CN111380073A - 锅炉及锅炉的燃烧控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锅炉及锅炉的燃烧控制方法，尤其涉及一种能够判断排出燃烧燃气的排气烟道的堵塞程度并调节燃气供应量而保持锅炉的燃烧性的锅炉及锅炉的燃烧控制方法。用于实现此目的的本发明的燃烧控制方法包括如下步骤：a)设定用于达成所述目标温度的目标热量；b)以所述目标热量为基准应用第一数据库；c)实时计算所述送风机的旋转速度测量值以及通过所述送风机的旋转流入的空气压力测量值；d)以旋转速度差、空气压力差及所述目标热量为基准应用第二数据库，进而计算根据所述目标热量的烟道堵塞预测值；e)根据所述烟道堵塞预测值应用第三数据库而计算燃气阀开度量并控制燃气的供应量。

Description

锅炉及锅炉的燃烧控制方法
技术领域
本发明涉及一种锅炉及锅炉的燃烧控制方法，尤其涉及一种能够判断排出燃烧气体的排气烟道的堵塞程度并调节燃气供应量而保持锅炉的燃烧性的锅炉及锅炉的燃烧控制方法。
背景技术
对于作为用于供暖或接收热水的结构，利用燃烧燃气而产生的热量的燃气锅炉而言，通常配备有排气烟道，所述排气烟道是燃烧后的燃烧气体移动而排出到外部的通路。
此时，燃烧气体中包含的碳或氮可能造成排气烟道的内部腐蚀，混合物沉积可能造成排气烟道的内部直径减小，并且因外力导致的变形或损伤或者逆风通过排气口流入等环境因素也可能导致常常发生排气烟道堵塞的现象。
若发生排气烟道堵塞的现象，则燃烧气体的排出无法顺利进行，因此燃烧室内部的压力升高，燃气的供应量减少，从而具有锅炉的效率降低且发生失火等锅炉的燃烧性(combustibility)下降的问题。
因此，研究了一种感测排气烟道的堵塞程度并根据堵塞程度调节向锅炉供应的燃气的供应量而保持锅炉的燃烧性的方法。
作为如上所述的用于感测排气烟道的堵塞现象的现有技术的一例，有韩国授权专利第10-1815987号。
发明内容
本发明为了解决上述的各种问题而提出，其目的在于提供一种能够实时判断排出燃烧燃气的排气烟道的堵塞程度而调节燃气供应量并保持锅炉的燃烧性的锅炉及锅炉的燃烧控制方法。
对于用于解决上述的各种问题的本发明的锅炉的燃烧控制方法而言，所述锅炉包括：送风机，旋转而使空气及燃气流入；燃气阀，调节流入燃气的燃气供应管的开闭程度；控制部，控制所述送风机及所述燃气阀，所述锅炉的燃烧控制方法包括如下步骤：A)测量根据目标热量的所述送风机的旋转速度变化和作为通过所述送风机的旋转流入的空气的压力的空气压力的变化，进而计算烟道堵塞预测值；B)根据所述烟道堵塞预测值调节所述燃气阀开度量，进而控制流入的燃气的供应量。
所述步骤A)可以包括如下步骤：a)输入通过锅炉的运转而提供的供暖或热水的目标温度，并且设定用于达成所述目标温度的目标热量；b)根据所述目标热量计算所述送风机的目标旋转速度、作为通过所述送风机的旋转流入的空气的压力的目标空气压力以及目标燃气阀开度量，进而应用于所述送风机及所述燃气阀的控制；c)实时计算所述送风机的旋转速度测量值以及通过所述送风机的旋转流入的空气压力测量值；d)计算作为所述目标旋转速度与所述旋转速度测量值之差的旋转速度差和作为所述目标空气压力与所述空气压力测量值之差的空气压力差，根据所述目标热量、所述旋转速度差及所述空气压力差计算所述烟道堵塞预测值。
并且，在所述步骤b)中，控制部可以将所述目标热量代入根据所述目标热量存储所述目标旋转速度、所述目标空气压力及目标燃气阀开度量的数据的第一数据库而计算所述目标旋转速度及所述目标空气压力。
并且，在所述步骤d)中，控制部可以将所述烟道堵塞预测值代入根据所述烟道堵塞预测值存储所述燃气阀开度量的数据的第三数据库而计算所述燃气阀的开度量。
并且，所述烟道堵塞预测值及所述燃气阀开度量可以利用插值法线性地进行计算而输出，所述插值法线通过直线方程表示预先设定或计算的至少两个数据。
并且，根据本发明的锅炉包括：旋转速度测量部，测量使空气及燃气流入的送风机的旋转速度；空气压力测量部，测量作为通过所述送风机流入的空气的压力的空气压力；控制部，测量根据目标热量的所述送风机的旋转速度变化和所述空气压力的变化而计算烟道堵塞预测值，并且根据所述烟道堵塞预测值调节燃气阀开度量，从而控制流入的燃气的供应量。
并且，所述控制部配备有存储数据的数据存储部，所述数据存储部存储有：第一数据库，包括用于产生目标热量的目标旋转速度、目标送风机空气压力及目标燃气阀开度量的数据；第二数据库，包括根据所述目标热量、作为所述目标旋转速度与所述送风机的旋转速度测量值之差的旋转速度差、作为所述目标送风机空气压力与通过所述送风机的旋转流入的空气压力测量值之差的空气压力差得出的烟道堵塞预测值的数据。
并且，所述数据存储部还可以存储有：第三数据库，包括根据所述烟道堵塞预测值的燃气阀开度量。
并且，所述控制部可以配备有：数据计算部，利用插值法线性地进行计算并输出所述烟道堵塞预测值及所述燃气阀开度量，所述所述插值法通过直线方程表示预先设定或计算的至少两个数据。
对于根据本发明的锅炉及锅炉的燃烧控制方法而言，能够实时判断排出燃烧气体的排气烟道的堵塞程度而调节燃气供应量并保持锅炉的燃烧性。
并且，通过利用作为通过送风机流入的空气的压力及送风机旋转速度的测量值与目标空气压力及目标旋转速度之差的旋转速度差和空气压力差计算烟道堵塞预测值，进而计算燃气阀开度量，从而能够保持燃烧室内部的燃气比并保持锅炉的燃烧性。
并且，通过将根据目标热量的旋转速度差和空气压力差、烟道堵塞预测值、燃气阀开度量制成数据表，能够提供与烟道堵塞状况对应而合适的引导。
并且，通过配备将根据目标热量的旋转速度差、空气压力差、烟道堵塞预测值、燃气阀开度量基于数据表进行计算而输出的计算部，能够提供线性的输出值，并且可以更精密地控制锅炉的燃烧状态。
并且，实现能够使用低廉的设备应对烟道堵塞状况，从而能够提高锅炉的效率性。
附图说明
图1是示出根据本发明的锅炉的简略构成的构成图。
图2是示出根据本发明的锅炉的燃烧控制方法的流程图。
图3是示出根据本发明的第二数据库的一实施例的表。
图4是示出根据本发明的第二数据库的另一实施例的表。
图5是示出应用根据本发明的第二数据库并利用插值法计算烟道堵塞预测值的表。
图6是示出应用根据本发明的第二数据库并利用插值法计算烟道堵塞预测值的表。
图7是示出应用根据本发明的第二数据库并利用插值法计算烟道堵塞预测值的表。
图8是示出根据本发明的第三数据库的一实施例的表。
图9是示出应用根据本发明的第三数据库并利用插值法计算燃气阀开度量的表。
符号说明
100：锅炉 110：送风机
120：燃气阀 140：旋转速度测量部
150：空气压力测量部 160：目标温度输入部
200：控制部 210：接收部
220：数据存储部 230：数据计算部
240：输出部 300：送风机调节部
400：燃气阀调节部 T：目标热量
P：空气压力差 V：旋转速度差
具体实施方式
以下，参照附图对根据本发明的锅炉的燃烧控制方法进行详细说明。
在此，省略针对与在现有技术中说明的内容重复的内容的详细说明，以在本发明中新添加的构成要素为中心进行说明。
参照图1，根据本发明的锅炉100包括：送风机110，旋转而使空气及燃气流入；燃气阀120，调节流入燃气的燃气供应管(未图示)的开闭程度；燃烧器(未图示)，使燃气燃烧；烟道(未图示)，排出燃烧气体；控制部200，控制所述送风机110及所述燃气阀120而调节供应到所述燃烧器的空气量及燃气量。
并且，还可以配备有：目标温度输入部160，输入要通过所述锅炉的运转而接收的供暖或热水的目标温度。
所述目标温度输入部160连接于所述控制部200，进而将所述锅炉100为了达成所述目标温度所需的目标热量T发送至所述控制部200。
并且，还可以配备有：旋转速度测量部140，测量所述送风机110的旋转速度RPM；以及空气压力测量部150，测量作为通过所述送风机110流入的空气的压力的送风机空气压力。
所述旋转速度测量部140可以由感测所述送风机110的旋转数的旋转传感器或者感测驱动所述送风机110的驱动马达的旋转的旋转传感器等构成，并且连接于所述控制部200，进而将测量的旋转速度测量值RPM发送至所述控制部200。
并且，所述空气压力测量部150可以由在通过所述送风机110流入的空气向所述燃烧器流动的流路配备的风压传感器构成，并且连接于所述控制部200，进而将空气压力测量值发送至所述控制部200。
所述目标热量T、所述旋转速度测量值RPM及所述空气压力测量值被配备于所述控制部200的接收部210接收。
所述控制部200还配备有：数据存储部220，将控制所述锅炉100的指南存储为数据库形态；数据计算部230，基于从所述数据库及所述接收部210接收的信息执行预先设定的计算，还配备有：输出部240，输出通过所述数据存储部220及所述数据计算部230计算的控制命令。
所述输出部240连接于控制所述送风机110的运转及旋转速度的送风机调节部300和控制所述燃气阀120的开闭及开度量的燃气阀调节部400而发送控制命令。
所述数据存储部220可以将用于产生所述目标热量T的目标旋转速度RPM、目标送风机空气压力及目标燃气阀开度量存储于第一数据库。
并且，所述数据存储部220可以将根据所述目标热量T、作为所述目标旋转速度RPM与所述旋转速度测量值RPM之差的旋转速度差V以及作为所述目标送风机空气压力与所述空气压力测量值之差的空气压力差P的烟道堵塞预测值B存储于第二数据库。
此时，所述旋转速度差V及所述空气压力差P可以在所述数据计算部230计算后输入到所述数据存储部220。
并且，所述数据存储部220可以将根据所述烟道堵塞预测值B的燃气阀开度量X存储于第三数据库。
所述第一数据库、所述第二数据库及所述第三数据库可以在所述锅炉100的制造步骤中通过实验构成而存储于所述数据存储部220。
此时，所述第一数据库、所述第二数据库及所述第三数据库非线性(Non-Linear)地构成，因此所述数据计算部230可以通过计算不存在利用所述第一数据库、所述第二数据库及所述第三数据库存储的数据的情况下的所述烟道堵塞预测值B及所述燃气阀开度量X来提供线性(Linear)的输出值。
所述烟道堵塞预测值B及所述燃气阀开度量X可以利用插值法(interpolation)计算，尤其可以利用通过直线方程表示已设定的两个数据库的一阶插值法进行计算。
参照图2，对根据本发明的所述锅炉的燃烧控制方法进行说明。
步骤S10是应用第一数据库控制所述锅炉100的燃烧的步骤。
向所述锅炉100输入运转命令，通过所述目标温度输入部160输入目标温度并被控制部200接收，从所述数据存储部220的第一数据库计算根据所述目标热量T的目标旋转速度RPM、目标送风机空气压力及目标燃气阀开度量而通过输出部240向送风机调节部300和燃气阀调节部400发送控制命令，从而控制送风机110和燃气阀120。
因此，所述送风机110被控制为以所述目标旋转速度RPM旋转，所述燃气阀120被控制为以所述目标燃气阀开度量打开。
步骤S20是在旋转速度测量部140和空气压力测量部150测量旋转速度测量值RPM和空气压力测量值的步骤。
所述旋转速度测量部140和所述空气压力测量部150可以实时或以预定时间间隔测量所述旋转速度测量值RPM和所述空气压力测量值而发送到所述控制部200。
步骤S30是应用第二数据库算出烟道堵塞预测值B的步骤。
数据计算部230将所述旋转速度测量值RPM及所述空气压力测量值与所述目标旋转速度RPM及所述目标送风机空气压力比较而计算旋转速度差V及空气压力差P，并且应用所述数据存储部220的第二数据库根据所述目标热量T计算通过所述旋转速度差V及所述空气压力差P预测的烟道堵塞预测值B。
所述烟道堵塞预测值B可以通过百分比表示烟道的堵塞程度。
参照第二数据库的一实施例对本步骤S30进行更详细的说明则如下。
参照图3和图4，所述第二数据库包括关于所述目标热量T是作为从所述锅炉能够产生的热量的最大限界值的最大热量的100％的情况的表(参照图3)和关于所述目标热量是作为能够从所述锅炉产生的热量的最大限界值的最大热量的80％的情况的表(参照图4)，示出了各个情况下根据所述旋转速度差V(横轴)和所述空气压力差P(纵轴)的烟道堵塞预测值B(横向值与纵向值的交叉部)。
作为一例，针对在所述目标热量T为90％，所述目标旋转速度RPM为每分钟2176转，所述目标空气压力为70hPa，然而在所述步骤S20中测量的所述旋转速度测量值RPM为每分钟2800转，所述空气压力测量值为86hPa的情况下计算所述烟道堵塞预测值B(横向值与纵向值的交叉部)的方法进行说明。
首先，如下所述地计算所述旋转速度差V和所述空气压力差P。
旋转速度差V＝旋转速度测量值RPM-目标旋转速度RPM
＝2800-2176＝624
空气压力差P＝空气压力测量值-目标空气压力
＝86-70＝16
之后，参照图5至图7，利用插值法计算所述烟道堵塞预测值B。
图5在图3的横轴(V，旋转速度差)的583与895之间任意地添加所述旋转速度差V的计算值624，在纵轴(P，空气压力差)的15与36之间任意地添加所述空气压力差P的计算值16，据此，可以利用插值法如下所述地计算在所述目标热量T为100％的情况下当所述旋转速度差V为583且所述空气压力差P为16时的烟道堵塞预测值B1、当所述旋转速度差V为624且所述空气压力差P为16时的烟道堵塞预测值B2、当所述旋转速度差V为895且所述空气压力差P为16时的烟道堵塞预测值B3。
B1＝{(16-15)×(90-80)/(36-15)}+80＝80.48
B3＝{(16-15)×(90-80)/(36-15)}+80＝80.48
Figure BDA0002331139290000071
因此，可以计算当所述目标热量T为100％，所述旋转速度差V为624且所述空气压力差P为16时的烟道堵塞预测值B2约为80％。
图6在图4的横轴(V，旋转速度差)的600与1120之间任意地添加所述旋转速度差V的计算值624，在纵轴(P，空气压力差)的0与18之间任意地插入所述空气压力差P的计算值16，据此，可以利用插值法如下所述地计算在所述目标热量T为80％的情况下当所述旋转速度差V为600且所述空气压力差P为16时的烟道堵塞预测值B4、当所述旋转速度差V为624且所述空气压力差P为16时的烟道堵塞预测值B5、当所述旋转速度差V为1120且所述空气压力差P为16时的烟道堵塞预测值B6。
B4＝{(16-0)×(90-70)/(18-0)}+70＝87.78
B6＝{(16-0)×(90-80)/(18-0)}+80＝88.89
Figure BDA0002331139290000082
因此，可以计算当所述目标热量T为80％，所述旋转速度差V为624且所述空气压力差P为16时的烟道堵塞预测值B5约为88％。
之后，如图7所示，参照当所述目标热量T为100％时的烟道堵塞预测值B2和当所述目标热量T为80％时的烟道堵塞预测值B5，利用插值法计算当所述目标热量T为90％，所述旋转速度差V为624且所述空气压力差P为16时的烟道堵塞预测值B。
B＝{(B2-B5)×(90-80)/(100-80)}+B5
＝{(80-88)×(90-80)/(100-80)}+88＝84
因此，可以计算当所述目标热量T为90％，所述旋转速度差V为624且所述空气压力差P为16时的烟道堵塞预测值B为84％。
步骤S40是应用第三数据库计算燃气阀开度量X的步骤。
数据计算部230应用所述数据存储部220的第三数据库而根据所述烟道堵塞预测值B计算所述燃气阀开度量X。
参照第三数据库的一实施例对本步骤S40的更详细的说明如下。
参照图8，所述第三数据库可以由关于根据所述烟道堵塞预测值B的所述燃气阀开度量X的表构成。
因此，可以如下所述地利用插入法在所述图8的烟道堵塞预测值80％与90％之间任意地插入所述烟道堵塞预测值B 84％(参照图9)，从而计算当所述烟道堵塞预测值B为84％时的燃气阀开度量X。
Figure BDA0002331139290000081
因此，计算在所述目标热量T为90％，所述旋转速度差V为624，所述空气压力差P为16且烟道堵塞预测值B为84％情况下的所述燃气阀开度量X为8。
步骤S50是向燃气阀调节部400发送所述燃气阀开度量X而调节燃气阀120的开度的步骤。
对于根据本发明的锅炉及锅炉的燃烧控制方法而言，能够实时判断排出燃烧气体的烟道的堵塞程度而调节燃气供应量并保持锅炉的燃烧性。
并且，通过利用作为通过送风机110流入的空气的压力及送风机旋转速度测量值RPM与目标空气压力及目标旋转速度之差的旋转速度差V和空气压力差P计算烟道堵塞预测值B，进而据此计算燃气阀开度量X，从而能够保持燃烧室内部的燃气比并保持锅炉的燃烧性。
并且，通过将根据目标热量T的旋转速度差V和空气压力差P、烟道堵塞预测值B、燃气阀开度量X制成数据表，能够提供与烟道堵塞状况对应合适的引导。
并且，通过配备基于包括根据目标热量T的旋转速度差V和空气压力差P、烟道堵塞预测值B、燃气阀开度量X的数据表进行计算的计算部，能够提供线性的输出值，并且可以更精密地控制锅炉的燃烧状态。
本发明并不局限于上述实施例，在不脱离权利要求书中请求保护的本发明的技术思想的情况下，本发明所属的技术领域中具备基本知识的人员可实现显而易见的变形实施，这些变形实施属于本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种锅炉的燃烧控制方法，所述锅炉包括：送风机，旋转而使空气及燃气流入；燃气阀，调节流入燃气的燃气供应管的开闭程度；控制部，控制所述送风机及所述燃气阀，所述锅炉的燃烧控制方法包括如下步骤：
A)测量根据目标热量的所述送风机的旋转速度变化和作为通过所述送风机的旋转流入的空气的压力的空气压力的变化，进而计算烟道堵塞预测值；
B)根据所述烟道堵塞预测值调节所述燃气阀开度量，进而控制流入的燃气的供应量。
2.根据权利要求1所述的锅炉的燃烧控制方法，其特征在于，
所述步骤A)包括如下步骤：
a)输入通过锅炉的运转而提供的供暖或热水的目标温度，并且设定用于达成所述目标温度的目标热量；
b)根据所述目标热量计算所述送风机的目标旋转速度、作为通过所述送风机的旋转流入的空气的压力的目标空气压力以及目标燃气阀开度量，进而应用于所述送风机及所述燃气阀的控制；
c)实时计算所述送风机的旋转速度测量值以及通过所述送风机的旋转流入的空气压力测量值；
d)计算作为所述目标旋转速度与所述旋转速度测量值之差的旋转速度差以及作为所述目标空气压力与所述空气压力测量值之差的空气压力差，根据所述目标热量、所述旋转速度差及所述空气压力差计算所述烟道堵塞预测值。
3.根据权利要求2所述的锅炉的燃烧控制方法，其特征在于，
在所述步骤b)中，控制部将所述目标热量代入根据所述目标热量存储所述目标旋转速度、所述目标空气压力及目标燃气阀开度量的数据的第一数据库而计算所述目标旋转速度及所述目标空气压力。
4.根据权利要求2所述的锅炉的燃烧控制方法，其特征在于，
在所述步骤d)中，控制部将所述烟道堵塞预测值代入根据所述烟道堵塞预测值存储所述燃气阀开度量的数据的第三数据库而计算所述燃气阀的开度量。
5.根据权利要求2所述的锅炉的燃烧控制方法，其特征在于，
所述烟道堵塞预测值及所述燃气阀开度量利用插值法线性地进行计算而输出，所述插值法线通过直线方程表示预先设定或计算的至少两个数据。
6.一种锅炉，包括：
旋转速度测量部，测量使空气及燃气流入的送风机的旋转速度；
空气压力测量部，测量作为通过所述送风机流入的空气的压力的空气压力；
控制部，测量根据目标热量的所述送风机的旋转速度变化和所述空气压力的变化而计算烟道堵塞预测值，并且根据所述烟道堵塞预测值调节燃气阀开度量，从而控制流入的燃气的供应量。
7.根据权利要求6所述的锅炉，其特征在于，
所述控制部配备有存储数据的数据存储部，
所述数据存储部存储有：
第一数据库，包括用于产生目标热量的目标旋转速度、目标送风机空气压力及目标燃气阀开度量；
第二数据库，包括所述目标热量、作为所述目标旋转速度与所述送风机的旋转速度测量值之差的旋转速度差、作为所述目标送风机空气压力与通过所述送风机的旋转流入的空气压力测量值之差的空气压力差以及根据目标热量、旋转速度差及空气压力差的烟道堵塞预测值。
8.根据权利要求7所述的锅炉，其特征在于，
所述数据存储部还存储有：第三数据库，包括所述烟道堵塞预测值和根据所述烟道堵塞预测值的燃气阀开度量。
9.根据权利要求6所述的锅炉，其特征在于，
所述控制部配备有：数据计算部，利用插值法线性地进行计算并输出所述烟道堵塞预测值及所述燃气阀开度量，所述插值法通过直线方程表示预先设定或计算的至少两个数据。
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