CN102748774A - 燃烧炉及燃烧控制方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃烧炉及燃烧控制方法、装置，其中，燃烧控制装置包括天然气流量获取装置和空气流量控制装置，天然气流量获取装置用于获取天然气流量值并将获取的天然气流量发送给空气流量控制装置，空气流量控制装置，用于接收所述天然气流量获取装置发送的天然气流量并根据预设的天然气和空气流量比值控制空气流量；燃烧控制方法包括：获取天然气流量；根据预设的天然气和空气流量比值控制空气流量。燃烧炉包括所述燃烧控制装置。解决了因空气不足导致天然气燃烧不完全造成污染和浪费的问题。

Description

燃烧炉及燃烧控制方法、装置

技术领域

本发明涉及燃烧炉控制技术领域，尤其涉及一种燃烧炉及燃烧控制方法、装置。

背景技术

来自天然气总管的天然气经过压力调节设备调压从而具有一定压力，再通过天然气进料通路进入燃烧炉，为燃烧炉的燃烧提供燃料。其中，天然气进料通路上的天然气流量与天然气的压力有关。在燃烧炉内天然气燃烧所需的氧气通过风机鼓入燃烧炉内的空气提供。

长期以来，燃烧炉的燃烧控制一直存在问题，尤其是因空气不足导致天然气燃烧不完全造成污染和浪费，甚至可能导致燃烧炉熄火。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明提供一种燃烧炉及燃烧控制方法、装置，用以解决现有技术中因空气不足导致天然气燃烧不完全造成污染和浪费的问题。

（二）技术方案

本发明一方面提供一种燃烧控制方法，包括：

获取天然气流量；

根据预设的天然气和空气流量比值控制空气流量。

本发明另一方面提供一种实现如上所述的燃烧控制方法的燃烧控制装置，包括：

天然气流量获取装置，用于获取天然气流量值并将获取的天然气流量发送给空气流量控制装置；

空气流量控制装置，用于接收所述天然气流量获取装置发送的天然气流量并根据预设的天然气和空气流量比值控制空气流量。

本发明再一方面提供一种燃烧炉，包括燃烧炉和存放燃烧物料的设备，还包括如上所述的燃烧控制装置。

（三）有益效果

本发明所提供的燃烧炉及燃烧控制方法、装置，通过根据预设的天然气和空气流量比值来控制空气流量，使得燃烧炉内的天然气可以完全燃烧，避免造成污染和浪费，同时还可避免因空气不足造成的燃烧炉熄火现象发生或因空气流量过大增加风机的耗电量。

附图说明

图1为本发明实施例中燃烧炉的连接示意图；

图2为本发明实施例中天然气压力控制装置方框图；

图3为本发明实施例一中燃烧控制装置方框图；

图4为本发明实施例一中燃烧控制方法流程图；

图5为本发明实施例二中燃烧控制装置方框图；

图6为本发明实施例二中燃烧控制方法流程图；

图中，1：燃烧炉本体；2：物料存放设备；3：天然气流量获取装置；4：空气流量控制装置；41：风机；5：天然气流量调节装置；6：天然气流量控制装置；7：风机检测装置；8：天然气进料通路开关装置；9：天然气缓冲设备；10：天然气进气压力调节装置；11：天然气进气压力控制装置；12：常明火设备；13：常明火支路；14：常明火开关阀；15：天然气压力获取装置；16：开关阀；17：空气流量获取装置；18：空气流量调节装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1所示为本发明实施例中燃烧炉的连接示意图，本发明所提供的燃烧炉包括燃烧炉本体1、物料存放设备2和燃烧控制装置，燃料和空气组成的混合气体在燃烧炉本体1中燃烧，为物料存放设备2中的物料提供热量能源，可以用于物料的燃烧、运输等，如石油管道运输中用于稀释石油便于石油的运输；电力发电厂中用于煤的燃烧。本发明实施例中的燃料是天然气，显然，燃料也可以是其它完全燃烧不污染空气的气体，其也属于本发明的保护范围。

图2所示为本发明实施例中天然气压力控制装置方框图，为实现对燃烧炉内天然气燃烧的控制，首先需要控制天然气流量，而天然气流量与天然气的进气压力有直接的正比例关系，因此，天然气进气压力稳定可控是实现对燃烧炉内天然气燃烧控制的前提。

结合图1所示，本发明实施例中在与天然气总管连接的天然气进气口处设置天然气缓冲设备9，天然气缓冲设备9为能承受高压的罐装设备，用于存放压力能够保证天然气流量稳定可控的天然气，并在天然气进气口与天然气缓冲设备9之间设置天然气进气压力调节装置10，用于调节天然气缓冲设备9中的天然气压力，本实施例中天然气进气压力调节装置10可以为气动调节阀，适用于自动控制系统。为了实现天然气缓冲设备9中的天然气压力稳定可控，可以通过单回路PID控制来控制天然气缓冲设备9中的天然气压力，具体过程为：

如图2所示，首先，根据所需的天然气流量设定预设的天然气进气压力，可以通过触摸屏或键盘等输入装置发送给天然气进气压力控制装置11，天然气进气压力获取装置15获取天然气缓冲设备9中的天然气压力，并将获取的天然气压力发送给天然气进气压力控制装置11，天然气进气压力控制装置11将其与预设的天然气进气压力比较，如果两者不相等，则根据相应地控制算法控制天然气进气压力调节装置10来调节天然气缓冲设备9中的天然气压力。其中，天然气进气压力获取装置15可以为压力变送器等可以获取气体压力的装置。本实施中的天然气进气压力控制装置11可以为智能阀门定位器，实现对气动调节阀的自动控制。

优选地，在天然气进气压力获取装置15与天然气缓冲设备9之间设置开关阀16，便于天然气进气压力获取装置15的检修及更换。

实施例一

图3所示为本发明实施例一中燃烧控制装置方框图，本实施例中燃烧控制的原理为：天然气完全燃烧时天然气流量和空气流量满足一定的流量比值关系，在天然气流量一定时，根据这个流量比值来控制空气流量，显然，本发明所属技术领域人员很容易想到，也可以在空气流量一定时，根据这个流量比值来控制天然气流量，这是不需要任何创造性劳动就可以实现的，其也属于本发明保护范围。

结合图1所示，本实施例中的燃烧控制装置包括天然气流量获取装置3和空气流量控制装置4，天然气流量获取装置3可以为流量计，用于获取天然气流量值并将获取的天然气流量发送给空气流量控制装置4，空气流量控制装置4接收天然气流量获取装置3发送的天然气流量并根据天然气和空气流量的比值关系控制空气流量。其中，天然气和空气流量的比值关系为所提供的空气量能够满足天然气完全燃烧。

如图3所示，首先天然气流量获取装置3获取天然气流量值并将获取的天然气流量发送给空气流量控制装置4，其中，天然气流量获取装置3可以为用于测量天然气流量的节流装置，空气流量控制装置4接收天然气流量获取装置3发送的天然气流量并根据天然气和空气流量的比值关系控制空气流量，使得燃烧炉内的天然气可以完全燃烧。

本实施例中燃烧装置还包括空气流量调节装置18，用于调节风机41的变频频率。因为风机41的频率与空气流量满足一定正比例关系，空气流量控制装置4可以通过控制空气流量调节装置18来调节风机41的变频频率，从而控制空气流量。通过对风机41的变频控制来控制空气流量能够节约大量电能。

图4所示为本实施例中上述燃烧控制装置的燃烧控制方法流程图，本实施例中燃烧控制方法包括：

101、获取天然气流量；

102、根据预设的天然气和空气流量比值控制空气流量。

本发明所提供的燃烧控制方法、装置，通过设置天然气流量获取装置3和空气流量控制装置4，当天然气流量一定时，根据天然气和空气流量比值来控制空气流量，使得燃烧炉内的天然气可以完全燃烧，避免造成污染和浪费，同时还可避免因空气不足造成的燃烧炉熄火现象发生或因空气流量过大增加风机的耗电量。

根据一定的天然气流量来控制空气流量使它们的流量比值满足一定关系之前还需要控制天然气流量。

结合图1和图3所示，在实际应用中，燃烧炉内的工作温度与天然气流量满足天然气燃烧值与燃烧炉温度变化的热量守恒关系，为了实现燃烧炉内的工作温度为所需的燃烧炉工作温度，需要根据燃烧炉该热量守恒关系来控制天然气流量。为了实现上述目的，本实施例中的燃烧装置还设置了天然气流量控制装置6和天然气流量调节装置5，可以通过触摸屏或键盘等输入装置将所需的燃烧炉工作温度发送给天然气流量控制装置6，天然气流量控制装置6根据相应地算法控制天然气流量调节装置5来调节天然气流量。本实施例中天然气流量调节装置5可以为气动调节阀，天然气流量控制装置6可以为智能阀门定位器。

相应地，如图3所示，本实施例中燃烧控制方法还包括：

100a、根据预设的燃烧炉工作温度控制天然气流量。

使得天然气流量满足燃烧炉工作温度等于预设的燃烧炉工作温度，即所需的燃烧炉工作温度。

实施例二

图5所示为本发明实施例二中燃烧控制装置方框图，结合图1所示，本实施例中不通过燃烧炉内的工作温度来控制天然气流量，而是通过单回路PID控制来控制天然气流量，使得天然气流量等于所需的天然气流量（即预设的天然气流量）。

首先通过键盘或触摸屏等输入装置将所需的天然气流量发送给天然气流量控制装置6，天然气流量获取装置3获取天然气流量并将获取的天然气流量发送给天然气流量控制装置6，天然气流量控制装置6将其与所需的天然气流量比较，如果两者不相等，则根据相应地控制算法控制天然气流量调节装置5来调节天然气流量。通过单回路PID控制来控制天然气流量，使得天然气流量稳定可控。

相应地，如图6所示，本实施例中燃烧控制方法还包括：

100b、通过单回路PID控制控制天然气流量等于预设的天然气流量。

结合图1所示，本发明实施例中的燃烧控制装置还设置了风机检测装置7和设置在天然气进料通路上的天然气进料通路开关装置8，当风机检测装置7检测到风机故障时，发送风机故障信号给天然气进料通路开关装置8，天然气进料通路开关装置8接收到风机故障信号后切断天然气进料通路，避免燃烧炉内天然气过量造成爆炸。本发明实施例中天然气进料通路开关装置8优选为两位电磁阀。

进一步地，还设置了常明火设备12，包括设置在燃烧炉与天然气缓冲设备9之间的常明火天然气支路13以及设置在常明火天然气支路13上的常明火开关阀14。

当燃烧炉工作时，打开常明火开关阀14为燃烧炉提供常明火，防止燃烧熄灭；当燃烧炉不工作时，关闭常明火开关阀14，防止天然气外漏造成污染和浪费。

通过设置常明火设备12避免了燃烧炉在工作时熄火的现象发生，同时还防止因燃烧熄火造成燃烧炉内天然气过量造成爆炸，增强了燃烧炉的安全性。

本发明实施例中各部分的控制可以采用集成控制也可以单独控制，其都在本发明的保护范围内。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种燃烧控制方法，其特征在于，包括：

获取天然气流量；

根据预设的天然气和空气流量比值控制空气流量。

2.根据权利要求1所述的燃烧控制方法，其特征在于，获取天然气流量步骤之前还包括：

根据预设的燃烧炉工作温度控制天然气流量，使得天然气流量满足燃烧炉工作温度等于预设的燃烧炉工作温度。

3.根据权利要求1所述的燃烧控制方法，其特征在于，获取天然气流量步骤之前还包括：

通过单回路PID控制来控制天然气流量等于预设的天然气流量。

4.根据权利要求1-3任一所述的燃烧控制方法，其特征在于，根据预设的天然气和空气流量比值控制空气流量具体为：

根据预设的空气流量和风机频率比值控制风机频率来控制空气流量。

5.根据权利要求1-3任一所述的燃烧控制方法，其特征在于，还包括：

检测风机工作状态，当风机发生故障时切断天然气进料通路。

6.根据权利要求1-3任一所述的燃烧控制方法，其特征在于，还包括：

通过单回路PID控制来控制天然气进气压力等于预设的天然气进气压力。

7.实现权利要求1-6任一所述的燃烧控制方法的燃烧控制装置，其特征在于，包括：

天然气流量获取装置，用于获取天然气流量值并将获取的天然气流量发送给空气流量控制装置；

空气流量控制装置，用于接收所述天然气流量获取装置发送的天然气流量并根据预设的天然气和空气流量比值控制空气流量。

8.根据权利要求7所述的燃烧控制装置，其特征在于，还包括：

天然气流量调节装置，设置在天然气进料通路上，用于调节天然气流量；

天然气流量控制装置，用于根据预设的燃烧炉工作温度控制所述天然气流量调节装置，使得天然气流量满足燃烧炉工作温度等于预设的燃烧炉工作温度。

9.根据权利要求7所述的燃烧控制装置，其特征在于，还包括：

天然气流量调节装置，设置在天然气进料通路上，用于调节天然气流量；

天然气流量控制装置，用于通过单回路PID控制来控制天然气流量，使得天然气流量等于预设的天然气流量。

10.根据权利要求7-9任一所述的燃烧控制装置，其特征在于，还包括空气流量调节装置，所述空气流量控制装置根据预设的空气流量和风机频率比值控制所述空气流量调节装置来调节风机的频率。

11.根据权利要求7-9任一所述的燃烧控制装置，其特征在于，还包括：

风机检测装置，用于检测风机工作状态并在风机发生故障时发送风机故障信号给天然气进料通路开关装置；

天然气进料通路开关装置，设置在天然气进料通路上，用于接收所述风机检测装置发送的风机故障信号并在接收到风机故障信号后切断天然气进料通路。

12.根据权利要求11任一所述的燃烧控制装置，其特征在于，所述天然气进料通路开关装置为两位电磁阀。

13.根据权利要求7-9任一所述的燃烧控制装置，其特征在于，还包括：

天然气缓冲设备，设置在天然气进气口处，为燃烧炉提供压力等于预设的天然气进气压力的天然气；

天然气进气压力调节装置，设置在天然气进气口与所述天然气缓冲设备之间，用于调节所述天然气缓冲设备中的天然气压力；

天然气进气压力控制装置，用于通过单回路PID控制来控制天然气压力，使得所述天然气缓冲设备中的天然气压力等于预设的天然气进气压力。

14.根据权利要求13所述的燃烧控制装置，其特征在于，还包括：

常明火设备，包括设置在燃烧炉与所述天然气缓冲设备之间的常明火天然气支路以及设置在所述常明火天然气支路上的常明火开关阀。

15.一种燃烧炉，包括燃烧炉本体和物料存放设备，其特征在于，还包括权利要求7-14任一所述的燃烧控制装置。

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