CN101763123A - 一种燃气激波吹灰系统用混合比控制方法 - 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方法，属于锅炉吹灰设备技术领域。包括下列步骤：首先设定混合气体的最佳流量混合比；然后监测参与混合的第一种气体的流量值；下一步，以所述第一种气体的流量值为基础，根据最佳流量混合比计算出参与混合的第二种气体的最佳流量值，并根据所述最佳流量值控制所述参与混合的第二种气体的实际输出流量。本发明中一种气体的流量以另一种相混合气体流量的实时监测值为依据，通过最佳混合比计算后得出的理想流量值来控制气体流量的输出值，确保了空气和燃气的混合比精确符合设定要求，保证了燃气激波吹灰系统可以始终运行在最佳状态；此外，实施本发明的混合比控制装置生产成本低，适应性强。

Description

一种燃气激波吹灰系统用混合比控制方法

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方法。

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采用的混合比控制方法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采用的混合比控制方法存在的主要问题包括：

1、混合比控制不准确。

现有燃气激波吹灰装置中采用的气体混合方法主要分为下列三种：

1)在燃气激波吹灰系统的空气管路和燃气管路中均采用只有检测功能，但无流量电信号输出的流量计对管路中的气体流量进行检测；这种方式不仅不能直接对混合气体的比例进行控制，而且无法及时了解各气体管路的实时流量。

2)在燃气激波吹灰系统的空气管路和燃气管路中均设置既带有现场检测功能又带流量电信号输出的流量计。这种方法可以实时了解各气体管路的气体流量，但无法对气体流量进行有效控制。

3)在燃气激波吹灰系统的空气管路和燃气管路中分别配置上述1)和2)所述的流量计。

采用以上3种方式的流量控制均无法保证混合比控制的准确。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，所以气体流量较难实现准确控制，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。上述3种配置方式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、管路长度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，其入口压力也很难保证稳定，其不稳定的程度可能使其气体流量发生较大的变化。所以如果不对气体的流量采取有效的控制手段就无法保证混合气体输入流量比例的准确。

2、整体吹灰系统运行效果差。

输入的空气和燃气流量不稳定，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方式的燃气激波吹灰系统的整体吹灰效果较差。

3、生产成本高。

除前述3种流量控制方式外，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管路和燃气管路同时配置气体流量控制单元，这样两条气体管路可以同时检测输入的两种气体流量，并根据设定输入值来控制两条管路的气体输出流量。这种流量控制方法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，但由于实现该方法需要在两条管路中均配置价格昂贵的气体流量控制单元如气体质量流量控制器，大大增加了生产成本，导致该方法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中混合比无法实现精确控制，吹灰运行效果差、且生产成本高等问题，本发明提供一种燃气激波吹灰系统用混合比控制方法。

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方法，包括下列步骤：

步骤A：设定混合气体的最佳流量混合比；

步骤B：监测参与混合的第一种气体的流量值；

步骤C：以所述第一种气体的流量值为基础，根据所述最佳流量混合比计算出参与混合的第二种气体的最佳流量值；

步骤D：根据所述最佳流量值控制所述参与混合的第二种气体的实际输出流量。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制方法，所述步骤B具体为：采用气体流量检测器实时监测参与混合的第一种气体的流量值。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制方法，所述步骤C具体为：通过数据处理模块采集所述第一种气体的流量值，经数据处理后按最佳流量混合比计算出所述参与混合的第二种气体的最佳流量值。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制方法，所述步骤D具体为：根据所述最佳流量值，采用气体流量控制器实时控制所述参与混合的第二种气体的实际输出流量。

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、本发明的方法可以精确控制空气和燃气的混合比。

采用本发明的方法后，输出一种气体的流量(燃气流量或空气流量)是以另一种相混合气体流量(空气流量或燃气流量)的实时监测值为依据，并通过最佳混合比计算后得出的理想流量值来在线实时控制燃气流量或空气流量的输出值，确保了空气和燃气的混合比精确符合设定要求。

2、本发明的方法提高了整体燃气激波吹灰系统的运行效果。

采用本发明的方法可以实现对混合比的精确控制，使可燃气体能够充分燃烧和爆燃，保证了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方法第一种应用方式结构示意图；

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方法第一种应用方式结构示意图；

图3是本发明实施例提供的燃气激波吹灰系统用混合比控制方法流程图。

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。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制方法可广泛适用与现有的燃气激波吹灰系统。

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，分别用于输入参与吹灰爆燃的第一种气体和参与吹灰爆燃的第二种气体。在一般情况下，两条管路中一条为空气管路，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流出燃气管路。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流出空气管路。空气和燃气最终被送入预混引爆装置15内进行混合然后引爆吹灰。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制方法就是在上述燃气激波吹灰系统基础上，通过气体流量监测单元7监测参与混合的第一种气体的流量，通过PLC控制器16按预设的最佳流量混合比计算出参与混合的第二种气体的最佳流量值，并通过气体流量控制单元11控制第二种气体的实际输出流量。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制方法具体包括下列步骤：

步骤10：设定混合气体的最佳流量混合比。

燃气激波吹灰系统通常需要输入两种参与吹灰爆燃的气体，一种为可燃气体，另一种为空气。可燃气体根据实际需要可以是乙炔、天然气等。每种气体都需要与适量的空气相混合，但可燃气体与空气的混合比例需要根据气体的不同性质以及可燃气体的爆炸范围等来确定。所以实现本方法的第一步就是要根据可燃气体的性质以及可燃气体的爆炸范围等来设定燃气与空气的最佳输入流量比例即混合比。

在实际生产中，该步骤可以由人工设定后输入到数据处理模块如PLC控制器16中。

步骤20：监测参与混合的第一种气体的流量值。

本发明的方法是以相混合的第一种气体的输入流量来确定第二种气体的输入流量，因此必须首先确定第一种气体的输入流量。要获得输入气体的流量就需要对该气体的流量进行实时监测。

实际生产中，该步骤可以通过气体流量监测单元7来实现。气体流量监测单元主要由气体流量检测器构成。气体流量检测器监测到输入气体的流量值后，将流量值转换成模拟电流信号或电压信号输出。

步骤30：以监测到的第一种气体的流量值为基础，根据预设的最佳流量混合比计算出参与混合的第二种气体的最佳流量值；

该步骤可以通过数据处理模块的控制程序来实现。数据处理模块收到由气体流量监控单元输出的第一种气体流量模拟电流信号或电压信号后，通过数据处理并依据预设的气体混合最佳流量比计算出参与混合的第二种气体的最佳流量值。

步骤40：根据第二种气体的最佳流量值来控制参与混合的第二种气体的实际输出流量。

该步骤可以由气体流量控制单元来实现。气体流量控制单元11与数据处理模块如PLC控制器16相连接，气体流量控制单元主要包括流量控制模块和流量控制电磁阀。数据处理模块向气体流量控制单元发出指令，气体流量控制单元的流量控制模块和流量控制电磁阀按指令控制第二种气体的流量，使第二种气体的输入流量满足最佳流量值。

经过上述步骤，即可使燃气激波吹灰系统两种输入气体的混合比达到最佳的设定状态，从而使燃气激波吹灰系统实现最佳的吹灰运行效果。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制方法可以通过混合比控制装置来实施。该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，二者通过数据处理模块传递控制数据。气体流量监测单元主要由流量检测器构成，气体流量检测器监测到输入气体流量值后，将流量值转换成模拟电流信号或电压信号输出；气体流量控制单元主要由流量控制模块和流量控制电磁阀构成，气体流量控制单元可以根据需要控制气体的输出流量，同时将流量输出值转换成模拟电流信号或电压信号进行输出。

气体监测单元监测到的气体流量转换为模拟电流或电压信号后，输入至数据处理模块。数据处理模块内的控制程序可以根据实际生产需要设定混合气体的最佳混合比。数据处理模块根据气体监测单元监测到的气体输入流量按照最佳混合比计算，进而得出另一种混合气体的最佳输出流量的模拟电信号，然后将该电信号输入到气体流量控制单元的流量控制模块，流量控制模块按该指令控制气体流量控制单元的流量控制电磁阀，从而控制气体的实际输出流量。经过上述过程即可实现两种不同气体按设定比例精确地混合输入。

本发明的燃气激波吹灰系统用精确的混合比控制方法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连接在空气入口1与空气出口3之间，而将气体流量控制单元连接在燃气入口2与燃气出口4之间。第二种方式是将气体流量监测单元连接在燃气入口2与燃气出口4之间，而将气体流量控制单元连接在空气入口1和空气出口3之间。

实际的生产实践中，本发明的控制方法在燃气激波吹灰系统中有两种具体的实现方式。

本发明的第二种应用方式具体如下：

如图1所示，在本实施方式中，实现燃气激波吹灰系统用混合比控制方法的气体流量监测单元7设置在空气管路中；而气体流量控制单元11设置在燃气管路中。

首先，操作人员根据输入燃气的性质以及可燃气体的爆炸范围等设定燃气与空气的最佳输入混合比，并将该混合比数据输入到PLC控制器16。

然后，压缩空气由空气入口1进入空气管路，通过手动球阀5并经过滤减压器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在线实时监测空气输入流量，并将监测到的实时空气流量转换成模拟电流或电压信号，并将该电信号输入到PLC控制器16。

PLC控制器16接到空气流量输入电信号后，根据最佳流量混合比进行计算，得到在上述空气输入流量下燃气的最佳输入流量值，并将该流量值的电信号输入至气体流量控制单元11。

另一方面，燃气由燃气入口2进入燃气管路，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PLC控制器16输入的燃气最佳流量值控制其燃气的实际输出流量，使燃气的输入流量与空气的输入流量满足最佳输入流量混合比。

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，进而保证了燃气激波吹灰系统的吹灰运行效果。

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。这也是在实际生产中最常见的情况。

本发明的第二种应用方式具体如下：

如图2所示，在本实施方式中，实现燃气激波吹灰系统用混合比控制方法的气体流量监测单元7设置在燃气管路中；而气体流量控制单元11设置在空气管路中。

首先，操作人员根据输入燃气的性质以及可燃气体的爆炸范围等设定燃气与空气的最佳输入混合比，并将该混合比数据输入到PLC控制器16。

然后，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，该电信号被输入到PLC控制器16。

PLC控制器16接到燃气流量输入电信号后，根据最佳流量混合比进行计算，得到在上述燃气输入流量下空气的最佳输入流量值，并将该流量值的电信号输入至气体流量控制单元11。

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PLC控制器16输入的空气最佳输入流量值控制其空气的实际输出流量，使空气的输入流量与燃气的输入流量满足最佳输入流量混合比。

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向相应的预混引爆装置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内参与混合的燃气和空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运行效果。

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。

本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制方法是根据参与吹灰爆燃的第一种气体的实际监测值，按最佳输入流量比例换算后得出第二种气体的最佳输入流量值，从而控制第二种气体的实际输出流量。因此，只要按实际条件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设定要求，从而使燃气激波吹灰系统始终工作在最佳状态。

同时，实施本发明的混合比控制装置生产成本低。由于实现本发明的方法只需要在燃气激波吹灰系统中配置一套流量监测装置和一套流量控制装置，在保证系统运行效果的同时，最大限度降低了生产成本。使采用本发明混合比控制方法的燃气激波吹灰系统，不仅具有较强的技术优势，而其具有很强的价格优势，易于普遍推广使用。

此外，本发明的混合比控制方法适应性强。本发明的燃气激波吹灰系统用混合比控制方法易于实现，操作简单，可以应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方法，其特征在于：所述方法具体包括下列步骤：

步骤A：设定混合气体的最佳流量混合比；

步骤B：监测参与混合的第一种气体的流量值；

步骤C：以所述第一种气体的流量值为基础，根据所述最佳流量混合比计算出参与混合的第二种气体的最佳流量值；

步骤D：根据所述最佳流量值控制所述参与混合的第二种气体的实际输出流量。

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方法，其特征在于：所述步骤B具体为：采用气体流量检测器实时监测参与混合的第一种气体的流量值。

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方法，其特征在于：所述步骤C具体为：通过数据处理模块采集所述第一种气体的流量值，经数据处理后按最佳流量混合比计算出所述参与混合的第二种气体的最佳流量值。

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方法，其特征在于：所述步骤D具体为：根据所述最佳流量值，采用气体流量控制器实时控制所述参与混合的第二种气体的实际输出流量。

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