CN105157003B - 智能燃烧机 - Google Patents
智能燃烧机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105157003B CN105157003B CN201510649486.6A CN201510649486A CN105157003B CN 105157003 B CN105157003 B CN 105157003B CN 201510649486 A CN201510649486 A CN 201510649486A CN 105157003 B CN105157003 B CN 105157003B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fuel
- wind turbine
- control
- control device
- combustion machine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
Abstract
一种智能燃烧机，其包括：燃料喷嘴、风机、传感装置以及控制装置；所述燃料喷嘴提供燃烧所需燃料，所述风机提供燃烧所需风量，所述燃料喷嘴设置于所述风机下游；所述传感装置采集烟气中氧气含量数据和蒸汽状态数据，所述传感器与所述控制装置进行数据传输，所述控制装置根据接收的数据，控制所述燃料喷嘴的喷射量以及风机的转速。本发明的智能燃烧机将锅炉产出蒸汽的状态参数和锅炉烟气中的氧气含量作为控制装置的输入参数，提高了燃烧机的控制精度，即使在燃料的成分发生明显改变时，也可以保证具有合理的燃料空气比，从而减少锅炉热损失，提高热效率，并降低污染物排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种燃烧机，尤其涉及一种可根据烟气中含氧量以及蒸汽状态数据进行智能调节的燃烧机。
背景技术
锅炉是重要的以煤炭为燃料的能源消耗装置，但是，随着环保压力的增大，越来越多的锅炉改用使用清洁燃料的燃烧机。因此，能够燃烧天然气或者其它液体燃料的燃烧机技术受到日益重视。
锅炉对燃烧机的要求一是热效率高，二是污染物排放低。具体地，决定锅炉热效率和污染物排放的最主要因素是燃料和空气的比例，而最直接反映燃料和空气比例的参数就是锅炉排出的烟气中的氧气含量。烟气中氧气含量太高，说明风量太大，导致烟气带走的热量增加，从而锅炉的热效率下降。烟气中氧含量过低，则会造成炉膛中氧气不足，燃料燃烧不充分，化学能损失增加，浪费燃料。
同时，烟气中的CO、未燃燃料成分等污染物增加，会造成空气污染。因此，烟气中的氧气含量要控制在合理的范围内，通常该数值控制在1～3％范围内。为了最大限度的节省燃料，在燃烧机运行过程中需要根据锅炉的负荷和环境变化甚至燃料成分的变化不断调节空气量和燃料量，保持锅炉出口烟气的氧气含量在最合适的范围内。
目前，燃烧机的自动调节有两种方式。一种是非连续调节，这种方式是指燃烧机功率从启动点火到全功率之间是阶梯式变化的。小功率的采用一级，即仅一个喷嘴。中等功率的燃烧机采用二级，大功率的采用三级。在运行过程中根据锅炉给出的蒸汽压力、温度等信号开或关一部分喷嘴实现燃料调节，同时相应的调节风门开度改变空气量。然而，这种调节方式只能大致保持燃料和空气比例合理。
另一种是连续调节或称作比例调节，燃烧器输出功率可在最大值(全负荷)与最小值之间连续变化，通常是采用气动式或电动式执行器来调节燃料空气比例。随着功率的增加可以保持燃料和空气比例基本不变。与非连续调节方式相比，功率调节更加灵活，并且在所有状态都可以保持燃料和空气比例基本合理。
这两种调节方式都是根据锅炉给出的蒸汽压力或温度信号来改变燃料量，同时相应改变空气量，而空气量的调节则是通过改变风门开度。这种调节方式存在两个缺点。一是燃料和空气的比例只能按照预先设定的规律进行调节，当燃料成分发生改变时(燃料的理论空气量也会改变)，原先设定的燃料空气比例可能不再合适，从而会导致锅炉热效率下降，排放增加。第二个缺点是空气量的改变是通过调节风门实现的，导致在低负荷时虽然需要的空气量减少，但是风机所消耗的电能并没有减少，造成电能的浪费。
因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能燃烧机，以克服现有技术中存在的不足。
为实现上述目的，本发明提供一种智能燃烧机，其提供的燃料在炉膛中燃烧，所述智能燃烧机包括：燃料喷嘴、风机、传感装置以及控制装置；
所述燃料喷嘴提供燃烧所需燃料，所述风机提供燃烧所需风量，所述燃料喷嘴设置于所述风机下游；
所述传感装置采集烟气中氧气含量数据和蒸汽状态数据，并将采集到的数据发送至所述控制装置；
所述控制装置根据接收的数据，控制所述燃料喷嘴的喷射量以及风机的转速。
作为本发明的智能燃烧机的改进，还包括燃料调节装置，所述燃料调节装置接收所述控制装置所发送的燃料控制信号，并根据所述燃料控制信号调节所述燃料喷嘴的喷射量。
作为本发明的智能燃烧机的改进，所述燃料调节装置包括阀门，所述阀门设置于所述燃料喷嘴所在的燃料输送管道上，所述燃料调节装置通过控制阀门调节所述燃料喷嘴的喷射量。
作为本发明的智能燃烧机的改进，所述阀门为回油阀或调节阀。
作为本发明的智能燃烧机的改进，还包括风机室，所述风机室与所述炉膛相连通，所述风机设置于所述风机室中，所述燃料喷嘴设置于所述风机室与炉膛连通的通道中，并位于所述风机的下游，所述燃料喷嘴朝向所述炉膛设置。
作为本发明的智能燃烧机的改进，所述风机为变频风机。
作为本发明的智能燃烧机的改进，所述传感装置包括氧气传感器和蒸汽传感器，所述氧气传感器用于采集烟气中的氧气含量数据，所述蒸汽传感器用于采集蒸汽状态数据，所述传感器选用压力传感器和/或温度传感器。
作为本发明的智能燃烧机的改进，所述氧气传感器设置于与所述炉膛相连通的排气烟道中，且所述氧气传感器靠近所述排气烟道的出口端设置；
所述蒸汽传感器设置于蒸汽输送管道中，所述蒸汽输送管道的入口端和出口端位于所述炉膛的外部空间中，所述蒸汽输送管道的管体部分位于所述炉膛中，所述蒸汽传感器靠近所述蒸汽输送管道的出口端设置。
作为本发明的智能燃烧机的改进，所述控制装置与所述风机信号传输，所述控制装置通过发出控制信号控制所述风机的风量。
与现有技术相比，本发明的智能燃烧机具有如下有益效果：
(1)同时将锅炉产出蒸汽的状态参数和锅炉烟气中的氧气含量作为控制装置的输入参数，提高了燃烧机的控制精度。即使在燃料的成分发生明显改变时，也可以保证具有合理的燃料空气比。从而，可以减少锅炉热损失，提高热效率，并降低污染物排放。
(2)通过采用变频风机，当燃烧机在低负荷运行时，由控制装置发出指令降低风机转速，减少空气量。与采用恒转速风机、通过调节风门减少空气量的方式相比，可以大大减少风机消耗的电能，可以节省75％的电能。
附图说明
图1是本发明的智能燃烧机平面示意图。
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明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明的智能燃烧机可以根据锅炉的负荷情况以及燃料成分变化自动调节燃料流量和空气量，优化燃料和空气的配比，一方面提高了燃料的燃烧效率，另一方面减少了烟气带走的热量，提高锅炉的热效率。同时还能降低风机的耗电量，节约电能。
如图1所示，具体地，本发明的智能燃烧机100可根据烟气中含氧量以及蒸汽状态数据进行对提供的燃料的喷射流量进行调节，提供的燃料在炉膛60中燃烧。所述智能燃烧机100包括：燃料喷嘴10、风机20、传感装置以及控制装置40。
所述燃料喷嘴10用于提供燃烧所需燃料，该燃料喷嘴10与燃料输送管道相连，通过燃料输送管道可向燃料喷嘴10输送相应燃料。此外，所述燃料喷嘴10朝向所述炉膛60设置。从而，燃料喷嘴10将输送的燃料喷射到炉膛60中进行燃烧。所述燃料喷嘴10的喷射流量通过所述控制装置40进行控制。
此外，所述智能燃烧机100还包括燃料调节装置50，所述燃料调节装置50与所述控制装置40信号传输，所述燃料调节装置50设置于所述燃料喷嘴10所在的燃料输送管道上。此时，所述控制装置40通过燃料调节装置50控制燃料喷嘴10的喷射流量。具体地，所述燃料调节装置50包括阀门51和信号接收单元52，所述阀门51设置于所述燃料喷嘴10所在的燃料输送管道上。从而，通过调节阀门51对管道中燃料的流量进行控制，进而控制燃料喷嘴10的喷射流量。
上述实施方式中，所述阀门51为回油阀或调节阀。所述阀门51为回油阀时，对应的燃料为液体燃料；所述阀门51为调节阀时，对应的燃料为气体燃料。
所述风机20用于提供燃烧所需风量，所述燃料喷嘴10设置于所述风机20下游。所述智能燃烧机100还包括风机室70，所述风机20设置于所述风机室70中。所述风机室70同时与炉膛60相连通，从而，风机20输送的风量可进入到炉膛60中，为燃料燃烧提供氧气。
所述风机20的转速由所述控制装置40进行控制。具体地，所述控制装置40与所述风机20信号传输，所述风机20接收所述控制装置发出的控制信号。优选地，所述风机20为变频风机。从而，当燃烧机在低负荷运行时，由控制装置40发出指令降低风机转速，减少空气量。如此，可以大大减少风机消耗的电能，可以节省75％的电能。
所述传感装置用于采集烟气中氧气含量数据和蒸汽状态数据，所述传感器与所述控制装置40数据传输，从而将采集的数据传输至控制装置40。具体地，所述传感装置包括氧气传感器31和蒸汽传感器32，其中，所述蒸汽传感器包括压力传感器和/或温度传感器。
上述实施方式中，所述氧气传感器31用于采集烟气中氧气含量数据，其设置于排气烟道80中，所述排气烟道80与所述炉膛60相连通，所述氧气传感器31靠近排气烟道80的出口端设置。
所述蒸汽传感器32用于采集蒸汽状态数据，其设置于蒸汽输送管道90中，所述蒸汽输送管道90的入口端和出口端位于所述炉膛60的外部空间中，所述蒸汽输送管道90的管体部分位于所述炉膛60中，所述蒸汽传感器32靠近所述蒸汽输送管道90的出口端设置。进一步地，蒸汽传感器32通过压力传感器、温度传感器可采集蒸汽的压力和温度。
如上所述，所述控制装置40控制所述燃料喷嘴10的喷射量以及风机20的转速。具体地，所述控制装置40根据接收的氧气含量数据和蒸汽状态数据，通过相应算法，输出控制信号到燃料调节装置50和风机20，从而改变喷射流量和风机转速，以达到改变燃料流量和空气流量的目的。直到产出的蒸汽参数和排出的烟气中的氧气含量达到预先设定的数值。优选地，烟气中的氧气体积含量应该控制在2％左右。
需要说明的是，所述算法是以经验为基础模糊自整定PID(比例-积分-微分)控制算法。该算法首先将氧气含量和蒸汽状态参数等处理成控制装置要求的输入量(模糊量)，然后，根据输入参数设定值和操作经验数据等模糊控制规则、结合自整定PID参数KP、KI、KD进行模糊决策。最后，将控制装置输出的模糊量变成精确值传送给燃料调节装置，从而，得以控制燃料喷射量和风机转速。
综上所述，本发明的智能燃烧机具有如下有益效果：
(1)同时将锅炉产出蒸汽的状态参数和锅炉烟气中的氧气含量作为控制装置的输入参数，提高了燃烧机的控制精度。即使在燃料的成分发生明显改变时，也可以保证具有合理的燃料空气比。从而，可以减少锅炉热损失，提高热效率，并降低污染物排放。
(2)通过采用变频风机，当燃烧机在低负荷运行时，由控制装置发出指令降低风机转速，减少空气量。与采用恒转速风机、通过调节风门减少空气量的方式相比，可以大大减少风机消耗的电能，可以节省75％的电能。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (7)
1.一种智能燃烧机，其提供的燃料在炉膛（60）中燃烧，其特征在于，所述智能燃烧机包括：燃料喷嘴(10)、风机(20)、传感装置、控制装置(40)以及燃料调节装置(50)；
所述燃料喷嘴(10)提供燃烧所需燃料，所述风机(20)提供燃烧所需风量，所述燃料喷嘴(10)设置于所述风机(20)下游；
所述传感装置采集烟气中氧气含量数据和蒸汽状态数据，并将采集到的数据发送至所述控制装置(40)；
所述控制装置(40)根据接收的数据，控制所述燃料喷嘴(10)的喷射量以及风机(20)的转速；
所述控制装置(40)根据接收的氧气含量数据和蒸汽状态数据，通过相应算法，输出控制信号到燃料调节装置(50)和风机（20）；
所述算法是以经验为基础模糊自整定PID控制算法，该算法包括以下步骤：
将氧气含量和蒸汽状态参数处理成控制装置要求的输入量；
根据输入参数设定值和操作经验数据模糊控制规则、结合自整定PID参数KP、KI、KD进行模糊决策；
将控制装置输出的模糊量变成精确值传送给燃料调节装置及风机；
所述燃料调节装置(50)包括阀门(51)，所述阀门(51)设置于所述燃料喷嘴(10)所在的燃料输送管道上，所述燃料调节装置(50)通过控制阀门(51)调节所述燃料喷嘴(10)的喷射量；
所述阀门(51)为回油阀或调节阀。
2.根据权利要求1所述的智能燃烧机，其特征在于，所述燃料调节装置(50)接收所述控制装置(40)所发送的燃料控制信号，并根据所述燃料控制信号调节所述燃料喷嘴(10)的喷射量。
3.根据权利要求1所述的智能燃烧机，其特征在于，还包括风机室(70)，所述风机室(70)与所述炉膛(60)相连通，所述风机(20)设置于所述风机室(70)中，所述燃料喷嘴(10)设置于所述风机室(70)与炉膛(60)连通的通道中，并位于所述风机(20)的下游，所述燃料喷嘴(10)朝向所述炉膛(60)设置。
4.根据权利要求1所述的智能燃烧机，其特征在于，所述风机(20)为变频风机(20)。
5.根据权利要求1所述的智能燃烧机，其特征在于， 所述传感装置包括氧气传感器(31)和蒸汽传感器(32)，所述氧气传感器(31)用于采集烟气中的氧气含量数据，所述蒸汽传感器(32)用于采集蒸汽状态数据，所述传感装置选用压力传感器或温度传感器。
6.根据权利要求2所述的智能燃烧机，其特征在于，所述氧气传感器(31)设置于与所述炉膛(60)相连通的排气烟道(80)中，且所述氧气传感器(31)靠近所述排气烟道(80)的出口端设置；
所述蒸汽传感器(32)设置于蒸汽输送管道(90)中，所述蒸汽输送管道(90)的入口端和出口端位于所述炉膛(60)的外部空间中，所述蒸汽输送管道(90)的管体部分位于所述炉膛(60)中，所述蒸汽传感器(32)靠近所述蒸汽输送管道(90)的出口端设置。
7.根据权利要求1所述的智能燃烧机，其特征在于，所述控制装置(40)与所述风机(20)信号传输，所述控制装置(40)通过发出控制信号控制所述风机(20)的风量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510649486.6A CN105157003B (zh) | 2015-10-08 | 2015-10-08 | 智能燃烧机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510649486.6A CN105157003B (zh) | 2015-10-08 | 2015-10-08 | 智能燃烧机 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105157003A CN105157003A (zh) | 2015-12-16 |
| CN105157003B true CN105157003B (zh) | 2018-07-31 |
Family
ID=54797966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510649486.6A Active CN105157003B (zh) | 2015-10-08 | 2015-10-08 | 智能燃烧机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105157003B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113915601A (zh) * | 2021-09-09 | 2022-01-11 | 中国五环工程有限公司 | 燃油燃气锅炉空燃比自动控制系统及控制方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2906705Y (zh) * | 2006-01-16 | 2007-05-30 | 宫卓立 | 智能化注汽锅炉监控系统 |
| CN102927594A (zh) * | 2012-11-11 | 2013-02-13 | 湖南宏大锅炉设备有限公司 | 多功能高温高效节能蒸汽炉灶 |
| CN203571699U (zh) * | 2013-11-21 | 2014-04-30 | 天津机器人锅炉有限公司 | 一种具有远程监控功能的智能锅炉系统 |
| CN203628609U (zh) * | 2013-12-20 | 2014-06-04 | 于丛林 | 注汽锅炉干度调节控制装置 |
| CN203744293U (zh) * | 2013-11-06 | 2014-07-30 | 李延新 | 一种数控燃气燃烧装置 |
| CN204114899U (zh) * | 2014-08-27 | 2015-01-21 | 杭州德联科技股份有限公司 | 一种燃焦炉煤气蒸汽锅炉控制系统 |
| JP2015078806A (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 三浦工業株式会社 | ボイラ |
| CN204423051U (zh) * | 2015-02-13 | 2015-06-24 | 杭州迈欧科技有限公司 | 锅炉智能控制器 |
| CN204534572U (zh) * | 2015-04-21 | 2015-08-05 | 王雪芳 | 带智能控制装置的气化燃烧器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100451311C (zh) * | 2007-07-05 | 2009-01-14 | 东北大学 | 一种微型燃气轮机的燃烧控制装置及控制方法 |
-
2015
- 2015-10-08 CN CN201510649486.6A patent/CN105157003B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2906705Y (zh) * | 2006-01-16 | 2007-05-30 | 宫卓立 | 智能化注汽锅炉监控系统 |
| CN102927594A (zh) * | 2012-11-11 | 2013-02-13 | 湖南宏大锅炉设备有限公司 | 多功能高温高效节能蒸汽炉灶 |
| JP2015078806A (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 三浦工業株式会社 | ボイラ |
| CN203744293U (zh) * | 2013-11-06 | 2014-07-30 | 李延新 | 一种数控燃气燃烧装置 |
| CN203571699U (zh) * | 2013-11-21 | 2014-04-30 | 天津机器人锅炉有限公司 | 一种具有远程监控功能的智能锅炉系统 |
| CN203628609U (zh) * | 2013-12-20 | 2014-06-04 | 于丛林 | 注汽锅炉干度调节控制装置 |
| CN204114899U (zh) * | 2014-08-27 | 2015-01-21 | 杭州德联科技股份有限公司 | 一种燃焦炉煤气蒸汽锅炉控制系统 |
| CN204423051U (zh) * | 2015-02-13 | 2015-06-24 | 杭州迈欧科技有限公司 | 锅炉智能控制器 |
| CN204534572U (zh) * | 2015-04-21 | 2015-08-05 | 王雪芳 | 带智能控制装置的气化燃烧器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105157003A (zh) | 2015-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5774381B2 (ja) | 排熱回収ボイラおよび発電プラント | |
| US8490379B2 (en) | Gas turbine control device | |
| EP2738371A2 (en) | A system and method for operating a gas turbine in a turndown mode | |
| US20100003123A1 (en) | Inlet air heating system for a gas turbine engine | |
| WO2010082360A1 (ja) | エンジン | |
| US20120100493A1 (en) | Assured compliance mode of operating a combustion system | |
| CN105157003B (zh) | 智能燃烧机 | |
| CN105674257A (zh) | 一种两级可调的水蒸汽等离子体旋流燃烧器 | |
| US8844295B2 (en) | Method for meeting a purge flow requirement for a power plant and a power plant having a purge control system | |
| CN206512243U (zh) | 热处理炉群烟回收系统 | |
| CN202927848U (zh) | 一种生活垃圾焚烧炉自动燃烧控制系统 | |
| CN103299129B (zh) | 氧燃烧锅炉的运转控制方法及装置 | |
| CN110207362B (zh) | 一种燃气热水器风量自适应控制方法 | |
| CN207334775U (zh) | 生物质燃气锅炉烟气排放氧含量监测分析控制装置 | |
| CN105387507B (zh) | 节能环保型燃气冷凝模块供暖机组 | |
| CN105658934B (zh) | 控制燃气轮机设备的排放物的方法和燃气轮机设备 | |
| JP2014005971A (ja) | ボイラ | |
| CN207214122U (zh) | 煤气锅炉自动烧炉控制系统 | |
| CN105371309A (zh) | 燃气灶及燃气灶的控制方法 | |
| JP2007139412A (ja) | サポートバーナーの操作を用いた、ごみの焼却プラントの調節方法 | |
| CN108443869A (zh) | 一种烟气混合式低氮燃烧器、具有其的锅炉及其使用方法 | |
| JP6107391B2 (ja) | ボイラ | |
| CN211290556U (zh) | 一种壁挂炉 | |
| CN208794398U (zh) | 一种燃烧室烟气再循环管道装置 | |
| CN204629513U (zh) | 垃圾焚烧炉的一次进风系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190808 Address after: 511517 Incubator Building 307, Qingyuan Senior Technical School, Chuangxing Avenue, 14 District, Qingyuan High-tech Zone, Guangdong Province Co-patentee after: Qingyuan High-tech Jingwang New Energy Research Institute Co., Ltd. Patentee after: Qingyuan Jingwang Environmental Protection Equipment Co., Ltd. Address before: 511518 Incubator Building beside Senior Technical College, No. 14 District, Henghe Town, Qingyuan City, Guangdong Province Patentee before: Qingyuan Jingwang Environmental Protection Equipment Co., Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |