CN113670071A - 一种用于燃气燃烧的梯级供氧系统及调节方法 - Google Patents

一种用于燃气燃烧的梯级供氧系统及调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于燃气燃烧的梯级供氧系统及调节方法，该系统包括氧气供给器、空气供给器、第一混合器、第二混合器、第三混合器、第四混合器、氧气总管道、第一支管道、第二支管道和第三支管道，其调节方法包括：确定目标空气流量和各目标氧气浓度，初始化氧气浓度值和助燃风目标流量值；调节空气管道和送气管道上的流量调节阀；计算出各空气管道的流量值和各氧气管道的流量值；调节氧气管道上的流量调节阀；更新各处空气流量、氧气流量和助燃风目标流量值；计算调节后的误差，判断误差是否在允许范围内，在允许范围内则结束氧气调节，否则继续调节。与现有技术相比，本发明旨在解决现有技术中氧气调节精度低且炉膛各处氧气浓度相同的缺陷。

Description

一种用于燃气燃烧的梯级供氧系统及调节方法
技术领域
本发明涉及富氧燃烧技术领域，尤其是涉及一种用于燃气燃烧的 梯级供氧系统及调节方法。
背景技术
富氧能提高燃料燃烧温度，但同时也增大了炉膛燃烧温度的波 动，这是因为，火焰温度对富氧浓度的敏感性非常高。以热值为 800kcal/Nm3的高炉煤气为例，试验数据表明，在相同的散热条件下， 助燃空气氧含量由0.21提升至0.31时，燃烧温度由937℃提升至1183℃，增加了约250℃，即助燃风氧含量每增加1％(绝对值)， 燃烧温度增加25℃。而烧结点火的适宜温度区间宽仅为100℃，即 富氧浓度的控制误差超过±2％(绝对值)就会导致点火温度偏低或 偏高，造成料面过生或过融。而现有富氧点火技术中，对氧气和空 气流量的调节都很粗糙，难以满足富氧点火对浓度的精度要求，造 成点火温度波动大，对点火质量有不利影响。其次，实际生产过程 中，炉膛各处由于散热、烧结进程等的差异，炉膛各处特别是沿台 车运行方向上各处对氧气浓度的要求一般不相同。
发明内容
(一)要解决的技术问题
基于此，本发明提出一种用于燃气燃烧的梯级供氧系统及调节方 法，旨在解决现有技术中氧气调节精度低且炉膛各处氧气浓度相同 的缺陷。
(二)技术方案
本发明为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，提供一种 用于燃气燃烧的梯级供氧系统，包括氧气供给器、空气供给器、第一 混合器、第二混合器、第三混合器和第四混合器，所述氧气供给器与 第一混合器之间连通有氧气总管道，所述氧气总管道与第二混合器之 间连通有第一支管道，所述第一支管道与第三混合器之间连通有第二 支管道，所述第二支管道与第四混合器之间连通有第三支管道，所述 氧气总管道、第一支管道、第二支管道和第三管道上分别设有总氧气 调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧气调节子系统和第三氧气 调节子系统，所述总氧气调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧气调节子系统和第三氧气调节子系统设于氧气供给器与第四混合器 之间，所述空气供给器上连通有空气管道，所述空气管道依次连通于 第一混合器、第二混合器、第三混合器和第四混合器，所述空气供给 器与第一混合器之间的空气管道上设有空气调节子系统，所述第二混 合器、第三混合器和第四混合器上分别连通有第一送气管道、第二送 气管道和第三送气管道，所述第一送气管道、第二送气管道和第三送 气管道上分别设有第一送气调节子系统、第二送气调节子系统和第三 送气调节子系统。
优选的，相邻的两个混合器之间的空气管道上设有氧气浓度测量 仪，所述第三送气管道上设有氧气浓度测量仪。
优选的，所述总氧气调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧 气调节子系统、第三氧气调节子系统、空气调节子系统、第一送气调 节子系统、第二送气调节子系统和第三送气调节子系统均设有流量计 和流量调节阀。
本发明还提供了一种应用了如上述所述的用于燃气燃烧的梯级供 氧系统的调节方法，包括如下步骤：
S1：根据工况确定目标空气流量Q′air,t、第二混合器的目标氧气浓 度C′1、第三混合器的目标氧气浓度C′2和第四混合器的目标氧气浓度 C′3；
S2：设置第一混合器的目标氧气浓度C′0，使C′0满足： C′0＝max{(C′2-C′1),(C′3-C′2)}；
S3：初始化氧气浓度值和助燃风目标流量值，使
Ci＝C′i，
Figure BDA0003182337320000031
其中，
Figure BDA0003182337320000032
为氧气总管道的氧气流量，该步骤中，
Figure BDA0003182337320000033
C1为第二混合器的氧气浓度，C2为第三混合器的氧气浓度，C3为第四 混合器的氧气浓度，
Figure BDA0003182337320000034
为第二混合器的目标流出量，
Figure BDA0003182337320000035
为第 三混合器的目标流出量，
Figure BDA0003182337320000036
为第四混合器的目标流出量；i＝1，2， 3；
S4：调节空气调节子系统、第一送气调节子系统、第二送气调节 子系统和第三送气调节子系统，使第二混合器的流出量
Figure BDA0003182337320000037
第 三混合器的流出量
Figure BDA0003182337320000041
和第四混合器的流出量
Figure BDA0003182337320000042
和空气流量 Qair,t满足：
Qair,t＝Q′air,t，
Figure BDA0003182337320000043
其中，i＝1，2，3；
S5：根据第一混合器的氧气浓度和空气流量计算出第一混合器与 第二混合器之间的流通量Qair,1，然后根据第二混合器的氧气浓度和 Qair,1计算出第二混合器与第三混合器之间的流通量Qair,2，然后根据 第三混合器的氧气浓度和Qair,2计算出第三混合器与第四混合器之间 的流通量Qair,3；
S6：计算出氧气总管道进入第一混合器的目标氧气流量
Figure BDA0003182337320000044
第一支管道进入第二混合器的目标氧气流量
Figure BDA0003182337320000045
第二支管道进入 第三混合器的目标氧气流量
Figure BDA0003182337320000046
和第三支管道进入第四混合器的 目标氧气流量
Figure BDA0003182337320000047
S7：由
Figure BDA0003182337320000048
和
Figure BDA0003182337320000049
获得第三支管道的目标氧气流量
Figure BDA00031823373200000410
第二支管道的目标氧气流量
Figure BDA00031823373200000411
第一支管道的目标氧气流 量
Figure BDA00031823373200000412
和氧气总管道的目标氧气流量
Figure BDA00031823373200000413
S8：通过调节总氧气调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧 气调节子系统和第三氧气调节子系统，使
Figure BDA00031823373200000414
Figure BDA00031823373200000415
其中i＝1，2，3；
Figure BDA00031823373200000416
为第一支管道的氧气流量，
Figure BDA00031823373200000417
为第二支 管道的氧气流量，
Figure BDA0003182337320000051
为第三支管道的氧气流量；
S9：更新Qair,t、
Figure BDA0003182337320000052
和
Figure BDA0003182337320000053
的值，其中i＝1，2，3；
S10：更新进入各混合器的氧气流量值
Figure BDA0003182337320000054
和
Figure BDA0003182337320000055
S11：更新第二混合器的目标流出量
Figure BDA0003182337320000056
第三混合器的目标流 出量
Figure BDA0003182337320000057
和第四混合器的目标流出量
Figure BDA0003182337320000058
Figure BDA0003182337320000059
其中i＝1，2，3；
S12：计算本次调节后的误差：
Figure BDA00031823373200000510
Figure BDA00031823373200000511
Figure BDA00031823373200000512
其中i＝1，2，3；
S13：设置误差阈值Eair,t，max、
Figure BDA00031823373200000513
判断误差是否 在可接受范围：
Eair,t≤Eair,t，max，
Figure BDA00031823373200000514
Figure BDA00031823373200000515
其中i＝1，2，3；
如果满足误差要求，则结束氧气调节；否则，则转步骤S4。
优选的，在步骤S5中，Qair,1、Qair,2和Qair,3可由下式计算得到：
Figure BDA0003182337320000061
Figure BDA0003182337320000062
Figure BDA0003182337320000063
其中，
Figure BDA0003182337320000064
为氧气总管道进入第一混合器的氧气流量，
Figure BDA0003182337320000065
为第 一支管道进入第二混合器的氧气流量，
Figure BDA0003182337320000066
为第二支管道进入第三 混合器的氧气流量。
优选的，在步骤S5中，在第一次调整氧气时，
Figure BDA0003182337320000067
和
Figure BDA0003182337320000068
可由下式计算得到：
Figure BDA0003182337320000069
Figure BDA00031823373200000610
Figure BDA00031823373200000611
优选的，在步骤S6中，
Figure BDA00031823373200000612
和
Figure BDA00031823373200000613
可由下式 计算得到：
Figure BDA00031823373200000614
Figure BDA00031823373200000615
Figure BDA00031823373200000616
Figure BDA00031823373200000617
优选的，在步骤S7中，
Figure BDA00031823373200000618
和
Figure BDA00031823373200000619
可由下式计算得 到：
Figure BDA0003182337320000071
Figure BDA0003182337320000072
Figure BDA0003182337320000073
Figure BDA0003182337320000074
优选的，在步骤S9中，通过空气调节子系统、第一送气调节子 系统、第二送气调节子系统和第三送气调节子系统得到Qair,t和
Figure BDA0003182337320000075
通过总氧气调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧气 调节子系统和第三氧气调节子系统得到
Figure BDA0003182337320000076
和
Figure BDA0003182337320000077
优选的，在步骤S10中，
Figure BDA0003182337320000078
和
Figure BDA0003182337320000079
可由下式计 算得到：
Figure BDA00031823373200000710
Figure BDA00031823373200000711
Figure BDA00031823373200000712
Figure BDA00031823373200000713
(三)有益效果
本发明的用于燃气燃烧的梯级供氧系统及调节方法有如下的优 点：
(1)采用相互串联的混合器分别对三排烧嘴氧浓度进行调节，实 现氧浓度的逐级调节。
(2)设置预混混合器和多个氧气支管道，实现对助燃风流量、各 级氧气浓度的精确控制。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示 意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的工作流程示意图。
附图标记说明：
1.氧气供给器，2.空气供给器，3.第一混合器，4.第二混合器，5. 第三混合器，6.第四混合器，7.氧气总管道，8.第一支管道，9.第二 支管道，10.第三支管道，11.总氧气调节子系统，12.第一氧气调节子 系统，13.第二氧气调节子系统，14.第三氧气调节子系统，15.空气管 道，16.空气调节子系统，17.第一送气管道，18.第二送气管道，19. 第三送气管道，20.第一送气调节子系统，21.第二送气调节子系统， 22.第三送气调节子系统，23.氧气浓度测量仪，100.流量计，200.流 量调节阀。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结 合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐 述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多 不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背 本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体 实施的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定， 术语“相连”、“连接”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，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或 链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。对于本领域的普通技术人 员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照附图1-2，本实施例提供了一种用于燃气燃烧的梯级供氧系 统，包括氧气供给器1、空气供给器2、第一混合器3、第二混合器4、 第三混合器5和第四混合器6，氧气供给器1与第一混合器3之间连通有 氧气总管道7，氧气总管道7与第二混合器4之间连通有第一支管道8， 第一支管道8与第三混合器5之间连通有第二支管道9，第二支管道9 与第四混合器6之间连通有第三支管道10，氧气总管道7、第一支管道 8、第二支管道9和第三管道上分别设有总氧气调节子系统11、第一氧 气调节子系统12、第二氧气调节子系统13和第三氧气调节子系统14， 总氧气调节子系统11、第一氧气调节子系统12、第二氧气调节子系统 13和第三氧气调节子系统14设于氧气供给器1与第四混合器6之间，空 气供给器2上连通有空气管道15，空气管道15依次连通于第一混合器 3、第二混合器4、第三混合器5和第四混合器6，空气供给器2与第一 混合器3之间的空气管道15上设有空气调节子系统16，第二混合器4、第三混合器5和第四混合器6上分别连通有第一送气管道17、第二送气 管道18和第三送气管道19，第一送气管道17、第二送气管道18和第三 送气管道19上分别设有第一送气调节子系统20、第二送气调节子系统 21和第三送气调节子系统22。
相邻的两个混合器之间的空气管道15上设有氧气浓度测量仪23， 第三送气管道19上设有氧气浓度测量仪23。
总氧气调节子系统11、第一氧气调节子系统12、第二氧气调节子 系统13、第三氧气调节子系统14、空气调节子系统16、第一送气调节 子系统20、第二送气调节子系统21和第三送气调节子系统22均设有流 量计100和流量调节阀200。本实施例中，各子系统中的流量计100和 流量调节阀200沿输气方向依次设置。
本发明还提供了一种应用了如上述的用于燃气燃烧的梯级供氧系 统的调节方法，包括如下步骤：
步骤1：根据工况确定目标空气流量Q′air,t、第二混合器4的目标氧 气浓度C′1、第三混合器5的目标氧气浓度C′2和第四混合器6的目标氧气 浓度C′3；目标空气流量Q′air,t为空气供给器2输送给第一混合器3的空气 流量。
步骤2：设置第一混合器3的目标氧气浓度C′0，使C′0满足： C′0＝max{(C′2-C′1),(C′3-C′2)}；该设置保证C′0不至于过大或过小，为进一 步调节提供空间。
步骤3：初始化氧气浓度值和助燃风目标流量值，使
Ci＝C′i，
Figure BDA0003182337320000101
其中，
Figure BDA0003182337320000102
为氧气总管道7的氧气流量，初始化
Figure BDA0003182337320000103
和
Figure BDA0003182337320000104
使
Figure BDA0003182337320000105
C1为第二混合器4的氧气浓度， C2为第三混合器5的氧气浓度，C3为第四混合器6的氧气浓度，
Figure BDA0003182337320000111
为第二混合器4的目标流出量，即为第一送气管道17的助燃 风目标流量，
Figure BDA0003182337320000112
为第三混合器5的目标流出量，即为第二送气 管道18的助燃风目标流量，
Figure BDA0003182337320000113
为第四混合器6的目标流出量， 即为第三送气管道19的助燃风目标流量；i＝1，2，3；
Figure BDA0003182337320000114
为第一 支管道8进入第二混合器4的氧气流量，
Figure BDA0003182337320000115
为第二支管道9进入 第三混合器5的氧气流量，
Figure BDA0003182337320000116
为第三支管道10进入第四混合器6 的氧气流量，
Figure BDA0003182337320000117
为第一支管道8的氧气流量，
Figure BDA0003182337320000118
为第二支管道 9的氧气流量，
Figure BDA0003182337320000119
为第三支管道10的氧气流量。
步骤4：根据目标空气流量和各混合器的目标流出量调节空气调 节子系统16中的流量调节阀200、第一送气调节子系统20中的流量 调节阀200、第二送气调节子系统21中的流量调节阀200和第三送 气调节子系统22中的流量调节阀200，使第一送气管道17的助燃风 流量
Figure BDA00031823373200001110
第二送气管道18的助燃风流量
Figure BDA00031823373200001111
和第三送气管道 19的助燃风流量
Figure BDA00031823373200001112
和空气流量Qair,t满足：
Qair,t＝Q′air,t，
Figure BDA00031823373200001113
其中，i＝1，2，3；
步骤5：根据第一混合器3的氧气浓度和空气流量计100算出第一混 合器3与第二混合器4之间的流通量Qair,1，
Figure BDA00031823373200001114
在该 步骤中，如果是第一次调整氧气时，则
Figure BDA00031823373200001115
Figure BDA00031823373200001116
为 氧气总管道7进入第一混合器3的氧气流量。
然后根据第二混合器4的氧气浓度和Qair,1计算出第二混合器4与第 三混合器5之间的流通量Qair,2，
Figure BDA0003182337320000121
在该步 骤中，如果是第一次调整氧气，则
Figure BDA0003182337320000122
然后根据第三混合器5的氧气浓度和Qair,2计算出第三混合器5与 第四混合器6之间的流通量Qair,3；
Figure BDA0003182337320000123
在该 步骤中，如果是第一次调整氧气时，则
Figure BDA0003182337320000124
步骤6：计算出氧气总管道7进入第一混合器3的目标氧气流量
Figure BDA0003182337320000125
第一支管道8进入第二混合器4的目标氧气流量
Figure BDA0003182337320000126
第 二支管道9进入第三混合器5的目标氧气流量
Figure BDA0003182337320000127
和第三支管道10 进入第四混合器6的目标氧气流量
Figure BDA0003182337320000128
具体计算过程为：
Figure BDA0003182337320000129
Figure BDA00031823373200001210
Figure BDA00031823373200001211
Figure BDA00031823373200001212
步骤7：由
Figure BDA00031823373200001213
和
Figure BDA00031823373200001214
获得第三支管道10的目标氧气 流量
Figure BDA00031823373200001215
第二支管道9的目标氧气流量
Figure BDA00031823373200001216
第一支管道8的目标 氧气流量
Figure BDA00031823373200001217
和氧气总管道7的目标氧气流量
Figure BDA00031823373200001218
具体获得过程 为：
Figure BDA00031823373200001219
Figure BDA0003182337320000131
Figure BDA0003182337320000132
Figure BDA0003182337320000133
步骤8：根据氧气总管道7的目标氧气流量和各氧气支管道的目标 氧气流量调节总氧气调节子系统11中的流量调节阀200、第一氧气调 节子系统12中的流量调节阀200、第二氧气调节子系统13中的流量调 节阀200和第三氧气调节子系统14中的流量调节阀200，使
Figure BDA0003182337320000134
Figure BDA0003182337320000135
其中i＝1，2，3；
步骤9：更新Qair,t、
Figure BDA0003182337320000136
和
Figure BDA0003182337320000137
的值，其中i＝1，2，3； 具体为通过总氧气调节子系统11中的流量计100更新
Figure BDA0003182337320000138
通过第一 氧气调节子系统12中的流量计100更新
Figure BDA0003182337320000139
通过第二氧气调节子系 统13中的流量计100更新
Figure BDA00031823373200001310
通过第三氧气调节子系统14中的流量 计100更新
Figure BDA00031823373200001311
通过空气调节子系统16中的流量计100更新Qair,t， 通过第一送气调节子系统20中的流量计100更新
Figure BDA00031823373200001312
通过第二送 气调节子系统21中的流量计100更新
Figure BDA00031823373200001313
通过第三送气调节子系 统22中的流量计100更新
Figure BDA00031823373200001314
步骤10：更新进入各混合器的氧气流量值
Figure BDA00031823373200001315
和
Figure BDA00031823373200001316
具体过程为：
Figure BDA00031823373200001317
Figure BDA00031823373200001318
Figure BDA0003182337320000141
Figure BDA0003182337320000142
步骤11：更新第二混合器4的目标流出量
Figure BDA0003182337320000143
第三混合器5的目 标流出量
Figure BDA0003182337320000144
和第四混合器6的目标流出量
Figure BDA0003182337320000145
Figure BDA0003182337320000146
其中i＝1，2，3；
步骤12：计算本次调节后的误差：
Figure BDA0003182337320000147
Figure BDA0003182337320000148
Figure BDA0003182337320000149
Figure BDA00031823373200001410
Figure BDA00031823373200001411
Figure BDA00031823373200001412
Figure BDA00031823373200001413
其中i＝1，2，3；
步骤13：设置误差阈值Eair,t，max、
Figure BDA00031823373200001414
判断误差 是否在可接受范围，若满足以下条件：
Eair,t≤Eair,t，max，
Figure BDA0003182337320000151
Figure BDA0003182337320000152
其中i＝1，2，3；
则结束氧气调节；否则，则转步骤4。
本发明共设置有4个相互串联的混合器，其中第一混合器3为预混 混合器，用于将助燃风氧浓度迅速提升至工作值附近，第二混合器4、 第三混合器5和第四混合器6为次级混合器，分别与点火炉的三排烧嘴 相连，用于精确的控制进入对应烧嘴的助燃风的氧含量。4个混合器 串联连接，保证助燃风氧含量逐级提高。氧气供给器1通过氧气总管 道7、氧气支管道与4个混合器分别相连，且每个氧气管道上设置有对 应的流量调节阀200和流量计100，以控制进入各混合器的氧气流量。 空气供给器2(风机)通过空气管道15与第一混合器3相连，管路上设 置有流量调节阀200和流量计100，以调节进入第一混合器3的空气量。第二混合器4、第三混合器5、第四混合器6与烧嘴之间的管路上设置 有流量调节阀200和流量计100，控制进入烧嘴的助燃风流量。4个混 合器的出口管路上设置有氧气浓度测量仪23，以便检测混合气体的氧 气浓度。
工作时，由助燃风机送入的空气(氧含量21％)先进入第一混合 器3，与从氧气总管道7送入第一混合器3的纯氧混合后，混合气体的 氧浓度迅速提升至工作氧浓度(25％～31％)附近。预混得到的富氧 助燃风进入第二混合器4，与从第一支管道8送过来的纯氧混合，氧浓 度进一步提高至第一排烧嘴工作氧浓度后，一部分混合气(约1/3)直接进入第一排烧嘴进行助燃。剩余部分混合气进入第三混合器5， 与第二支管道9送过来的纯氧混合后，氧浓度进一步提高至第二排烧 嘴工作氧浓度后，一部分(约1/2)直接进入第二排烧嘴进行助燃。 剩余部分混合气进入第四混合器6，与第三支管道10送过来的纯氧混 合后，氧浓度进一步提高至第三排烧嘴工作氧浓度后，送入第三排烧 嘴助燃。该结构设计可以有效保证三排烧嘴氧气浓度逐渐增高，实现 梯级供氧。其次，可以实现对助燃风流量、各级氧气浓度的精确控制。
最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明 的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同 替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可 以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样 的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于燃气燃烧的梯级供氧系统，其特征在于，包括氧气供给器、空气供给器、第一混合器、第二混合器、第三混合器和第四混合器，所述氧气供给器与第一混合器之间连通有氧气总管道，所述氧气总管道与第二混合器之间连通有第一支管道，所述第一支管道与第三混合器之间连通有第二支管道，所述第二支管道与第四混合器之间连通有第三支管道，所述氧气总管道、第一支管道、第二支管道和第三管道上分别设有总氧气调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧气调节子系统和第三氧气调节子系统，所述总氧气调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧气调节子系统和第三氧气调节子系统设于氧气供给器与第四混合器之间，所述空气供给器上连通有空气管道，所述空气管道依次连通于第一混合器、第二混合器、第三混合器和第四混合器，所述空气供给器与第一混合器之间的空气管道上设有空气调节子系统，所述第二混合器、第三混合器和第四混合器上分别连通有第一送气管道、第二送气管道和第三送气管道，所述第一送气管道、第二送气管道和第三送气管道上分别设有第一送气调节子系统、第二送气调节子系统和第三送气调节子系统。
2.根据权利要求1所述的用于燃气燃烧的梯级供氧系统，其特征在于，相邻的两个混合器之间的空气管道上设有氧气浓度测量仪，所述第三送气管道上设有氧气浓度测量仪。
3.根据权利要求1所述的用于燃气燃烧的梯级供氧系统，其特征在于，所述总氧气调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧气调节子系统、第三氧气调节子系统、空气调节子系统、第一送气调节子系统、第二送气调节子系统和第三送气调节子系统均设有流量计和流量调节阀。
4.一种应用了如权利要求1-3任一项用于燃气燃烧的梯级供氧系统的调节方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：根据工况确定目标空气流量Q′air,t、第二混合器的目标氧气浓度C′1、第三混合器的目标氧气浓度C′2和第四混合器的目标氧气浓度C′3；
S2：设置第一混合器的目标氧气浓度C′0，使C′0满足：C′0＝max{(C′2-C′1),(C′3-C′2)}；
S3：初始化氧气浓度值和助燃风目标流量值，使
Ci＝C′i，
Figure RE-FDA0003315894840000021
其中，
Figure RE-FDA0003315894840000022
为氧气总管道的氧气流量，该步骤中，
Figure RE-FDA0003315894840000023
C1为第二混合器的氧气浓度，C2为第三混合器的氧气浓度，C3为第四混合器的氧气浓度，
Figure RE-FDA0003315894840000024
为第二混合器的目标流出量，
Figure RE-FDA0003315894840000025
为第三混合器的目标流出量，
Figure RE-FDA0003315894840000026
为第四混合器的目标流出量；i＝1，2，3；
S4：调节空气调节子系统、第一送气调节子系统、第二送气调节子系统和第三送气调节子系统，使第二混合器的流出量
Figure RE-FDA0003315894840000027
第三混合器的流出量
Figure RE-FDA0003315894840000028
和第四混合器的流出量
Figure RE-FDA0003315894840000029
和空气流量Qair,t满足：
Qair,t＝Q′air,t，
Figure RE-FDA0003315894840000031
其中，i＝1，2，3；
S5：根据第一混合器的氧气浓度和空气流量计算出第一混合器与第二混合器之间的流通量Qair,1，然后根据第二混合器的氧气浓度和Qair,1计算出第二混合器与第三混合器之间的流通量Qair,2，然后根据第三混合器的氧气浓度和Qair,2计算出第三混合器与第四混合器之间的流通量Qair,3；
S6：计算出氧气总管道进入第一混合器的目标氧气流量
Figure RE-FDA0003315894840000032
第一支管道进入第二混合器的目标氧气流量
Figure RE-FDA0003315894840000033
第二支管道进入第三混合器的目标氧气流量
Figure RE-FDA0003315894840000034
和第三支管道进入第四混合器的目标氧气流量
Figure RE-FDA0003315894840000035
S7：由
Figure RE-FDA0003315894840000036
和
Figure RE-FDA0003315894840000037
获得第三支管道的目标氧气流量
Figure RE-FDA0003315894840000038
第二支管道的目标氧气流量
Figure RE-FDA0003315894840000039
第一支管道的目标氧气流量
Figure RE-FDA00033158948400000310
和氧气总管道的目标氧气流量
Figure RE-FDA00033158948400000311
S8：通过调节总氧气调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧气调节子系统和第三氧气调节子系统，使
Figure RE-FDA00033158948400000312
Figure RE-FDA00033158948400000313
其中i＝1，2，3；
Figure RE-FDA00033158948400000314
为第一支管道的氧气流量，
Figure RE-FDA00033158948400000315
为第二支管道的氧气流量，
Figure RE-FDA00033158948400000316
为第三支管道的氧气流量；
S9：更新Qair,t、
Figure RE-FDA00033158948400000317
和
Figure RE-FDA00033158948400000318
的值，其中i＝1，2，3；
S10：更新进入各混合器的氧气流量值
Figure RE-FDA0003315894840000041
和
Figure RE-FDA0003315894840000042
S11：更新第二混合器的目标流出量
Figure RE-FDA0003315894840000043
第三混合器的目标流出量
Figure RE-FDA0003315894840000044
和第四混合器的目标流出量
Figure RE-FDA0003315894840000045
Figure RE-FDA0003315894840000046
其中i＝1，2，3；
S12：计算本次调节后的误差：
Figure RE-FDA0003315894840000047
Figure RE-FDA0003315894840000048
Figure RE-FDA0003315894840000049
其中i＝1，2，3；
S13：设置误差阈值Eair,t，max、
Figure RE-FDA00033158948400000410
判断误差是否在可接受范围，若满足以下条件：
Eair,t≤Eair,t，max，
Figure RE-FDA00033158948400000411
Figure RE-FDA00033158948400000412
其中i＝1，2，3；
则结束氧气调节；否则，则转步骤S4。
5.根据权利要求4所述的用于燃气燃烧的梯级供氧的调节方法，其特征在于，在步骤S5中，Qair,1、Qair,2和Qair,3可由下式计算得到：
Figure FDA00031823373100000413
Figure FDA0003182337310000051
Figure FDA0003182337310000052
其中，
Figure FDA0003182337310000053
为氧气总管道进入第一混合器的氧气流量，
Figure FDA0003182337310000054
为第一支管道进入第二混合器的氧气流量，
Figure FDA0003182337310000055
为第二支管道进入第三混合器的氧气流量。
6.根据权利要求5所述的用于燃气燃烧的梯级供氧的调节方法，其特征在于，在步骤S5中，在第一次调整氧气时，
Figure FDA0003182337310000056
和
Figure FDA0003182337310000057
可由下式计算得到：
Figure FDA0003182337310000058
Figure FDA0003182337310000059
Figure FDA00031823373100000510
7.根据权利要求4所述的用于燃气燃烧的梯级供氧的调节方法，其特征在于，在步骤S6中，
Figure FDA00031823373100000511
和
Figure FDA00031823373100000512
可由下式计算得到：
Figure FDA00031823373100000513
Figure FDA00031823373100000514
Figure FDA00031823373100000515
Figure FDA00031823373100000516
8.根据权利要求4所述的用于燃气燃烧的梯级供氧的调节方法，其特征在于，在步骤S7中，
Figure FDA0003182337310000061
和
Figure FDA0003182337310000062
可由下式计算得到：
Figure FDA0003182337310000063
Figure FDA0003182337310000064
Figure FDA0003182337310000065
Figure FDA0003182337310000066
9.根据权利要求4所述的用于燃气燃烧的梯级供氧的调节方法，其特征在于，在步骤S9中，通过空气调节子系统、第一送气调节子系统、第二送气调节子系统和第三送气调节子系统得到Qair,t和
Figure FDA0003182337310000067
通过总氧气调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧气调节子系统和第三氧气调节子系统得到
Figure FDA0003182337310000068
和
Figure FDA0003182337310000069
10.根据权利要求4所述的用于燃气燃烧的梯级供氧的调节方法，其特征在于，在步骤S10中，
Figure FDA00031823373100000610
和
Figure FDA00031823373100000611
可由下式计算得到：
Figure FDA00031823373100000612
Figure FDA00031823373100000613
Figure FDA00031823373100000614
Figure FDA00031823373100000615
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