CN108800125A - 一种人工智能水解离燃烧器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种人工智能水解离燃烧器，燃烧筒内设有预热管网、温度传感器群、预热喷射器、加热喷射器、冷却喷射器及电击点火器。通过人工智能控制箱，根据温度传感器群输入的燃烧筒内各关键部位的温度信息及互联网预报的环境温度变化信息，发出不同的指令，随时调整各燃料供应系统流量调节阀的开启度及变频风机的送风量，从而使燃烧筒出口端的温度始终保持在最佳水平，既满足受热载体的热量需求、保证燃烧器内部构件不被烧损腐蚀，冷却液供应系统，在保证意外情况下燃烧筒出口温度不会过度升高的同时，还可防止水解离时产生的初生态氧对构件的氧化腐蚀。提高了关键部件的寿命，确保适用于生产实践。

Description

一种人工智能水解离燃烧器

技术领域

本发明属于节能环保技术领域，具体涉及一种人工智能水解离燃烧器。

背景技术

ZL201010553567.3公开了一种水分解燃烧器，提出了一种采用非电解方法分离水分子，从而能够以极低代价获得混合气体燃料的装置。该装置将喷射器及预热管网一起安装于燃烧器的中心位置，燃烧器的预热区与加热区相重合。这种模式具有结构紧凑、维修方便、易于制造等优点，但因一些采用高档合金钢制造的重要零部件，如预热管网等，处于燃烧器高温区内，故其寿命极低，实验中往往工作几十小时即被烧毁，故研制近二十年来一直无法将概念机转化为产品、投入使用。

ZL 2014 2 0065663.7公开了一种间隔式水解离燃烧器，提出了一种将预热区与高温区分开，喷射器与燃料预热管网分别放置在高温区及预热区，在燃烧器高温区中除热能的载体空气外，没有任何机械构件，故从根本上解决了高温区部件寿命短，不耐烧的难题。但由于存在两个重叠的管筒，Z轴方向尺寸较大，在某些应用场合难以安装。且因燃烧器内温度变化复杂、迅速，依靠人工操作难以达到最佳状态。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种能将以普通水为主要成分的混合液体燃料解离为混合气体燃料、能保证其长期、连续使用，且可以人工智能控制的燃烧器装置。预热管网处于耐高温临界点前，通过人工智能采取某些特殊措施，防止关键部件预热管网被烧损及腐蚀问题，同时，根据互联网关于当地环境温度变化情况的预报，适时调整燃烧器供热量以节约能源的新型水解离燃烧器。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种人工智能水解离燃烧器，包括变频风机和燃烧筒，燃烧筒分为起始区、扩散控制区、动力学控制区和运动控制区，燃烧筒内设有预热管网，预热管网贯穿起始区、扩散控制区、动力学控制区和运动控制区，燃烧筒内壁排列有若干个温度传感器，燃烧筒外接有冷却供液系统、加热燃料供液系统和预热燃料供液系统，预热燃料供液系统外接预热喷射器，加热燃料供液系统外接加热喷射器，加热喷射器位于燃烧筒内，冷却供液系统外接冷却喷射器，冷却喷射器位于燃烧筒内，燃烧筒外侧设有人工智能控制箱，人工智能控制箱输入端与温度传感器及联网电脑相连，一个输出端则通过控制线路I 与风机连接，其他三个输出端均通过控制线路II分别与冷却供液系统、加热燃料供液系统和预热燃料供液系统相连，预热喷射器喷射口处设有电击点火器。

所述的冷却供液系统、加热燃料供液系统和预热燃料供液系统均由控制流量阀、电机、液体泵、燃料箱，控制流量阀输出端与燃料箱的输入端连接，燃料箱的输出端与液体泵的输入端连接，液体泵的输入端连接有电机，液体泵的输出端连接控制流量阀。

所述的燃烧筒内壁设有绝热层。

所述的冷却供液系统的燃料箱内含有冷却剂。

所述的预热喷射器位于燃烧筒入口端的起始区，加热喷射器位于扩散控制区、冷却喷射器位于运动控制区。

所述的绝热层采用高密度莫来石棉或莫来石模块。

所述的温度传感器分别安置于起始区、扩散控制区及运动控制区。

将加热喷射器安排在尽可能减少扩散控制区及运动学控制区的位置，以实现完全混合式燃烧；增加了纯水冷却供应及喷射系统；在预热管网运动控制区接近耐热临界点时，适量喷入纯水以降低该区域温度并防止水解离时产生的初生态氧对预热管网的氧化腐蚀；增加了可根据燃烧筒内不同部位温度变化及受热载体工作的具体情况以及当地环境温度变化情况，通过人工智能随时调整风机供风量、三种不同燃料—纯醇、水醇混合燃料及纯水的供应量及喷射压力，以保证燃烧器始终处于最佳参数及安全状态；

所述的人工智能控制系由微电脑根据分布于燃烧筒各关键区域的温度传感器群提供的信号及互联网提供的信息，按照经大量实验所获得数据建立的数学模型，来瞬间调整各种参数。

所述的风机为变频式、供风量可调风机；

所述的人工智能控制为联网电脑加自动控制系统，在某些非重要场所使用该燃烧器时，为降低成本，亦可去除联网电脑，仅采用自动控制系统。

附图说明

图 1 是本发明的结构示意图。

图 2 是本发明燃料供应系统的示意图。

1-变频电机，1-1-起始区、1-2扩散控制区、1-3动力学控制区，1-4-运动控制区，2-燃烧筒，2-13-绝热层，4-预热喷射器，5-加热喷射器，6-冷却喷射器，7-预热管网，8-温度传感器，9-人工智能控制箱，10-控制线路I，11-控制线路II，12-1-冷却供液系统，12-2-加热燃料供液系统，12-3-预热燃料供液系统，13-电点火器，14-联网电脑。

具体实施方式

一种人工智能水解离燃烧器，如图1、图2所示。

图1包括变频风机1、燃烧筒2、绝热层3、预热喷射器4、加热喷射器5、冷却喷射器6、预热管网7、温度传感器8、人工智能控制箱9、风机控制线路I10、燃料供液控制系统线路II11、预热燃料供液系统12-1、加热燃料供液系统12-2、冷却供液系统12-3、电击点火器13和联网电脑14。预热喷射器4固定于燃烧筒2入口处，加热喷射器5固定与预热管网7距入口端较近的中心线部位，冷却喷射器6则固定于距燃烧筒2出口端较近处。温度传感器8由多个温度传感器组成，分别固定于燃烧筒2的不同部位。一个输出端则通过控制线路I10与风机1连接，其他三个输出端均通过控制线路II11分别与冷却供液系统12-1、加热燃料供液系统12-2和预热燃料供液系统12-3相连。电击点火器13固定在预热喷射器4及加热喷射器5前端或附近处。

所述的冷却供液系统 12-1、加热燃料供液系统12-2和预热燃料供液系统12-3均控制流量阀2-1、电机2-2、液体泵2-3和燃料箱2-4。

其中预热燃料供应系统12-1的燃料箱4内装有纯醇、加热燃料供应系统的燃料箱4内装有醇与水按一定比例配制的混合液及少量激活剂、冷却液供应系统燃料箱内装有纯水及少量激活剂。

绝热层3为高密度莫来石棉或莫来石砖模块。

本发明的工作过程如下：

1）、管网预热：燃烧器开始工作时，根据人工智能控制箱9发出的指令，仅开启预热燃料供应系统12-3，向预热喷射器输入燃料4中的纯醇，同时接通电击点火器13电源。燃料通过预热喷射器4向燃烧筒2喷出，纯醇燃料被电击点火器13点燃后形成火焰、产生高温；

2）、火焰形成的高温，为预热管网7加温，当预热管网7表面达到预定温度，具体温度因燃烧器规格不同而有所区别，人工智能控制箱9发出指令，开启加热燃料供应系统12-2，将燃料4中的混合液体燃料喷向预热管网7；

3）、混合液体燃料在预热管网7内部被加热变为干蒸汽，自加热喷射器5的喷射孔喷出，在通过喷射器5的电击点火器13时被激活，解离为混合气体燃料向燃烧筒2内喷入并被点燃，产生具有极高温度的火焰。火焰在燃烧筒2中继续为预热管网7加温，同时从燃烧筒2出口喷出，为受热载体供热；

4）、随着燃烧筒2各部位温度逐渐提高，人工智能控制箱9在分析温度传感器群8发回的信息后，不断发出指令，逐渐减小预热燃烧供应系统12-3中流量调节阀2-1的开启度，以降低纯醇燃料的供应量，同时逐渐加大加热燃料供应系统12-2中流量调节阀2-1的开启度，以提高混合燃料的供应量，使系统能够以最小的燃料消耗量获得最高的温度值。

当燃烧筒2出口端温度达到预定温度，通常为700~900℃，，人工智能控制箱9发出指令，关闭预热燃料供应系统12-1。仅通过加热燃料供应系统12-2向燃烧筒2提供混合液体燃料进行燃烧，由其在对受热载体提供热能的同时，继续对预热管网7内的混合燃料进行预热。

当燃烧筒2出口端温度达到额定工作温度，通常为≤1300℃，人工智能控制箱9发出指令，将加热燃料供应系统12-2的流量阀2-1的开启度基本固定，保持向燃烧筒2提供一定量的混合液体燃料进行燃烧，以保持燃烧筒2出口端温度维持不变，由其在对受热载体提供热能的同时，继续对预热管网7内的混合燃料进行预热。

在外界环境或工作情况发生变化，导致燃烧筒2出口端温度随之改变时，根据温度传感器8传回的信息，人工智能控制箱9发出指令，对加热燃料供应系统12-2的流量阀2-1的开启度进行瞬时调整，使其向燃烧筒2提供的混合液体燃料流量相应改变，以保持燃烧筒2出口端温度维持不变。

如发生意外情况，导致燃烧筒2出口端温度持续上升，存在损坏设备可能性时，根据温度传感器8传回的信息，人工智能控制箱9发出指令，将冷却水供应系统12-3开启，开始向易烧损的燃烧筒2前端喷出适量的常温纯水，含激活剂,，以降低该地区的温度，确保设备安全。

当地外界环境温度发生变化时，人工智能控制箱9根据联网电脑提供的预报信息发出指令，随时改变各系统的参数，调整燃烧器的出口温度，以保证燃烧器提供的热量，仍然满足受热载体在新环境温度条件下的热能需求。

由于人工智能控制箱9随时调整各系统的参数，始终保持燃烧筒2出口端输出的热能，在各种条件下均能满足受热载体的热能需求，其在对受热载体提供热能的同时，也继续对预热管网7内的混合燃料进行预热。如此循环往复，达到了以水为主要能源的目的。

Claims (9)

1.一种人工智能水解离燃烧器，包括变频风机（1）和燃烧筒(2)，其特征在于：燃烧筒（1）分为起始区（1-1）、扩散控制区（1-2）、动力学控制区（1-3）和运动控制区（1-4），燃烧筒（2）内设有预热管网（7），预热管网（7）贯穿起始区（1-1）、扩散控制区（1-2）、动力学控制区（1-3）和运动控制区（1-4），燃烧筒（2）内壁排列有若干个温度传感器(8)，燃烧筒（2）外接有冷却供液系统 (12-1)、加热燃料供液系统(12-2)和预热燃料供液系统(12-3)，预热燃料供液系统(12-3)外接预热喷射器(4)，加热燃料供液系统(12-2)外接加热喷射器(5)，加热喷射器(5)位于燃烧筒（2）内，冷却供液系统(12-3)外接冷却喷射器(6)，冷却喷射器(6)位于燃烧筒（2）内，燃烧筒（1）外侧设有人工智能控制箱(9)，人工智能控制箱(9)输入端与温度传感器(8)及联网电脑（14）相连，一个输出端则通过控制线路I(10) 与风机(1)连接，其他三个输出端均通过控制线路II(11)分别与冷却供液系统 (12-1)、加热燃料供液系统(12-2)和预热燃料供液系统(12-3)相连，预热喷射器(4)喷射口和加热喷射器（5）喷射口处均设有电击点火器(13)。

2.如权利要求1所述的一种人工智能水解离燃烧器，其特征在于：所述的冷却供液系统(12-1)、加热燃料供液系统(12-2)和预热燃料供液系统(12-3)均由控制流量阀（2-1）、电机(2-2)、液体泵(2-3)、燃料箱(2-4)，控制流量阀（2-1）输出端与燃料箱（2-4）的输入端连接，燃料箱（2-4）的输出端与液体泵（2-3）的输入端连接，液体泵（2-3）的输入端连接有电机（2-2），液体泵（2-3）的输出端连接控制流量阀（2-1）。

3.根据权利要求1所述的一种人工智能水解离燃烧器，其特征在于：所述的燃烧筒（2）内壁设有绝热层（3）。

4.根据权利要求1所述的一种人工智能水解离燃烧器，其特征在于：所述的冷却供液系统(12-1)的燃料箱（2-4）内含有冷却剂。

5.根据权利要求1所述的一种人工智能水解离燃烧器，其特征在于：所述的预热喷射器（4）位于燃烧筒（2）入口端的起始区（1-1），加热喷射器（5）位于扩散控制区（1-2）、冷却喷射器（6）位于运动控制区（1-4）。

6.根据权利要求1所述的一种人工智能水解离燃烧器，其特征在于：所述的绝热层（3）采用高密度莫来石棉或莫来石模块。

7.根据权利要求1所述的一种人工智能水解离燃烧器，其特征在于：所述的温度传感器（8）分别安置于起始区（1-1）、扩散控制区（1-2）及运动控制区（1-4）。

8.根据权利要求1所述的一种人工智能水解离燃烧器，其特征在于：所述的人工智能控制箱（9）由温度传感器（8）和联网电脑（14）提供信息，通过大量实验数据建立的数学模型，对系统内各可调整参数进行自动化管理的控制器。

9.一种如权利要求1-9任一所述的人工智能水解离燃烧器的应用，其特征在于如下步骤：1）管网预热：燃烧器开始工作时，根据人工智能控制箱（9）发出的指令，仅开启预热燃料供应系统（12-3），向预热喷射器输入燃料箱（2-4）中的纯醇，同时接通电击点火器（13）电源；

2）、当预热管网（7）表面达到预定温度，人工智能控制箱（9）发出指令，开启加热燃料供应系统（12-2），将燃料箱（2-4）中的混合液体燃料喷向预热管网（7）；

3）、混合液体燃料在预热管网（7）内部加热变为干蒸汽，从加热喷射器（5）的喷射孔喷出，在通过加热喷射器（5）的电击点火器（13）时被激活，解离为混合气体燃料向燃烧筒（2）内喷入并被点燃，产生高温火焰，火焰在燃烧筒（2）中继续为预热管网（7）加温，同时从燃烧筒（2）出口喷出，为受热载体供热；

4）、随着燃烧筒（2）各部位温度逐渐提高，人工智能控制箱（9）在分析温度传感器（8）发回的信息后，不断发出指令，逐渐减小预热燃烧供应系统（12-3）中流量调节阀（2-1）的开启度，同时逐渐加大加热燃料供应系统（12-2）中流量调节阀（2-1）的开启度。