CN102679356A - 一种预混式二次燃烧器的自动控制方式及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预混式二次燃烧器的自动控制方式及其装置。本发明的目的是提供一种能源利用率高、节省能源且安全可靠的自动控制方式。本发明首先由相关的传感器采集各种数据并传送到自动控制组件内；其次将采集到的各种数据通过自动控制组件比对预先设置的数据；最后自动控制组件根据比对结果将调节信号和指令传输到控制执行机构执行。本发明主要用于燃气的预混燃烧自动控制，以及窑炉预混燃烧设备。

Description

一种预混式二次燃烧器的自动控制方式及其装置

技术领域

本发明涉及一种燃烧器的自动控制方法及装置，尤其涉及一种预混式二次燃烧器的自动控制方法及其装置。

背景技术

目前的工业窑炉内多使用燃气燃烧器，大部分燃气燃烧器采用扩散式燃烧即边烧边混的燃烧技术。这种燃烧方式优点在于其安全、可靠，但是其燃烧所需的空气过剩系数较大、热效率较低。而预混式燃烧技术又因其不够安全而不能大规模的推广、应用，且现有的燃烧器控制多使用半自动方式进行控制，因而常常不能够及时、准确和有效控制、保持燃烧器的正常工作和运行，使得窑炉炉膛内的温度不稳定、温差波动较大。

发明内容

本发明公开了一种预混式二次燃烧器的自动控制方式及其结构，用以解决现有技术不够安全、窑炉炉膛温度控制不稳定、温差波动较大且燃气燃烧热效率较低的问题。

为解决上述问题，本发明的技术解决方案是：一种预混式二次燃烧器的自动控制方式，其控制方法是

a、由相关的传感器采集各种数据并传送到自动控制组件内；

b、将采集到的各种数据通过自动控制组件比对预先设置的数据；

c、自动控制组件根据比对结果将调节信号和指令传输到控制执行机构执行。

所述的步骤a通过设置在燃气管道内的温度传感器、压力传感器、气体流量计采集燃气管道内的流量数据；

通过设置在助燃风管道内的温度传感器、压力传感器、气体流量计采集助燃风管道内的流量数据；

通过设置在预混管内的氧气浓度传感器和燃气热值仪采集预混管内预混气体的氧气浓度和热值的数据，稳定地控制预混气体的组分和热值；

通过设置在炉膛内的热电偶采集炉膛内的温度数据；

通过设置在燃烧火嘴前的火焰侦测器感应燃烧器的工作状态数据；

通过设置在预混器出口端的热电偶采集预混气体的温度数据，同步监测是否回火；

将上述采集到的数据同步传送到自动控制组件内。

所述的方法C将调节信号传递到助燃风管道钱的助燃风机上的变频电机、燃气管道上的电动阀门以及高压点火装置，通过控制变频电机来控制助燃风的进量，控制电动阀门控制燃气的进量，控制高压点火装置自动点火从而保证炉膛内的温度恒定。

其装置包括预混器、燃烧器、燃气管道、助燃风管道，其特征在于：所述的燃气管道内安装有与自动控制组件连接的温度传感器、压力传感器、电动阀门以及气体流量计；助燃风管道内安装有与自动控制组件连接的温度传感器、压力传感器、气体流量计；助燃风管道前设置有助燃风机，助燃风机上设置有与自动控制组件连接的变频电机；预混管内设置有氧气浓度传感器和燃气热值仪；预混器出口端设置有热电偶；与自动控制组件连接的热电偶设置在燃烧器工作的炉膛内。

所述的自动控制组件可以根据窑炉的工艺参数预先设置相关的参数数值，自动比对和运算，并根据比对和运算结果对相关的执行机构装置发出动作指令。

所述的自动控制组件与火焰侦测器以及高压点火装置相连接。

本发明的有益效果是：1、通过各种传感器采集相关的数据和自动控制组件进行数据分析、比对和运算及其结果，大大提高了预混燃烧的控制效率和准确性，能稳定地控制预混气体的组分和热值，提高了燃气燃烧的热效率，能更好地稳定控制窑炉的炉膛温度，减少炉膛的温差。

2、通过设置在燃气管道、助燃风管道、预混管、燃烧火嘴和窑炉炉膛处的各种传感器同步实时监控的数据，以及自动控制组件的自动控制能够使得预混气体的成分和热值稳定，燃烧器的燃烧质量大大提高、窑炉炉膛的温度稳定、温差较小。

3、能够在自动控制组件的调节、控制下，预防和防止燃烧器回火燃烧，并能在燃烧器一旦发生回火时，自动处理，关闭燃气，保证了燃烧器的安全工作和运行。

4、把助燃风分为两部分，一部分用于与燃气预混，另一部分用于补偿助燃和冷却燃烧火嘴，降低预混气体燃烧的传播速度，更进一步防止回火，解决了现有技术操作不能及时反应而造成回火的事故隐患的安全问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的线路框图。

图中：1-预混器，2-燃烧器，3-燃气管道，4-助燃风管道，5-自动控制组件，6-温度传感器，7-压力传感器，8-电动阀门，9-气体流量计，10-氧气浓度传感器，11-燃气热值仪，12-助燃风机，13-变频电机，14-热电偶，15-火焰侦测器，16-高压点火装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

参见附图，本发明的控制方法是：

a、由相关的传感器采集各种数据并传送到自动控制组件5内；

b、将采集到的各种数据通过自动控制组件5比对预先设置的数据；

c、自动控制组件5根据比对结果将调节信号和指令传输到控制执行机构执行。

所述的步骤a通过设置在燃气管道3内的温度传感器6、压力传感器7、气体流量计9采集燃气管道3内的流量数据；

通过设置在助燃风管道4内的温度传感器6、压力传感器7、气体流量计9采集助燃风管道4内的流量数据；

通过设置在预混管内的氧气浓度传感器10和燃气热值仪11采集预混管内预混气体的氧气浓度和热值的数据，稳定地控制预混气体的组分和热值；

通过设置在炉膛内的热电偶14采集炉膛内的温度数据；

通过设置在燃烧火嘴前的火焰侦测器15感应燃烧器2的工作状态数据；

通过设置在预混器1出口端的热电偶14采集预混气体的温度数据，同步监测是否回火；

将上述采集到的数据同步传送到自动控制组件5内。

所述的步骤b将各传感器所采集到的同步工况数据反馈到自动控制组件5，自动控制组件5会把同步工况数据与预先设置的工艺参数进行比对和运算，并根据比对和运算结果对各种调节执行机构发出调节的动作指令。

所述的步骤c通过设置在炉膛内的热电偶14采集炉膛内的温度数据和设置在预混管内的氧气浓度传感器10和燃气热值仪11采集预混管内预混气体的氧气浓度和热值的数据及其比对和运算结果对安装在燃气管道3上的电动阀门8执行增减动作，以保持炉膛温度的稳定；

通过设置在炉膛内的热电偶14采集炉膛内的温度数据和设置在预混管内的氧气浓度传感器10和燃气热值仪11采集预混管内预混气体的氧气浓度和热值的数据及其比对和运算结果对安装在助燃风机12上的变频电机13执行增减动作，稳定地控制预混气体的组分和热值，以保持炉膛温度的稳定；

通过设置在燃烧火嘴前的火焰侦测器15感应燃烧器的工作状态数据及其比对和运算结果对安装在助燃风机12上的变频电机13和安装在燃气管道3上的电动阀门8执行增减或关闭动作，或指令高压点火装置16在吹扫后重新点火；

通过设置在预混器出口端的热电偶14采集预混气体的温度数据及其比对和运算结果对安装在燃气管道3上的电动阀门8执行关闭或继续运行的动作。

预混式二次燃烧器的装置，包括预混器1、燃烧器2、燃气管道3、助燃风管道4，其特征在于：所述的燃气管道3内安装有与自动控制组件5连接的温度传感器6、压力传感器7、电动阀门8以及气体流量计9；助燃风管道4内安装有与自动控制组件5连接的温度传感器6、压力传感器7、气体流量计9；助燃风管道4前设置有助燃风机12，助燃风机12上设置有与自动控制组件5连接的变频电机13；预混管内设置有氧气浓度传感器10和燃气热值仪11；预混器1出口端设置有热电偶14；与自动控制组件5连接的热电偶14设置在燃烧器工作的炉膛内。

所述的自动控制组件5可以根据窑炉的工艺参数预先设置相关的参数数值，自动比对和运算，并根据比对和运算结果对相关的执行机构装置发出动作指令。

所述的自动控制组件5与火焰侦测器15以及高压点火装置16相连。

预混器1内还必须安装有温度传感器6或热电偶14，以便在一旦发生回火时，能够及时发现，上述的温度传感器6或热电偶14由导线与自动控制组件5连接，当预混器1内的温度数据超出预先设置的设定值时，自动控制组件5会马上控制燃气管道3上的防爆自控阀门，切断燃气的供应，同时加大助燃风的流量，对预混器1、燃烧器2和炉膛进行吹扫，完成吹扫的程序后能够自动关机或减少助燃风的流量，使之保持对燃烧器2的冷却保护；上述燃烧器2还必须安装有观察视孔、火焰侦测器15和高压点火装置16，火焰侦测器15和高压点火装置16都分别与自动控制组件5连接，当火焰侦测器15侦测到燃烧器2在正常工作时，高压点火装置16不会启动和工作，当火焰侦测器15侦测到燃烧器2工作异常时(脱火、回火和熄灭)，自动控制组件5也会马上控制燃气管道3上的防爆自控阀门，切断燃气的供应，同时加大助燃风的流量，对预混器1、燃烧器2和炉膛进行吹扫，完成吹扫的程序后能够自动关机或减少助燃风的流量，使之保持对燃烧器2的冷却保护；当需要点火或重新工作时，按下启动按钮，高压点火装置16会启动点火，直至火焰侦测器15侦测到燃烧器2工作正常后，才会自动停止点火；除此之外，自动控制组件5还必须包括燃烧器各种工作异常情况的报警功能及其声、光报警装置。

Claims (7)

1.一种预混式二次燃烧器的自动控制方式，其控制方法是

a、由相关的传感器采集各种数据并传送到自动控制组件(5)内；

b、将采集到的各种数据通过自动控制组件(5)比对预先设置的数据；

c、自动控制组件(5)根据比对结果将调节信号和指令传输到控制执行机构执行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤a通过设置在燃气管道(3)内的温度传感器(6)、压力传感器(7)、气体流量计(9)采集燃气管道(3)内的流量数据；

通过设置在助燃风管道(4)内的温度传感器(6)、压力传感器(7)、气体流量计(9)采集助燃风管道(4)内的流量数据；

通过设置在预混管内的氧气浓度传感器(10)和燃气热值仪(11)采集预混管内预混气体的氧气浓度和预混气体的热值的数据；

通过设置在炉膛内的热电偶(14)采集炉膛内的温度数据；

通过设置在燃烧火嘴前的火焰侦测器(15)感应燃烧器(2)的工作状态数据；

通过设置在预混器(1)出口端的热电偶(14)采集预混气体的温度数据，同步监测是否回火；

将上述采集到的数据同步传送到自动控制组件(5)内。

3.根据权利要求1或2所述的自动控制方法，其特征在于：所述的步骤b将各传感器所采集到的同步工况数据反馈到自动控制组件(5)，自动控制组件(5)会把同步工况数据与预先设置的工艺参数进行比对和运算，并根据比对和运算结果对各种调节执行机构发出调节的动作指令。

4.根据权利要求1或2所述的自动控制方法，其特征在于：所述的步骤c通过设置在炉膛内的热电偶(14)采集炉膛内的温度数据和设置在预混管内的氧气浓度传感器(10)和燃气热值仪(11)采集预混管内预混气体的氧气浓度和热值的数据及其比对和运算结果对安装在燃气管道(3)上的电动阀门(8)执行增减动作，以保持炉膛温度的稳定；

通过设置在炉膛内的热电偶(14)采集炉膛内的温度数据和设置在预混管内的氧气浓度传感器(10)和燃气热值仪(11)采集预混管内预混气体的氧气浓度和热值的数据及其比对和运算结果对安装在助燃风机(12)上的变频电机(13)执行增减动作，以保持炉膛温度的稳定；

通过设置在燃烧火嘴前的火焰侦测器(15)感应燃烧器的工作状态数据及其比对和运算结果对安装在助燃风机(12)上的变频电机(13)和安装在燃气管道(3)上的电动阀门(8)执行增减或关闭动作，或指令高压点火装置(16)在吹扫后重新点火；

通过设置在预混器出口端的热电偶(14)采集预混气体的温度数据及其比对和运算结果，判断是否回火，对安装在燃气管道(3)上的电动阀门(8)执行关闭或继续运行的动作。

5.预混式二次燃烧器的装置，包括预混器(1)、燃烧器(2)、燃气管道(3)、助燃风管道(4)，其特征在于：所述的燃气管道(3)内安装有与自动控制组件(5)连接的温度传感器(6)、压力传感器(7)、电动阀门(8)以及气体流量计(9)；助燃风管道(4)内安装有与自动控制组件(5)连接的温度传感器(6)、压力传感器(7)、气体流量计(9)；助燃风管道(4)前设置有助燃风机(12)，助燃风机(12)上设置有与自动控制组件(5)连接的变频电机(13)；预混管内设置有氧气浓度传感器(10)和燃气热值仪(11)；预混器(1)出口端设置有热电偶(14)；与自动控制组件(5)连接的热电偶(14)设置在燃烧器工作的炉膛内。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的自动控制组件(5)可以根据窑炉的工艺参数预先设置相关的参数数值，自动比对和运算，并根据比对和运算结果对相关的执行机构装置发出动作指令。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的自动控制组件(5)与火焰侦测器(15)以及高压点火装置(16)相连。