控制程序按所需的最佳混合比计算，进而得出另一种混合气体的最佳输出流量，并通过气体流量控制单元11的流量控制模块和流量控制电磁阀控制该气体的输出流量。经过上述过程，可以实现两种不同气体按设定比例精确地混合。

此外，气体流量监测单元还可以将由气体流量输入值转换得到的模拟电信号输出至燃气激波吹灰系统的终端控制器，同时，气体流量控制单元也可以将由气体输出流量转换得到的模拟电信号输出至燃气激波吹灰系统的终端控制器，使燃气激波吹灰系统的操作人员随时了解两种相混合气体的流量情况。

本发明的燃气激波吹灰系统用精确的混合比控制装置与燃气激波吹灰系统有两种配合方式。第一种方式是将气体流量监测单元7连接在燃气激波吹灰系统的空气入口1与空气出口3之间，而将气体流量控制单元11连接在燃气激波吹灰系统的燃气入口2与燃气出口4之间。第二种方式是将气体流量监测单元7连接在燃气激波吹灰系统的燃气入口2与燃气出口4之间，而将气体流量控制单元11连接在燃气激波吹灰系统的空气入口1和空气出口3之间。

第一种应用方式具体工作过程如下：

如图1所示，在本实施方式中，燃气激波吹灰系统用混合比控制装置中的气体流量监测单元7设置在空气路；而气体流量控制单元11设置在燃气路。

压缩空气由空气入口1进入空气路，经手动球阀5并通过滤减压器6过滤稳压后，进入气体流量监测单元7；气体流量监测单元7在线实时监测空气流量，并将监测到的实时空气流量转换成模拟电流或电压信号，该电信号通过PLC控制器16的控制程序按所需比例计算后得出相应的流量电信号，作为气体流量控制单元11的流量设定输入值。

另一方面，燃气由燃气入口2进入燃气路，通过手动球阀9并经过滤器10过滤后，进入气体流量控制单元11；气体流量控制单元11根据上述的流量设定输入值来控制燃气流量的实际输出值，使燃气流量与空气流量满足最佳混合比。

此后空气流量经电磁阀8，通过空气出口3向相应的预混引爆装置15的空气入口输送空气；同时，满足最佳混合比的燃气流量经电磁阀12通过燃气出口4向相应的预混引爆装置15的燃气入口输送燃气；这样，通过空气出口3的空气流量和通过燃气出口4的燃气流量总是按一定比例进行输送的，可以保证在预混引爆装置15内参与混合的燃气和空气混合比总处于最佳状态且非常精确，保证了燃气激波吹灰系统的吹灰效果。

这种方式适用于燃气激波吹灰系统要求空气的输入量大于燃气的输入量的情况。这也是实际工程中最常见的情况。

第二种应用方式具体工作过程如下：

如图2所示，在本实施方式中，燃气激波吹灰系统用混合比控制装置中的气体流量监测单元7设置在燃气路；而气体流量控制单元11设置在空气路。

燃气由燃气入口2通过手动球阀9经过滤器10过滤后，进入气体流量监测单元7，气体流量监测单元7在线实时监测燃气的输入流量，并将实时检测到的燃气流量值转换成模拟电流信号或电压信号，该电信号通过PLC控制器16的控制程序按所需比例计算后得出相应的流量电信号，作为气体流量控制单元11的流量设定输入值。

另一方面，压缩空气由空气入口1通过手动球阀5经过滤减压器6过滤稳压后进入气体流量控制单元11；气体流量控制单元11根据上述的流量设定输入值来控制空气流量的实际输出值，使燃气流量与空气流量满足最佳混合比。

此后燃气流量经电磁阀12通过燃气出口4向相应的预混引爆装置15的燃气入口输送燃气；同时，满足最佳混合比的空气流量经电磁阀8通过空气出口3向预混引爆装置15的空气入口输送空气；这样，通过空气出口3的空气流量和通过燃气出口4的燃气流量总是按一定比例进行输送的，可以保证在预混引爆装置15内参与混合的空气和燃气混合比总处于最佳状态且非常精确，进而保证了燃气激波吹灰系统的吹灰效果。

这种方式适用于燃气激波吹灰系统要求燃气的输入量大于空气的输入量的情况。

本发明是根据参与混合的一种气体的实际监测值，经控制程序按最佳混合比例换算后得出另一种气体的最佳流量设定输入值，从而控制该气体的实际输出流量。因此，只要按实际的燃气激波吹灰系统的需要确定空气和燃气的最佳混合比，就能够保证输入至燃气激波吹灰系统预混引爆装置内的混合气体符合吹灰要求，达到最佳的空气和燃气流量混合比，可以使燃气激波吹灰系统始终工作在最佳状态。

同时，本发明混合比控制装置生产成本低。由于本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，只需要配置一套气体流量监测装置和一套气体流量控制装置，在保证吹灰系统运行效果的同时，最大限度地降低了生产成本。本发明不仅提高了燃气激波吹灰系统整机技术性能，同时又具备较强的价格优势。本发明利用成本低廉的程序控制技术达到了对燃气激波吹灰系统混合比精确控制的效果，不但保证了燃气激波吹灰系统的整机技术性能，而且大大降低了混合比控制装置亦即燃气激波吹灰系统整机的成本。

此外，本发明混合比控制装置适应性强。本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置结构简单、安装方便，适用于各种余热锅炉和电站锅炉的燃气激波吹灰系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，其特征在于：所述混合比控制装置包括气体流量监测单元、气体流量控制单元和数据处理模块；所述气体流量监测单元设置在所述燃气激波吹灰系统的空气管路中，所述气体流量控制单元设置在所述燃气激波吹灰系统的燃气管路中；或者所述气体流量监测单元设置在所述燃气激波吹灰系统的燃气管路中，所述气体流量控制单元在所述燃气激波吹灰系统的空气管路中；所述数据处理模块与所述气体流量监测单元和所述气体流量控制单元相连接；所述数据处理模块采集所述气体流量监测单元监测到所在管路的气体流量值，经数据处理后将流量控制信号输出至所述气体流量控制单元；所述气体流量控制单元控制所在管路的气体输出流量。

2.根据权利要求1所述的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，其特征在于：所述气体流量监测单元包括流量检测模块和数据传输模块；所述数据传输模块根据所述流量检测模块的监测结果向所述数据处理模块输出所在管路的气体流量模拟电信号。

3.根据权利要求1所述的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，其特征在于：所述气体流量控制单元包括流量控制模块和流量控制电磁阀；所述流量控制电磁阀根据流量控制模块的输出，控制其所在管路的气体输出流量；所述流量控制模块根据所在管路的气体输出流量输出气体流量模拟电信号。

4.根据权利要求1所述的燃气激波吹灰系统用混合比控制装置，其特征在于：所述数据处理模块为PLC可编程控制器或单片机。

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