CN104421959A - 一种燃气的燃烧系统及其点火方法 - Google Patents

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董新成
石伟
柳明
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Abstract

本发明公开了一种燃气的燃烧系统,其包括燃烧室、燃气主管道、燃气支管道、空气主管道和中心控制单元;所述燃气主管道、所述空气主管道分别与所述燃烧室相连接;所述燃气主管道上沿燃气流向的方向依次设置有第一燃气压力传感器、第一切断阀、第二切断阀、第二燃气压力传感器;所述第一切断阀和所述第二切断阀之间的燃气主管道与所述燃气支管道的一端相连连通,所述燃气支管道的另一端与所述燃烧室相连接,所述燃气支管道设置有第三切断阀、第四切断阀;所述燃烧室内设置有点火装置和火焰检测装置。本发明实施例的燃烧系统以引火方式点火,并可以对引火前、引火过程、工作燃烧的过程进行控制,防止了爆燃现象、燃气发生泄漏造成安全事故。

Description

一种燃气的燃烧系统及其点火方法
技术领域
本发明涉及燃烧系统,尤其涉及一种燃气的燃烧系统,还涉及该燃烧系统的点火方法。
背景技术
目前,矿棉板的干燥工艺中会使用燃气作为热源,鼓风机将天然气燃烧器燃烧产生的热气送入干燥区域,不过在使用为中大型的燃烧器,在点火的过程,很容易出现安全事故,如天然气点火不成功,进入干燥区域,可能在干燥区域引起爆炸,或者在点火前,天然气通入过量,在燃烧室引起爆燃,损坏设备,甚至造成爆炸,造成严重的经济损失和人员伤亡,或当燃气气源压力不稳定,出现较大波动,以及燃气发生泄漏时,不能及时灭火,造成严重安全事故等。
发明内容
本申请提供了一种燃气的燃烧系统,其包括燃烧室、燃气主管道、燃气支管道、空气主管道和中心控制单元;
所述燃气主管道、所述空气主管道分别与所述燃烧室相连接;
所述燃气主管道上沿燃气流向的方向依次设置有第一燃气压力传感器、第一切断阀、第二切断阀、第二燃气压力传感器;
所述第一切断阀和所述第二切断阀之间的燃气主管道与所述燃气支管道的一端相连连通,所述燃气支管道的另一端与所述燃烧室相连接,所述燃气支管道设置有第三切断阀、第四切断阀;
所述燃烧室内设置有点火装置和火焰检测装置;
所述中心控制单元在向所述燃烧室内通入空气后,根据第一燃气压力传感器的压力信号,开启所述第一切断阀和第三、第四切断阀;所述中心控制单元根据所述火焰检测装置测到的引火火焰的信号,开启所述第二切断阀;所述中心控制单元根据所述火焰检测器检测到的所述工作火焰的信号,控制所述点火装置停止工作。
优选地,在所述点火装置点火后,所述中心控制单元根据所述火焰检测装置检测到无火焰的信号,控制所述第一切断阀、第二切断阀和第三、第四切断阀同时关闭。
优选地,在所述第一燃气压力传感器前面的所述燃气主管道上设置有燃气流量传感器。
优选地,在所述燃烧室内设置有第三压力传感器。
优选地,在所述第一燃气压力传感器和所述第二切断阀之间的燃气主管道上设置有燃气流量控制装置。
优选地,所述燃气流量控制装置包括燃气控制阀门和阀门控制器。
优选地,所述燃烧系统还包括主燃气喷嘴,所述燃气主管道和所述空气主管道通过所述主燃气喷嘴与所述燃烧室相连通。
优选地,所述空气主管道上设置有空气流量传感器。
优选地,所述燃烧系统还包括副燃气喷嘴和空气副管道,所述燃气支管道和所述空气副管道通过副燃气喷嘴与所述燃烧室相连接。
本发明还提供了一种基于上述的燃烧系统的点火方法,包括如下的步骤:
先向所述燃烧室内通入空气,然后所述中心控制单元根据第一燃气压力传感器的压力信号,开启所述第一切断阀和第三、第四切断阀,燃气经所述燃气主管道前段和燃气支管道进入所述燃烧室,所述中心控制单元控制所述点火装置点燃由所述燃气支管道通入的燃气,产生引火火焰;
所述中心控制单元根据所述火焰检测装置测到的所述引火火焰的信号,开启所述第二切断阀,燃气经所述燃气主管道进入燃烧室,并被所述引火火焰点燃,产生工作火焰;
所述中心控制单元根据所述火焰检测器检测到的所述工作火焰的信号,控制所述点火装置停止工作,所述燃烧系统的燃气点火成功。
优选地,所述中心控制单元在控制所述点火装置点燃由所述燃气支管道通入的燃气后,根据所述火焰检测器未检测到所述工作火焰的信号,关闭所述第一、第二切断阀和第三、第四切断阀。
优选地,还包括在所述在燃烧系统的燃气点火成功后,根据燃烧所需配比以及所需热量,所述中心控制单元控制所述燃气流量控制装置调节燃气主管道的燃气流量,并控制所述助燃风机调节空气主管道的空气流量。
优选地,还包括当所述助燃风机停止工作或空气流量传感器检测的流量迅速下降时,关闭所述第一、第二切断阀和第三、第四切断阀。
优选地,还包括在所述在燃烧系统的燃气点火成功后,所述中心控制单元根据第三压力传感器监测的压力信号,判断燃烧室内压力是否正常,若压力超出预设范围,则控制报警器发出报警信号或关闭第一切断阀、第二切断阀和第三、第四切断阀。
与有关技术相比,本发明实施例的有益效果如下:
(1)安全性高:天然气主、支管道均设置双切断阀控制。该燃烧器配备引火,并且引火燃气与工作燃气相同,不用引用另外一种燃气,节省燃料,增加安全性。燃烧室启动时,先点引火,通过火焰检测装置检测引火火焰正常稳定时,中心控制单元才打开燃气主管道的阀门,工作燃气才能进入锅炉正常燃烧,避免燃气主管道通入过量的燃气,防止了爆燃现象。若引火火焰不正常或没有点燃引火,中心控制单元则自动关闭第一切断阀和第三、第四切断阀,避免了点火失败造成的事故。在引火点燃后,若工作燃气不能正常燃烧,则中心控制单元根据火焰检测装置检测的无火焰信号自动关闭第一切断阀、第二切断阀和第三、第四阀门,避免燃气进入干燥区域。
当燃气气源压力不稳定,出现较大波动时,或者燃气主管道及设置燃气主管道上部件发生泄漏时,中心控制单元则根据第一燃气压力传感器和第二燃气压力传感器可以实时监测燃气主管道的压力信号,中心控制单元则自动关闭第一切断阀、第二切断阀和第三、第四切断阀等阀门,避免出现安全事故。
燃烧室内的压力传感器可以实时监测燃烧室内压力的情况,压力过高或过低并超过预设压力值时,中心控制单元控制报警器发出报警信号。必要时,中心控制单元可自动关闭第一切断阀、第二切断阀和第三、第四切断阀等阀门,保证产生的热量不会在燃烧室聚积产生危险。
当助燃风机停止工作或空气流量传感器检测的流量迅速下降时,中心控制单元关闭自动第一切断阀、第二切断阀和第三、第四切断阀,以防止非正常燃烧可能产生的危险。
(2)热效率高:由于根据所需的温度值,燃气流量控制装置自动调节燃气流量,同时还可以根据燃烧所需配比自动调节空气流量,这样保证燃气充分燃烧,提高燃烧的热效率,能适应燃气压力波动。
(3)燃料适应性强:该种燃烧器只需更换少量部件就能适用于天然气、液化石油气、煤气、液化石油混合气、沼气以及其它类燃气。
附图说明
图1为本发明实施例的燃烧系统的示意图;
附图标记:1-燃气主管道,2-燃气流量传感器,3-第一燃气压力传感器,4-第一切断阀,5-第二切断阀,6-燃气流量控制装置,7-第二燃气压力传感器,8-燃气支管道,9-燃烧室,10-助燃风机,11-空气主管道,12-空气副管道,13-第三切断阀,14-第四切断阀
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1所示,为本发明实施例的矿棉吸声板干燥工艺过程中的燃烧系统,所使用燃气为天然气,燃烧系统包括中心控制单元、燃烧室9、燃气主管道1、燃气支管道8和空气主管道11;
燃气主管道1,空气主管道11与燃烧室9相连接;燃气主管道1上沿燃气流向的方向依次设置有燃气流量传感器2,第一燃气压力传感器3、第一切断阀4、第二切断阀5、燃气流量控制装置6、第二燃气压力传感器7;第一切断阀4和第二切断阀5之间的管道与燃气支管道8的一端相连接,燃气支管道8的另一端与燃烧室9相连接,燃气支管道8设置有第三切断阀13及第四切断阀14;在燃烧室9内设置有点火装置和火焰检测装置,点火装置可以为常规使用的点火装置,如可以选用能产生电火花的电极;火焰检测装置也可以为常规的燃气火焰检测装置。
中心控制单元包括优选可编程控制器,包括CPU、电源模块、晶体管、模拟量输入模块、晶体管、继电器、模拟量输出模块、高速计数模块、远程扩展模块、CPU通讯模块、触摸屏通讯模块等。中心控制单元用于在向燃烧室9内通入空气后,根据第一燃气压力传感器3和第二燃气压力传感器7的压力信号,开启第一切断阀4和第三切断阀13及第四切断阀14;中心控制单元根据火焰检测装置测到的引火火焰的信号,开启第二切断阀5;中心控制单元再根据火焰检测器检测到的工作火焰的信号,控制点火装置停止工作,燃烧系统的燃气点火成功。
在点火装置点火后,中心控制单元用于根据火焰检测装置检测到无火焰的信号,控制第一切断阀4、第二切断阀5和第三切断阀13、第四切断阀14的同时关闭。
燃气流量传感器2与中心控制单元相连接,这样燃流量传感器2的测量的流量可以在线传送给中心控制单元。
燃气流量控制装置6与中心控制相连接,燃气流量控制装置6可以根据中心控制单元的信号,调节燃气流量的大小。燃气流量控制装置6可以采用常规使用的燃气流量控制装置6,如燃气流量控制装置6可以包括天气燃气控制阀门和阀门控制器的组合装置。
为了防止燃气燃烧产生的热量在燃烧室9过度积聚,燃烧室9内设置有第三压力传感器,第三压力传感器可以选用负压计,第三压力传感器可以实时监测燃烧室9内外的压力差的变化,当压力差过大时,即燃烧室9内产生过多的热量,造成燃烧室9的压力上升,第三压力传感器就可以实时监测到,并将监测结果传送给中心控制单元。
为了增加燃烧系统的安全性能,燃气主管道设置两个切断阀;燃气支管道8再设置第四切断阀14,这样就多设置一个切断阀,增加燃气支管道8通气的安全性,第三切断阀13与第四切断阀14在燃气支管道上的顺序无限制要求。
空气主管道11的始端还设置有助燃风机10,中心控制单元可以通过控制助燃风机10的转速,从而调节空气主管道11的空气流量。空气主管道11上设置有空气流量传感器。燃气主管道1和空气主管道11通过主燃气喷嘴与燃烧室9相连通,这样燃气主管道1中燃气通过喷嘴后和空气副管道12中空气通过喷嘴后,进入燃烧室9并相互充分混合。
燃烧系统还包括副燃气喷嘴和空气副管道12,燃气支管道8和空气副管道12通过副燃气喷嘴与燃烧室9相连接,这样燃气支管道8中燃气通过喷嘴后和空气副管道12中空气通过喷嘴后,进入燃烧室9并相互充分混合。
下面介绍一下本燃烧系统工作过程;
(1)在中心控制单元按“点火”键,中心控制单元先向助燃风机10发出助燃风机10启动信号,助燃风机10将空气由空气主管道11送入燃烧室9内,然后中心控制单元根据接收到的第一燃气压力传感器3及第二燃气压力传感器7的压力信号,判断燃气主管道1提供的燃气压力是否处于预设压力范围内,中心控制单元就发出第一切断阀4开启指令和第三切断阀13和第四切断阀14指令,从而开启第一切断阀4、第三切断阀13和第四切断阀14,如果超过预设压力,中心控制单元不发出,从而实现中心控制单元控制第一切断阀4、第三切断阀13和第四切断阀14的开启,开启后,燃气经燃气主管道1的前段和燃气支管道8进入燃烧室9,中心控制单元控制点火电极产生电火花,从而引燃由燃气支管道8通入的天然气,产生引火火焰;
(2)中心控制单元根据火焰检测器的检测到引火火焰的信号,开启第二切断阀5,燃气经燃气主管道1进入燃烧室9,由燃气主管道1通入的燃气被引火火焰点燃,产生工作火焰;
(3)中心控制单元根据火焰检测器检测到的工作火焰的信号,控制电极停止工作,燃烧系统的燃气点火成功。当火焰检测器未检测到工作火焰的信号时,中心控制单元出发指令,关闭第一切断阀4、第三切断阀13和第四切断阀14,从而保证了点火过程的安全。
在完成点火后及燃烧运行过程中,由第一燃气压力传感器3和第二燃气全程监控燃气主管道1内的压力,若第一燃气压力传感器3测定的压力高于预设压力,则说明进入燃气主管道1的压力过高,中心控制单元则控制第一切断阀4和第二切断阀5自动关闭,从而切断燃气主管道1的气路,防止燃气的气源压力不稳带来的安全事故,保证生产的安全;若第二燃气压力传感器7测定的压力低于预设的压力,有可能前面的发生燃气泄露,中心控制单元也会控制第一切断阀4和第二切断阀5自动关闭,从而保证不发生意外事故。
为了保证燃烧充分并且安全,在运行过程中,中心控制单元根据燃烧所需配比以及所需热量,控制燃气流量控制装置6调节燃气主管道1的燃气流量,并通过调节助燃风机10的转速,从而调节空气主管道11的空气流量。
根据第三压力传感器监测的压力,燃气流量控制装置6调节燃气通入燃烧室9的流量。燃烧室9内的第三燃气压力传感器测定到压力超过预定压力时,说明燃烧内的产生的热量过多,中心控制单元则控制燃气调节装置减小燃气的流量或直接关闭燃气主管道1上的第一切断阀4和第二切断阀5,从而燃气产生的热量不在燃烧室9内聚积,进而造成烧损设备或爆炸的危险。当燃烧室9内的第三燃气压力传感器测定到压力低于预定压力时,说明燃烧内的产生的热量不足,中心控制单元则控制燃气调节装置增加燃气的流量。同时,当燃烧室内的压力过低或过高时,超出预设范围,中心控制单元则控制报警器发生报警信号,工作人员可以及时排除故障,避免安全事故。
当助燃风机10发生故障或者与燃烧室9相连接的干燥区域的循环管路发生故障时,中心控制单元控制报警器发生报警,必要时则自动关闭燃气主管道1上的第一切断阀4第二切断阀5、第三切断阀13和第四切断阀14,从而达到灭火的目的,保证了生产的安全。
上述实施例的燃烧系统可以使用天然气,天然气作为燃烧介质具有安全清洁高效的特点。作为可变换的实施方式,也可以采用液化石油气、煤气、液化石油混合气、瓦斯气、沼气以及其它类燃气。
虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种燃气的燃烧系统,其特征在于,其包括燃烧室、燃气主管道、燃气支管道、空气主管道和中心控制单元;
所述燃气主管道、所述空气主管道分别与所述燃烧室相连接;
所述燃气主管道上沿燃气流向的方向依次设置有第一燃气压力传感器、第一切断阀、第二切断阀、第二燃气压力传感器;
所述第一切断阀和所述第二切断阀之间的燃气主管道与所述燃气支管道的一端相连连通,所述燃气支管道的另一端与所述燃烧室相连接,所述燃气支管道设置有第三切断阀、第四切断阀;
所述燃烧室内设置有点火装置和火焰检测装置;
所述中心控制单元在向所述燃烧室内通入空气后,根据第一燃气压力传感器的压力信号,开启所述第一切断阀和第三、第四切断阀;所述中心控制单元根据所述火焰检测装置测到的引火火焰的信号,开启所述第二切断阀;所述中心控制单元根据所述火焰检测器检测到的所述工作火焰的信号,控制所述点火装置停止工作。
2.根据权利要求1所述的燃烧系统,其中,在所述点火装置点火后,所述中心控制单元根据所述火焰检测装置检测到无火焰的信号,控制所述第一切断阀、第二切断阀和第三、第四切断阀同时关闭。
3.根据权利要求1所述的燃烧系统,其中,在所述第一燃气压力传感器前面的所述燃气主管道上设置有燃气流量传感器。
4.根据权利要求1所述的燃烧系统,其中,在所述燃烧室内设置有第三压力传感器。
5.根据权利要求1所述的燃烧系统,其中,在所述第一燃气压力传感器和所述第二切断阀之间的燃气主管道上设置有燃气流量控制装置。
6.根据权利要求5所述的燃烧系统,其中,所述燃气流量控制装置包括燃气控制阀门和阀门控制器。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的燃烧系统,其中,所述燃烧系统还包括主燃气喷嘴,所述燃气主管道和所述空气主管道通过所述主燃气喷嘴与所述燃烧室相连通。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的燃烧系统,其中,所述空气主管道上设置有空气流量传感器。
9.根据权利要求1-6中任意一项所述的燃烧系统,其中,所述燃烧系统还包括副燃气喷嘴和空气副管道,所述燃气支管道和所述空气副管道通过副燃气喷嘴与所述燃烧室相连接。
10.一种基于如权利要求1-9所述的燃烧系统的点火方法,其特征在于,包括如下的步骤:
先向所述燃烧室内通入空气,然后所述中心控制单元根据第一燃气压力传感器的压力信号,开启所述第一切断阀和第三、第四切断阀,燃气经所述燃气主管道前段和燃气支管道进入所述燃烧室,所述中心控制单元控制所述点火装置点燃由所述燃气支管道通入的燃气,产生引火火焰;
所述中心控制单元根据所述火焰检测装置测到的所述引火火焰的信号,开启所述第二切断阀,燃气经所述燃气主管道进入燃烧室,并被所述引火火焰点燃,产生工作火焰;
所述中心控制单元根据所述火焰检测器检测到的所述工作火焰的信号,控制所述点火装置停止工作,所述燃烧系统的燃气点火成功。
11.根据权利要求10所述的点火方法,其中,所述中心控制单元在控制所述点火装置点燃由所述燃气支管道通入的燃气后,根据所述火焰检测器未检测到所述工作火焰的信号,关闭所述第一、第二切断阀和第三、第四切断阀。
12.根据权利要求10所述的点火方法,其中,还包括在所述在燃烧系统的燃气点火成功后,根据燃烧所需配比以及所需热量,所述中心控制单元控制所述燃气流量控制装置调节所燃气主管道的燃气流量,并控制所述助燃风机调节空气主管道的空气流量。
13.根据权利要求10-12中任意一项所述的点火方法,其中,还包括当所述助燃风机停止工作或空气流量传感器检测的流量迅速下降时,关闭所述第一、第二切断阀和第三、第四切断阀。
14.根据权利要求10-12中任意一项所述的点火方法,其中,还包括在所述燃烧系统的燃气点火成功后,所述中心控制单元根据第三压力传感器监测的压力信号,判断燃烧室内压力是否正常,若压力超出预设范围,则控制报警器发出报警信号或关闭第一切断阀、第二切断阀和第三、第四切断阀。
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