CN107575887A - 一种高精度智能化的燃烧器控制系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种高精度智能化的燃烧器控制系统及其工作方法，包括燃烧器工作单元、服务器单元、存储单元和用户单元，所述服务器单元和燃烧器工作单元、存储单元及用户单元电性连接，所述燃烧器工作单元包括尾气检测装置、油路单元、火焰检测装置、风机单元、高压包点火装置、油泵单元、传感器单元、控制单元和PC工控机，所述尾气检测装置、油路单元、火焰检测装置、风机单元、高压包点火装置、油泵单元和传感器单元与控制单元电性连接，所述控制单元和PC工控机电性连接。本发明所述的高精度智能化的燃烧器控制系统，其自动化程度高，适用范围广，且控制精度高，反应速度快，根据控制单元的设定，可调节整个燃烧过程，同时可将数据上传至服务器。

Description

一种高精度智能化的燃烧器控制系统及其工作方法

技术领域

本发明属于燃烧器技术领域，具体地，涉及一种高精度智能化的燃烧器控制系统及其工作方法。

背景技术

燃烧器，是使燃料和空气以一定方式喷出混合燃烧的装置统称，燃烧器的目标群体广泛，有锅炉、冶炼炉、熔炉、热处理等领域，和热能有关的行业，燃烧系统是必不可少的。中国燃烧器技术领域历史发展相对于欧洲等工业发达地区相对较短，有五至六年时间，生命力旺盛，市场处于上升期，生产稳定增长，再加之国民和政府对环保的关注，燃烧器的设计主要趋向于排放和效率水平的提高。

目前现有市面上的燃烧器产品，不能达到用户的使用要求，尤其是自动化程度低、可靠性、灵活性较差，使用时不能准确控制燃料与空气的混合比，造成燃烧速度慢，效率不高，同时大多还需要人工控制和测量，因此开发一套高精度智能化的燃烧器系统，是市面上亟待解决的问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高精度智能化的燃烧器控制系统,解决现有燃烧器设备燃烧不充分，燃料和氧气比例混合不均匀；设备自动化程度低，大部分需要人手工操作，劳动强度大，同时设备不具有调节能力，出现故障不能及时停机或者采取相应措施。

技术方案：本发明提供了一种高精度智能化的燃烧器控制系统，包括燃烧器工作单元、服务器单元、存储单元和用户单元，所述服务器单元和燃烧器工作单元、存储单元及用户单元电性连接，所述燃烧器工作单元包括尾气检测装置、油路单元、火焰检测装置、风机单元、高压包点火装置、油泵单元、传感器单元、控制单元和PC工控机，所述尾气检测装置、油路单元、火焰检测装置、风机单元、高压包点火装置、油泵单元和传感器单元与控制单元电性连接，所述控制单元和PC工控机电性连接。此燃烧器系统自动化程度高，适用范围广，且控制精度高，反应速度快，燃烧器内设置的尾气检测装置、火焰检测装置和传感器单元，能够实时准确提供燃烧器的工作情况，并将数据及时上传到服务器云平台，并将数据存储到存储器内，同时用户单元是随时查看服务器云平台上的数据，此系统高效便捷的达到了燃烧器控制的要求。

进一步的，上述的高精度智能化的燃烧器控制系统，所述油路单元包括油路进口阀、油路喷雾阀、油路供气阀和油泵循环阀，所述控制单元和油路进口阀、油路喷雾阀、油路供气阀及油泵循环阀电性连接。设置的开关阀，在燃烧器工作过程提供喷雾，气体供应等作用，开关阀的动作均由控制单元控制，其动作根据程序设定，由控制单元打开或者停止阀门。

进一步的，上述的高精度智能化的燃烧器控制系统，所述传感器单元包括流量传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、风压传感器和油压传感器，所述控制单元和流量传感器、第一温度传感器、第二温度传感器、风压传感器及油压传感器电性连接。温度、流量和压力传感器分别采集燃烧室及燃烧室内工作状况，同时将信号传输到控制单元，控制单元根据程序设定，处理相应的温度，压力等外界环境问题，并及时报警。

进一步的，上述的高精度智能化的燃烧器控制系统，所述风机单元包括风机和风机变频器，所述风机和风机变频器电性连接，所述风机变频器和控制单元电性连接。采用风机变频器可以灵活控制风机转速，控制单元根据设定的风机转速，采用变频器给风机进行调速。

进一步的，上述的高精度智能化的燃烧器控制系统，所述油泵单元包括油泵和油泵变频器，所述油泵和油泵变频器电性连接，所述油泵变频器和控制单元电性连接。采用油泵变频器可以灵活控制油泵转速，控制单元根据设定的油泵转速，采用变频器给油泵进行调速。

进一步的，上述的高精度智能化的燃烧器控制系统，所述尾气检测装置采用氮氧化物和氧传感检测传感器，所述尾气检测装置与控制单元电性连接。氮氧化物和氧传感检测传感器用来检测排气中氮氧化物的浓度，并将信号反馈给控制单元，作为系统故障的依据。

进一步的，上述的高精度智能化的燃烧器控制系统，所述控制单元和PC工控机、尾气检测装置的通讯采用CAN通讯。CAN通讯具有实时性强、传输距离较远、抗电磁干扰能力强、成本低等优点。

进一步的，上述的高精度智能化的燃烧器控制系统，所述燃烧器工作单元上设有报警单元，所述控制单元和报警单元电性连接。控制单元根据报警单元的报警，将数据传输到PC机，以便工作人员及时发现问题，进行排故处理。

进一步的，上述的高精度智能化的燃烧器控制系统，所述风机和油泵由电机驱动。电机作为风机和油泵旋转的动力，在变频器的控制下可调整速度。

进一步的，上述的高精度智能化的燃烧器控制系统的工作方法如下：

1）风机单元启动，吹扫残余气体，吹扫完毕后，风机单元运行，做雾化加热准备；

2）油路单元和油泵单元开启，做雾化加热准备；

3）控制单元接收传感器单元信号，检测油路压力；

4）高压包点火装置电火花开启，做点火准备；

5）油路单元开始喷雾；

6）火焰检测装置检测点火；

7）关闭高压包点火装置的电火花；

8）油路单元开始气化；

9）尾气检测装置反馈燃烧状态数据至控制单元；

10）控制单元接收传感器单元数据，进行错误检测和判断燃烧状况；

11）控制单元发出停机指令；

12）关闭油路单元；

13）关闭风机单元。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的高精度智能化的燃烧器控制系统，结构合理，可以全方位评监测整个燃烧过程，并对出现的问题，及时进行调整，同时安全性、自动化和智能化程度高，具有很高的推广价值。

附图说明

图1为本发明所述高精度智能化的燃烧器控制系统的结构示意图；

图2为本发明所述改进的高精度智能化的燃烧器控制系统的工作流程图。

图中：1尾气检测装置、2油路单元、21油路进口阀、22油路喷雾阀、23油路供气阀、24油泵循环阀、3火焰检测装置、4风机单元、41风机、42风机变频器、5高压包点火装置、6油泵单元、61油泵变频器、62油泵、7传感器单元、71流量传感器、72第一温度传感器、73第二温度传感器、74风压传感器、75油压传感器、8控制单元、9PC工控机、100燃烧器工作单元、200服务器单元、300存储单元、400用户单元。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1所示的高精度智能化的燃烧器控制系统，包括燃烧器工作单元100、服务器单元200、存储单元300和用户单元400，所述服务器单元200和燃烧器工作单元100、存储单元300及用户单元400电性连接，服务器单元200接收燃烧器工作单元100数据，将数据存储到存储单元300，同时用户单元400可从服务器单元200的政府机构、业主和平台运营团队可查看数据。进一步的，所述燃烧器工作单元100包括尾气检测装置1、油路单元2、火焰检测装置3、风机单元4、高压包点火装置5、油泵单元6、传感器单元7、控制单元8和PC工控机9，所述尾气检测装置1、油路单元2、火焰检测装置3、风机单元4、高压包点火装置5、油泵单元6和传感器单元7与控制单元8电性连接，所述控制单元8和PC工控机9电性连接。其中，所述油路单元2包括油路进口阀21、油路喷雾阀22、油路供气阀23和油泵循环阀24，所述控制单元8和油路进口阀21、油路喷雾阀22、油路供气阀23及油泵循环阀24电性连接，控制单元8内设定了各个阀的启动程序，在不同的条件下将启动相应的阀进行燃烧过程。进一步的，所述传感器单元7包括流量传感器71、第一温度传感器72、第二温度传感器73、风压传感器74和油压传感器75，所述控制单元8和流量传感器71、第一温度传感器72、第二温度传感器73、风压传感器74及油压传感器75电性连接，温度，压力和流量传感器协同工作，监控燃烧器内的工作状况，并及时将信号反馈给控制单元8。进一步的，所述风机单元4包括风机41和风机变频器42，所述风机41和风机变频器42电性连接，所述风机变频器42和控制单元8电性连接，控制单元8设定风机转速，发送到风机变频器42，风机变频器42控制电机转速，从而调节风机41转速。进一步的，所述油泵单元6包括油泵62和油泵变频器61，所述油泵62和油泵变频器61电性连接，所述油泵变频器61和控制单元8电性连接，控制单元发送命令到油泵变频器61，油泵变频器61控制油泵电机转速，从而调节进油量。进一步的，所述尾气检测装置1采用氮氧化物和氧传感检测传感器，所述尾气检测装置1与控制单元8电性连接，氮氧化物和氧传感检测传感器可将反馈至发送到控制单元8，从而调节风机41和油泵62的转速。进一步的，所述控制单元8和PC工控机9、尾气检测装置1的通讯采用CAN通讯。另，所述燃烧器工作单元100上设有报警单元，所述控制单元8和报警单元电性连接，控制单元能够根据报警，及时停机。

工作时，系统开机后需验证操作资质，合格后才能进行下一步操作。同时，燃烧器控制系统上加设显示单元，可查看拆装维修章程，并设有操作向导，显示界面上可监控关键运行参数，确保燃烧器正常运行。

如图2所示为一种高精度智能化的燃烧器控制系统的工作过程如下：

1）风机单元4启动，吹扫残余气体，吹扫完毕后，风机单元4运行，做雾化加热准备；

2）油路单元2和油泵单元6开启，做雾化加热准备；

3）控制单元8接收传感器单元7信号，检测油路压力，油路压力正常时进行下一步，不正常时需报警，进行错误处理；

4）高压包点火装置5电火花开启，做点火准备；

5）油路单元2开始喷雾；

6）火焰检测装置3检测点火，点火成功，则正常工作，点火失败，需要进行错误处理；

7）关闭高压包点火装置5的电火花；

8）油路单元2开始气化，风机41转速提高；

9）尾气检测装置1反馈燃烧状态数据至控制单元8，调整风机41和油泵62转速，达到最优燃烧状态；

10）控制单元8接收传感器单元7数据，进行错误检测和判断燃烧状况，异常时需要进行错误处理；

11）控制单元8发出停机指令；

12）关闭油路单元2；

13）关闭风机单元4。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高精度智能化的燃烧器控制系统，其特征在于：包括燃烧器工作单元（100）、服务器单元（200）、存储单元（300）和用户单元（400），所述服务器单元（200）和燃烧器工作单元（100）、存储单元（300）及用户单元（400）电性连接，所述燃烧器工作单元（100）包括尾气检测装置（1）、油路单元（2）、火焰检测装置（3）、风机单元（4）、高压包点火装置（5）、油泵单元（6）、传感器单元（7）、控制单元（8）和PC工控机（9），所述尾气检测装置（1）、油路单元（2）、火焰检测装置（3）、风机单元（4）、高压包点火装置（5）、油泵单元（6）和传感器单元（7）与控制单元（8）电性连接，所述控制单元（8）和PC工控机（9）电性连接。

2.根据权利要求1所述的高精度智能化的燃烧器控制系统，其特征在于：所述油路单元（2）包括油路进口阀（21）、油路喷雾阀（22）、油路供气阀（23）和油泵循环阀（24），所述控制单元（8）和油路进口阀（21）、油路喷雾阀（22）、油路供气阀（23）及油泵循环阀（24）电性连接。

3.根据权利要求2所述的高精度智能化的燃烧器控制系统，其特征在于：所述传感器单元（7）包括流量传感器（71）、第一温度传感器（72）、第二温度传感器（73）、风压传感器（74）和油压传感器（75），所述控制单元（8）和流量传感器（71）、第一温度传感器（72）、第二温度传感器（73）、风压传感器（74）及油压传感器（75）电性连接。

4.根据权利要求3所述的高精度智能化的燃烧器控制系统，其特征在于：所述风机单元（4）包括风机（41）和风机变频器（42），所述风机（41）和风机变频器（42）电性连接，所述风机变频器（42）和控制单元（8）电性连接。

5.根据权利要求4所述的高精度智能化的燃烧器控制系统，其特征在于：所述油泵单元（6）包括油泵（62）和油泵变频器（61），所述油泵（62）和油泵变频器（61）电性连接，所述油泵变频器（61）和控制单元（8）电性连接。

6.根据权利要求1所述的高精度智能化的燃烧器控制系统，其特征在于：所述尾气检测装置（1）采用氮氧化物和氧传感检测传感器，所述尾气检测装置（1）与控制单元（8）电性连接。

7.根据权利要求1所述的高精度智能化的燃烧器控制系统，其特征在于：所述控制单元（8）和PC工控机（9）、尾气检测装置（1）的通讯采用CAN通讯。

8.根据权利要求1所述的高精度智能化的燃烧器控制系统，其特征在于：所述燃烧器工作单元（100）上设有报警单元，所述控制单元（8）和报警单元电性连接。

9.根据权利要求3或4所述的高精度智能化的燃烧器控制系统，其特征在于：所述风机（41）和油泵（62）由电机驱动。

10.根据权利要求1-9任一项所述的高精度智能化的燃烧器控制系统的工作方法，其特征在于：

1）风机单元（4）启动，吹扫残余气体，吹扫完毕后，风机单元（4）运行，做雾化加热准备；

2）油路单元（2）和油泵单元（6）开启，做雾化加热准备；

3）控制单元（8）接收传感器单元（7）信号，检测油路压力；

4）高压包点火装置（5）电火花开启，做点火准备；

5）油路单元（2）开始喷雾；

6）火焰检测装置（3）检测点火；

7）关闭高压包点火装置（5）的电火花；

8）油路单元（2）开始气化；

9）尾气检测装置（1）反馈燃烧状态数据至控制单元（8）；

10）控制单元（8）接收传感器单元（7）数据，进行错误检测和判断燃烧状况；

11）控制单元（8）发出停机指令；

12）关闭油路单元（2）；

13）关闭风机单元（4）。