CN105240869A - 基于物料流量及温度自动调节的燃烧系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沥青混凝土搅拌设备技术领域，特别涉及一种基于被加热料及流量自动调节燃烧器的燃烧系统及其控制方法。该种燃烧系统包括燃烧器、中央控制器，其还包括进料温度检测装置、进料流量检测装置、出料温度检测装置，所述进料温度检测装置将检测信号反馈至中央控制器，所述进料流量检测装置并将检测信号反馈至中央控制器，所述中央处理器与燃烧器连、并根据进料温度检测信号和物料流量检测信号进行运算通过运算结果调节燃烧器的大小火输出。本发明提供的方法根据被加热料的流量及温度智能调整燃烧器大小火，保证最终成品料的质量稳定可靠，且本发明方法可以适用到各种燃烧器，具有广泛的适应性。

Description

基于物料流量及温度自动调节的燃烧系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及沥青混凝土搅拌设备技术领域，特别涉及一种基于被加热料及流量自动调节燃烧器的燃烧系统及其控制方法。

背景技术

工程机械设备上，使用燃烧器的基本要求在于火焰充分燃烧，及保持稳定的被加热料的出料温度。燃烧不充分不仅会降低燃烧热效率，在极端的情况下还可能引起干燥筒燃烧，被加热料的温度不稳定，将严重影响成品料的质量；如何准确可靠地判断干燥筒中火焰燃烧状态，并保持充分的燃烧状态就成了首要解决的问题，而被加热料的出料温度的稳定将直接影响到成品料质量的稳定性。

为解决上述问题，本申请发明人提供了一种智能燃烧系统及其控制方法(申请公布号CN103162309A)，包括燃烧室及一燃烧器，其特征在于：还包括有设置于该燃烧室上的一骨料进料温度检测装置、一尾气温度CO含量检测装置、一骨料出料温度检测装置和一火焰图像检测装置，该燃烧器、该骨料进料温度检测装置、该尾气温度及CO含量检测装置、该骨料出料温度检测装置和该火焰图像检测装置均连接于一中央控制器，该中央控制器还连接有一报警装置和一人机交互界面。该种智能燃烧系统及其控制方法通过骨料出料温度检测装置采集被加热料的加热后温度进行温度比较判断来调节燃烧器大小火，当被加热料的进料速度及温度不稳定时，传统燃烧器大小火的调节技术就显得滞后了，加热后的产品质量不够不稳定，因此还有待进一步改进。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供一种基于被加热料及流量自动调节燃烧器的燃烧系统及其控制方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：基于物料流量及温度自动调节的燃烧系统，包括设置于干燥筒上的燃烧器和中央控制器，其特征在于：还包括进料温度检测装置、进料流量检测装置、出料温度检测装置，所述进料温度检测装置采集进入干燥筒中待烘干物料的温度信息并将检测信号反馈至中央控制器，所述进料流量检测装置采集进入干燥筒中待烘干物料的流量信息并将检测信号反馈至中央控制器，所述中央处理器与燃烧器连、并根据进料温度检测信号和物料流量检测信号进行运算通过运算结果调节燃烧器的大小火输出。

进一步的，还包括出料温度检测装置，该出料温度检测装置用于采集由干燥筒排出的已烘干物料的温度信息并将检测信号反馈至中央处理器。

进一步的，还包括尾气温度检测装置，该尾气温度检测装置用于采集干燥筒排出的尾气的温度信息并将检测信号反馈至中央处理器。

进一步的，还包括报警装置，该报警装置与中央控制器连接。

进一步的，还包括一人机交互界面，该人机交互界面与中央控制器连接。

基于物料流量及温度自动调节燃烧系统的控制方法，其特征在于,使用上述的基于物料流量及温度自动调节的燃烧系统，具体步骤如下：

步骤1，通过中央控制系统设定出料温度和燃烧器初始负荷；

步骤2，进料温度检测装置和进料流量检测装置分别检测进料温度信息和进料流量信息，并将检测信号反馈至中央控制器，中央控制器根据检测信号计算出骨料总比热量及每秒理论供油量；

步骤3，中央控制器计算出加过程中的热损失；

步骤4，将热损失所需的供油量与理论供油量进行结合计算出实际供油量；

步骤5，中央控制器根据步骤4计算出的实际供油量调节燃烧器的实际供油及实际负荷，返回至步骤2。

优化的，热损失包括燃烧系统向周围空气散失的热量及排烟带走的热量。

优化的，热损失比例计算公式为H＝(H₁-H₂)/Q×100，其中H表示温度损失率、H₁表示尾气温度排烟焓、H₂表示常温空气焓、Q表示燃油产生的热量。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明提供的方法根据被加热料的流量及温度智能调整燃烧器大小火，可以根据被加热料的流量及温度实际情况，让燃烧器系统提前调整大小火输出状态，从而保证被加热料的出料温度稳定可靠，并保证最终成品料的质量稳定可靠，且本发明方法可以适用到各种燃烧器，具有广泛的适应性。

附图说明

图1为基于物料流量及温度自动调节的燃烧系统的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参照图1所示，基于物料流量及温度自动调节的燃烧系统，包括燃烧器1、中央控制器2、进料温度检测装置3、进料流量检测装置4、出料温度检测装置5、尾气温度检测装置6、包括报警装置7、人机交互界面8；

燃烧器1设置于干燥筒100上用于对干燥筒100内部进行加热；

中央控制器2与燃烧器1连接，通过中央控制器2调节燃烧器1的大小火输出；

进料温度检测装置3设置于干燥筒100的进料口处，用于采集进入干燥筒100中待烘干物料的温度信息并将检测信号反馈至中央控制器2；

进料流量检测装置4设置于干燥筒100的进料口处，用于采集进入干燥筒100中待烘干物料的流量信息并将检测信号反馈至中央控制器2；

出料温度检测装置5设置于干燥筒100的出料口处，用于采集排出干燥筒100的已烘干物料的温度信息并将检测信号反馈至中央处理器2；

尾气温度检测装置6设置于干燥筒100的尾气排出口处，用于采集干燥筒100排出的尾气的温度信息并将检测信号反馈至中央处理器2；

报警装置7与中央控制器2连接，在调整大小火过程中，若出现异常状态，中央控制器将对报警装置发出报警指令，由报警装置输出报警信息。

人机交互界面与中央控制器2连接，用于显示并控制中央控制器2的工作状态。

参照图1所示，基于物料流量及温度自动调节燃烧系统的控制方法包括如下步骤：

步骤1，通过中央控制系统2设定出料温度和燃烧器1初始负荷；

步骤2，进料温度检测装置3和进料流量检测装置4分别检测进料温度信息和进料流量信息，并将检测信号反馈至中央控制器2，中央控制器2根据检测信号计算出骨料总比热量；

步骤3，中央控制器2计算出加过程中的热损失，热损失包括燃烧系统向周围空气散失的热量及排烟带走的热量；

步骤4，将热损失所需的供油量与理论供油量进行结合计算出实际供油量；

步骤5，中央控制器2根据步骤4计算出的实际供油量调节燃烧器的实际供油及实际负荷，返回至步骤2。

具体实施例，使用上述的基于物料流量及温度自动调节的燃烧系统，具体控制如下：

步骤1，通过中央控制系统2设定干燥筒100的出料温度为180度、燃烧器初始复合为80％；

步骤2，进料温度检测装置3检测进料温度信息为：骨料含有粗沙1种、细沙1种、石子3种，每种料各占20％、进料温度为30℃、含水率为0％；

进料流量检测装置4检测进料流量信息为：66.7kg/s；

采用公式QB＝G×C计算出骨料各自的比热量QB，公式中G为骨料实际重量，C该骨料的比热值，通过计算得出：

粗沙：66.7*20％*0.22＝2.93(kcal/s.℃)

细沙：66.7*20％*0.18＝2.4(kcal/s.℃)

石子：66.7*20％*0.22*3＝8.79(kcal/s.℃)

骨料总比热量：2.93+2.4+8.79＝14.12(kcal/s.℃)；

步骤3，中央控制器2计算出骨料加热到设定出料温度所需要的理论供油量；

骨料加热到180度需要热量：(180-30)×14.12＝2118(kcal/s)；

根据1kJ＝238cal公式得燃烧系统的有效利用热Q₁:42500kJ/kg＝10115000cal/kg＝10115kcal/kg；

根据上述数据计算出每秒理论供油量2118/10115*1＝0.21(kg/s)；

步骤3，燃烧系统向周围空气散失的热量比较固定，本实施例中用经验值计算Q₄(3％)，

排烟带走的热量与出风量大小，烟气温度高低有很大的关系，因此排烟损失热量是不断的变化的Q₂；

假设尾气温度为228.7度，常温为30度，则尾气温度损失比例根据公式：H＝(H₁-H₂)/Q*100

H:表示温度损失率

H₁:表示尾气温度排烟焓

H₂:表示常温空气焓

Q:表示燃油产生的热量；

根据查温焓表30度温焓为425.1；228.7度温焓为4039.4；代入公式得

(4039.4-425.1)/42500*100＝8.50％，

计算得出尾气温度损失率为8.50％；

在燃烧充分的情况下根据Qr＝Q₁+Q₂+Q₄公式可得

Qr＝Q₁+Qr*8.5％+Qr*3％

Q₁＝Qr*(1-11.5％)；

步骤4，实际供油量，0.21/88.5％＝0.237(kg/s)，当前燃烧器输出负荷为80％时，实际供油量为0.237kg/s。

当进料流量检测装置4检测进料流量信息为：50.0kg/s，其余检测数据不变时：

采用公式QB＝G×C计算出骨料各自的比热量QB，公式中G为骨料实际重量，C该骨料的比热值，通过计算得出：

粗沙：50*20％*0.22＝2.2(kcal/s.℃)

细沙：50*20％*0.18＝1.8(kcal/s.℃)

石子：50*20％*0.22*3＝6.6(kcal/s.℃)

骨料总比热量：2.2+1.8+6.6＝10.6(kcal/s.℃)；

骨料加热到180度需要热量：(180-30)*10.6＝1590(kcal/s)；每秒理论供油量1590/10115*1＝0.157(kg/s)

假设热损失率一样，则实际供油0.157/88.5％＝0.177kg/s；

通过实际供油计算出燃烧器实际负荷为：

0.177*80％/0.237＝59.9％

中央控制器将燃烧器负荷要自动调整到59.9％，实际供油量为0.177kg/s。

通过实际供油计算出燃烧器实际负荷为：

0.177*80％/0.237＝59.9％

通过上述计算，当骨料进料速度降低到50.0kg/s，燃烧器负荷要自动调整到59.9％。

上述仅为本发明的若干具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.基于物料流量及温度自动调节的燃烧系统，包括设置于干燥筒上的燃烧器和中央控制器，其特征在于：还包括进料温度检测装置、进料流量检测装置、出料温度检测装置，所述进料温度检测装置采集进入干燥筒中待烘干物料的温度信息并将检测信号反馈至中央控制器，所述进料流量检测装置采集进入干燥筒中待烘干物料的流量信息并将检测信号反馈至中央控制器，所述中央处理器与燃烧器连、并根据进料温度检测信号和物料流量检测信号进行运算通过运算结果调节燃烧器的大小火输出。

2.根据权利要求1所述的基于物料流量及温度自动调节的燃烧系统，其特征在于：还包括出料温度检测装置，该出料温度检测装置用于采集由干燥筒排出的已烘干物料的温度信息并将检测信号反馈至中央处理器。

3.根据权利要求1所述的基于物料流量及温度自动调节的燃烧系统，其特征在于：还包括尾气温度检测装置，该尾气温度检测装置用于采集干燥筒排出的尾气的温度信息并将检测信号反馈至中央处理器。

4.根据权利要求1所述的基于物料流量及温度自动调节的燃烧系统，其特征在于：还包括报警装置，该报警装置与中央控制器连接。

5.根据权利要求1所述的基于物料流量及温度自动调节的燃烧系统，其特征在于：还包括一人机交互界面，该人机交互界面与中央控制器连接。

6.基于物料流量及温度自动调节燃烧系统的控制方法，其特征在于,使用权利要求1-5中任意一项所述的基于物料流量及温度自动调节的燃烧系统，具体步骤如下：

步骤1，通过中央控制系统设定出料温度和燃烧器初始负荷；

步骤2，进料温度检测装置和进料流量检测装置分别检测进料温度信息和进料流量信息，并将检测信号反馈至中央控制器，中央控制器根据检测信号计算出骨料总比热量及每秒理论供油量；

步骤3，中央控制器计算出加过程中的热损失；

步骤4，将热损失所需的供油量与理论供油量进行结合计算出实际供油量；

步骤5，中央控制器根据步骤4计算出的实际供油量调节燃烧器的实际供油及实际负荷，返回至步骤2。

7.根据权利要求6所述的基于物料流量及温度自动调节燃烧系统的控制方法，其特征在于：所述热损失包括燃烧系统向周围空气散失的热量及排烟带走的热量。

8.根据权利要求7所述的用于沥青混凝土搅拌设备的冷料仓前骨料除粉，其特征在于：所述热损失比例计算公式为H＝(H₁-H₂)/Q×100，其中H表示温度损失率、H₁表示尾气温度排烟焓、H₂表示常温空气焓、Q表示燃油产生的热量。