CN117419333A - 燃烧比例控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种燃烧比例控制方法及系统，包括：调整压力至预设值；记录每个采样点的燃气阀位值和燃气流量计采集的燃气流量值以及空气阀位值和空气流量计采集的空气流量值；获取预设的空燃比、预设的燃气流量值以及预设的空气流量值；找到最接近预设的燃气流量值的燃气流量值，并找到与其对应的燃气阀位数值，作为燃气阀调整值；找到最接近预设的空气流量值的空气流量值，并找到与其对应的空气阀位数值，作为空气阀调整值；燃气流量调节阀和空气流量调节阀调节；燃气流量计采集燃气实时流量值，空气流量计采集空气实时流量值，计算得到实时空燃比。本发明可以快速且稳定地控制燃烧比例，并且使用简单方便，无需进行复杂的参数整定。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种燃烧比例控制方法及系统。
背景技术
燃烧器将燃料与空气以一定比例混合后，以一定方式喷出混合燃烧，燃烧器按所燃料的不同可分为煤粉燃烧器、油燃烧器和气体燃烧器。对于气体燃烧器，燃气和空气之间燃烧比例的控制对燃烧效果具有很大影响，而现有的燃烧比例控制大多采用PID控制，控制参数复杂，控制效果不佳，稳定性差。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种燃烧比例控制方法及系统。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一方面，本发明公开一种燃烧比例控制方法，包括：
步骤S1：将燃气管道和空气管道内压力的分别调整至燃气压力预设值和空气压力预设值；
步骤S2：燃气流量调节阀的阀门开度从0％-100％，每间隔a％进行采样，记录每个采样点的燃气阀位值和燃气流量计采集的燃气流量值；
空气流量调节阀的阀门开度从0％-100％，每间隔a％进行采样，记录每个采样点的空气阀位值和空气流量计采集的空气流量值；
步骤S3：获取所有采样点下的燃气阀位值、燃气流量值、空气阀位值和空气流量值，且每个采样点下的燃气阀位值和燃气流量值一一对应，空气阀位值和空气流量值一一对应；
步骤S4：获取预设的空燃比R、预设的燃气流量值SP以及预设的空气流量值R*SP；
步骤S5：遍历所有的燃气流量值，找到最接近预设的燃气流量值SP的燃气流量值，并找到与其对应的燃气阀位数值，作为燃气阀调整值；
遍历所有的空气流量值，找到最接近预设的空气流量值R*SP的空气流量值，并找到与其对应的空气阀位数值，作为空气阀调整值；
步骤S6：将燃气阀调整值、空气阀调整值转化为流量控制信号，并分别发送给燃气流量调节阀和空气流量调节阀；
步骤S7：燃气流量调节阀和空气流量调节阀分别根据流量控制信号，进行调节；
步骤S8：燃气流量计采集燃气实时流量值Fgas，空气流量计采集空气实时流量值Fair，并根据燃气实时流量值Fgas和空气实时流量值Fair，计算得到实时空燃比Ratio，Ratio＝Fair/Fgas；
步骤S9：当燃气或空气的压力或温度发生变化时，重新执行步骤S1-S8。
在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
作为优选的方案，步骤S3包括：
步骤S3.1：获取所有采样点下的燃气阀位值、燃气流量值、空气阀位值和空气流量值，共获取N个燃气阀位值，N个燃气流量值，N个空气阀位值和N个空气流量值，其中：N＝100/a；
步骤S3.2：将同一采样点下的燃气阀位值和燃气流量值进行绑定，形成燃气采样数组；
将同一采样点下的空气阀位值和空气流量值进行绑定，形成空气采样数组。
作为优选的方案，通过燃气流量差异值DEVgas和预设的空燃比R进行燃气流量预警；
通过空气流量差异值DEVair和预设的空气流量值R*SP进行空气流量预警；
其中：DEVgas＝SP-Fgas；
DEVair＝R*SP-Fair。
作为优选的方案，当DEVgas＞a*R时，且持续一端时间后，触发低低限燃气报警信号，发送给报警装置；
当DEVgas＞b*R时，b＜a，且持续一端时间后，触发低限燃气报警信号，发送给报警装置；
当DEVgas<-c*R时，且持续一端时间后，触发高限燃气报警信号，发送给报警装置；
当DEVgas<-d*R时，d＞c，且持续一端时间后，触发高高限燃气报警信号，发送给报警装置；
当DEVair＞e*R*SP时，且持续一端时间后，触发低低限空气报警信号，发送给报警装置；
当DEVair＞f*R*SP时，f＜e，且持续一端时间后，触发低限空气报警信号，发送给报警装置；
当DEVair<-g*R*SP时，且持续一端时间后，触发高限空气报警信号，发送给报警装置；
当DEVair<-h*R*SP时，h＞g，且持续一端时间后，触发高高限空气报警信号，发送给报警装置。
此外，另一方面，本发明还公开一种燃烧比例控制系统，利用上述任一种流量控制方法进行控制，包括：
燃气流量计，用于实时检测燃气管道内实时燃气流量值，并将其发送给控制器；
空气流量计，用于实时检测空气管道内实时空气流量值，并将其发送给控制器；
燃气压力变送器，用于实时检测燃气管道内燃气压力；
空气压力变送器，用于实时检测空气管道内空气压力；
燃气压力调节阀，用于调节燃气管道内的燃气压力；
空气压力调节阀，用于调节空气管道内的空气压力；
控制器，用于设置预设的空燃比R、预设的燃气流量值SP，并根据采样点下的燃气阀位值、燃气流量值、空气阀位值和空气流量值，得到燃气阀调整值和燃气阀调整值，形成控制信号，发送给燃气流量调节阀和空气流量调节阀；
燃气流量调节阀，用于调节燃气管道内燃气流量；
空气流量调节阀，用于调节空气管道内空气流量。
作为优选的方案，还包括：报警装置，报警装置用于进行流量警示。
作为优选的方案，报警装置为蜂鸣器和/或指示灯。
作为优选的方案，控制器内置有计时装置。
本发明公开一种燃烧比例控制方法及系统，具有以下有益效果：
本发明在预设的空燃比R和预设的燃气流量值SP的基础上，通过各采样点下的燃气阀位值、燃气流量值、空气阀位值和空气流量值，找到对应的燃气阀调整值和空气阀调整值，再发送给燃气流量调节阀和空气流量调节阀进行调节。
本发明可以快速且稳定地控制燃烧比例，并且使用简单方便，无需进行复杂的参数整定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的燃烧比例控制系统的框图。
图2为本发明实施例提供的燃气压力调节的示意框图。
图3为本发明实施例提供的空气压力调节的示意框图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，“包括”元件的表述是“开放式”表述，该“开放式”表述仅仅是指存在对应的部件或步骤，不应当解释为排除附加的部件或步骤。
为了达到本发明的目的，燃烧比例控制方法及系统的其中一些实施例中，如图1所示，燃烧比例控制系统包括：
燃气流量计，用于实时检测燃气管道内实时燃气流量值，并将其发送给控制器；
空气流量计，用于实时检测空气管道内实时空气流量值，并将其发送给控制器；
燃气压力变送器，用于实时检测燃气管道内燃气压力；
空气压力变送器，用于实时检测空气管道内空气压力；
燃气压力调节阀，用于调节燃气管道内的燃气压力；
空气压力调节阀，用于调节空气管道内的空气压力；
控制器，用于设置预设的空燃比R、预设的燃气流量值SP，并根据采样点下的燃气阀位值、燃气流量值、空气阀位值和空气流量值，得到燃气阀调整值和燃气阀调整值，形成控制信号，发送给燃气流量调节阀和空气流量调节阀；
燃气流量调节阀，用于调节燃气管道内燃气流量；
空气流量调节阀，用于调节空气管道内空气流量。
进一步，燃烧比例控制方法包括：
步骤S1：将燃气管道和空气管道内压力的分别调整至燃气压力预设值和空气压力预设值，具体地，
如图2所示，通过燃气压力变送器反馈燃气压力，燃气压力调节阀进行调节，使其调整至燃气压力预设值；
如图3所示，通过空气压力变送器反馈空气压力，空气压力调节阀进行调节，使其调整至空气压力预设值；
步骤S2：燃气流量调节阀的阀门开度从0％-100％，每间隔0.1％进行采样，记录每个采样点的燃气阀位值和燃气流量计采集的燃气流量值；
空气流量调节阀的阀门开度从0％-100％，每间隔0.1％进行采样，记录每个采样点的空气阀位值和空气流量计采集的空气流量值；
步骤S3：获取所有采样点下的燃气阀位值、燃气流量值、空气阀位值和空气流量值，且每个采样点下的燃气阀位值和燃气流量值一一对应，空气阀位值和空气流量值一一对应，具体包括：
步骤S3.1：获取所有采样点下的1000个燃气阀位值，具体为X1、X2...X1000；
获取所有采样点下的1000个燃气流量值，具体为G1、G2...G1000；
获取所有采样点下的1000个空气阀位值，具体为Y1、Y2...Y1000；
获取所有采样点下的1000个空气流量值，具体为A1、A2...A1000；
步骤S3.2：将同一采样点下的燃气阀位值和燃气流量值进行绑定，形成燃气采样数组，具体为：[X1、G1]，[X2、G2]......[X1000、G1000]；
将同一采样点下的空气阀位值和空气流量值进行绑定，形成空气采样数组，具体为：[Y1、A1]，[Y2、A2]......[Y1000、A1000]；
步骤S4：获取预设的空燃比R、预设的燃气流量值SP以及预设的空气流量值R*SP；
步骤S5：遍历所有的燃气流量值，从G1、G2...G1000中找到最接近预设的燃气流量值SP的燃气流量值G[n]，并找到与其对应的燃气阀位数值X[n]，作为燃气阀调整值；
遍历所有的空气流量值，从A1、A2...A1000中找到最接近预设的空气流量值R*SP的空气流量值A[m]，并找到与其对应的空气阀位数值Y[m]，作为空气阀调整值；
步骤S6：将燃气阀调整值、空气阀调整值转化为流量控制信号，并分别发送给燃气流量调节阀和空气流量调节阀；
步骤S7：燃气流量调节阀和空气流量调节阀分别根据流量控制信号，进行调节；
步骤S8：燃气流量计采集燃气实时流量值Fgas，空气流量计采集空气实时流量值Fair，并根据燃气实时流量值Fgas和空气实时流量值Fair，计算得到实时空燃比Ratio，Ratio＝Fair/Fgas；
步骤S9：当燃气或空气的压力发生变化时，重新执行步骤S1-S8。
气体温度通常情况下是稳定的，本发明在保持燃气压力和空气恒定的情况下，通过采样，找到阀位和流量之间的固定对应关系。便于后续根据预设的空燃比R、预设的燃气流量值SP以及预设的空气流量值R*SP，找到燃气阀调整值和空气阀调整值，控制燃气流量调节阀和空气流量调节阀进行流量调节。
在上述实施例的基础上，燃烧比例控制流系统还包括：报警装置，报警装置用于进行流量警示。报警装置为蜂鸣器和指示灯，不同的危险等级的蜂鸣器的叫声不同，不同危险等级的指示灯闪烁的频率不同或指示灯的颜色不同。控制器内置有计时装置。
燃气比例控制方法还可以通过燃气流量差异值DEVgas和预设的空燃比R进行燃气流量预警；
通过空气流量差异值DEVair和预设的空气流量值R*SP进行空气流量预警；
其中：DEVgas＝SP-Fgas；
DEVair＝R*SP-Fair。
具体如下：
当DEVgas＞0.1*R时，且计时装置计数60s后，触发低低限燃气报警信号GASLL，发送给报警装置；
当DEVgas＞0.05*R时，且计时装置计数60s后，触发低限燃气报警信号GASL，发送给报警装置；
当DEVgas<-0.05*R时，且计时装置计数60s后，触发高限燃气报警信号GASH，发送给报警装置；
当DEVgas<-0.1*R时，且计时装置计数60s后，触发高高限燃气报警信号GASHH，发送给报警装置；
当DEVair＞0.1*R*SP时，且计时装置计数60s后，触发低低限空气报警信号AIRLL，发送给报警装置；
当DEVair＞0.05*R*SP时，且计时装置计数60s后，触发低限空气报警信号AIRL，发送给报警装置；
当DEVair<-0.05*R*SP时，且计时装置计数60s后，触发高限空气报警信号AIRH，发送给报警装置；
当DEVair<-0.1*R*SP时，且计时装置计数60s后，触发高高限空气报警信号AIRHH，发送给报警装置。
当出现低低限燃气报警信号GASLL、高高限燃气报警信号GASHH、低低限空气报警信号AIRLL、高高限空气报警信号AIRHH中的任一信号报警时，重新执行步骤S2-S7，记录新的燃气和空气的采样数据。
本发明公开一种燃烧比例控制方法及系统，具有以下有益效果：
本发明在预设的空燃比R和预设的燃气流量值SP的基础上，通过各采样点下的燃气阀位值、燃气流量值、空气阀位值和空气流量值，找到对应的燃气阀调整值和空气阀调整值，再发送给燃气流量调节阀和空气流量调节阀进行调节。
本发明可以快速且稳定地控制燃烧比例，并且使用简单方便，无需进行复杂的参数整定。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.燃烧比例控制方法，其特征在于，包括：
步骤S1：将燃气管道和空气管道内压力的分别调整至燃气压力预设值和空气压力预设值；
步骤S2：燃气流量调节阀的阀门开度从0％-100％，每间隔a％进行采样，记录每个采样点的燃气阀位值和燃气流量计采集的燃气流量值；
空气流量调节阀的阀门开度从0％-100％，每间隔a％进行采样，记录每个采样点的空气阀位值和空气流量计采集的空气流量值；
步骤S3：获取所有采样点下的燃气阀位值、燃气流量值、空气阀位值和空气流量值，且每个采样点下的燃气阀位值和燃气流量值一一对应，空气阀位值和空气流量值一一对应；
步骤S4：获取预设的空燃比R、预设的燃气流量值SP以及预设的空气流量值R*SP；
步骤S5：遍历所有的燃气流量值，找到最接近预设的燃气流量值SP的燃气流量值，并找到与其对应的燃气阀位数值，作为燃气阀调整值；
遍历所有的空气流量值，找到最接近预设的空气流量值R*SP的空气流量值，并找到与其对应的空气阀位数值，作为空气阀调整值；
步骤S6：将燃气阀调整值、空气阀调整值转化为流量控制信号，并分别发送给燃气流量调节阀和空气流量调节阀；
步骤S7：燃气流量调节阀和空气流量调节阀分别根据流量控制信号，进行调节；
步骤S8：燃气流量计采集燃气实时流量值Fgas，空气流量计采集空气实时流量值Fair，并根据燃气实时流量值Fgas和空气实时流量值Fair，计算得到实时空燃比Ratio，Ratio＝Fair/Fgas；
步骤S9：当燃气或空气的压力或温度发生变化时，重新执行步骤S1-S8。
2.根据权利要求1所述的燃烧比例控制方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
步骤S3.1：获取所有采样点下的燃气阀位值、燃气流量值、空气阀位值和空气流量值，共获取N个燃气阀位值，N个燃气流量值，N个空气阀位值和N个空气流量值，其中：N＝100/a；
步骤S3.2：将同一采样点下的燃气阀位值和燃气流量值进行绑定，形成燃气采样数组；
将同一采样点下的空气阀位值和空气流量值进行绑定，形成空气采样数组。
3.根据权利要求1所述的燃烧比例控制方法，其特征在于，通过燃气流量差异值DEVgas和预设的空燃比R进行燃气流量预警；
通过空气流量差异值DEVair和预设的空气流量值R*SP进行空气流量预警；
其中：DEVgas＝SPFgas；
DEVair＝R*SPFair。
4.根据权利要求3所述的燃烧比例控制方法，其特征在于，
当DEVgas＞a*R时，且持续一端时间后，触发低低限燃气报警信号，发送给报警装置；
当DEVgas＞b*R时，b＜a，且持续一端时间后，触发低限燃气报警信号，发送给报警装置；
当DEVgas＜-c*R时，且持续一端时间后，触发高限燃气报警信号，发送给报警装置；
当DEVgas＜-d*R时，d＞c，且持续一端时间后，触发高高限燃气报警信号，发送给报警装置；
当DEVair＞e*R*SP时，且持续一端时间后，触发低低限空气报警信号，发送给报警装置；
当DEVair＞f*R*SP时，f＜e，且持续一端时间后，触发低限空气报警信号，发送给报警装置；
当DEVair＜-g*R*SP时，且持续一端时间后，触发高限空气报警信号，发送给报警装置；
当DEVair＜-h*R*SP时，h＞g，且持续一端时间后，触发高高限空气报警信号，发送给报警装置。
5.燃烧比例控制系统，其特征在于，利用如权利要求14任一项所述的流量控制方法进行控制，包括：
燃气流量计，用于实时检测燃气管道内实时燃气流量值，并将其发送给控制器；
空气流量计，用于实时检测空气管道内实时空气流量值，并将其发送给控制器；
燃气压力变送器，用于实时检测燃气管道内燃气压力；
空气压力变送器，用于实时检测空气管道内空气压力；
燃气压力调节阀，用于调节燃气管道内的燃气压力；
空气压力调节阀，用于调节空气管道内的空气压力；
控制器，用于设置预设的空燃比R、预设的燃气流量值SP，并根据采样点下的燃气阀位值、燃气流量值、空气阀位值和空气流量值，得到燃气阀调整值和燃气阀调整值，形成控制信号，发送给燃气流量调节阀和空气流量调节阀；
燃气流量调节阀，用于调节燃气管道内燃气流量；
空气流量调节阀，用于调节空气管道内空气流量。
6.根据权利要求5所述的燃烧比例控制系统，其特征在于，还包括：报警装置，所述报警装置用于进行流量警示。
7.根据权利要求6所述的燃烧比例控制系统，其特征在于，所述报警装置为蜂鸣器和/或指示灯。
8.根据权利要求5所述的燃烧比例控制系统，其特征在于，所述控制器内置有计时装置。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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