CN210088914U - 锅炉低氮燃烧风量调节设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锅炉低氮燃烧风量调节设备，其通过对多个风门以及新风机进行多次调节，使风门通入的新风量与燃煤量达到平衡，包括：用以输送空气的新风机；与所述新风机出风口处相连，用以控制新风输出量的风门管道；设置在所述风门管道输出端的锅炉，所述锅炉内部设有燃煤，用以接收空气并燃烧产生热量；与所述风门管道相连，用以检测和控制风门管道中新风输出量的控制单元。本实用新型通过对风门进行多次检测和调节，能够逐步地完成对风气管道中风门开度的控制，以逐步完成对锅炉内风煤比的精准匹配。

Description

锅炉低氮燃烧风量调节设备

技术领域

本实用新型涉及供热温度自调节技术领域，尤其涉及一种锅炉低氮燃烧风量调节设备。

背景技术

锅炉燃烧的最佳条件是风煤比的准确匹配，在匹配过程中，锅炉采用一台新风机送风，鼓入多个风门，由于风门设计与安装部位多种原因，造成风门开度比例一样，但是每一个风门鼓入锅炉的新风量偏差很大，传统行业司炉工采用风门开度控制方法，做不到精准控制新风量，造成锅炉炉床燃烧不平衡，有的炉床位置燃烧干净(新风大于燃煤需要氧量)，有的炉床位置燃烧不充分(新风小于燃煤需要氧量)。造成能源浪费和设备运行效率下降。

中国专利公开号：CN206545939U公开了一种锅炉燃烧系统，包括：锅炉；用于向锅炉提供一次风的一次风道；用于向锅炉提供二次风的二次风道；用于向锅炉提供压力冷风的冷风回路；与锅炉烟气出口相连的排烟管路；设置在一次风道、第二风道与排烟管路之间的烟气回路；烟气回路包括：烟气回流段、新风段和混风段，其中，烟气回流段的第一端、烟气回流段的第一端和混风段第一端对接，烟气回流段的第二端与电除尘系统和烟囱之间的排烟管路相连，新风段的第二端用于引入新风，混风段的第二端与锅炉燃烧系统的一次侧风道和二次侧风道相连；设置在烟气回流段的第二端的引风机；设置在新风段的第二端的送风机。由此可见，所述系统存在以下问题：

第一，所述系统仅使用两根烟气管道，无法对锅炉全方位的补入新风，导致锅炉内新风偏差量大，锅炉内的燃煤无法充分燃烧。

第二，所述系统的烟气管道中没有用以调节管道内部空气流量的装置，在锅炉运行时由于无法对管道内空气流量进行控制，从而导致锅炉内风煤比无法进行准确匹配。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种锅炉低氮燃烧风量调节设备，用以克服现有技术中锅炉内风煤比无法准确匹配的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供一种锅炉低氮燃烧风量调节设备，其通过对多个风门进行多次调节，使风门通入的新风量与燃煤量达到平衡，包括：

用以输送空气的新风机；

与所述新风机出风口处相连，用以控制新风输出量的风门管道；

设置在所述风门管道输出端的锅炉，所述锅炉内部设有燃煤，用以接收空气并燃烧产生热量；

与所述风门管道相连，用以检测和控制风门管道中新风输出量的控制单元。

进一步地，所述风门管道中设有至少十根互相并联的输送管道。

进一步地，所述风门管道中各支路管道内设有风门，通过调节各风门的开度以将风煤比调节至准确配比。

进一步地，各所述风门在设备运行前均置于50％的开度，以预留各风门的调节裕量。

进一步地，所述控制单元包括：

计时模块，其与所述锅炉相连，用以记录锅炉的运行时间；

检测模块，其与所述风门管道相连，用以检测风门管道中各风门的进口温度；

计算模块，其与所述检测模块相连，用以对检测模块测得的温度进行统计和计算；

控制模块，其分别与所述新风机和风门管道相连，用以控制新风机功率和风门管道内部风门的开度。

进一步地，所述检测模块外接有温度检测器，所述温度检测器设置在各所述风门入口处，用以检测各风门入口处温度并将测得的温度值输送至所述检测模块。

进一步地，所述控制单元对所述风门管道至少进行四次检测和调节，包括：粗调、精调、准调和补调，以保证风门管道各支路内空气流量相同。

进一步地，所述控制单元在进行粗调时，所述计算模块提取的高温组和低温组数量均为数据总量中的30％；

所述控制单元在进行粗调时，所述计算模块提取的高温组和低温组数量均为数据总量中的20％；

所述控制单元在进行粗调时，所述计算模块提取的高温组和低温组数量均为数据总量中的10％；

所述控制单元在进行粗调时，所述计算模块提取的高温组和低温组数量均为1个。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，本实用新型通过对新风机和风门进行多次检测和调节，能够逐步地完成对风气管道中风门开度的控制，以逐步完成对锅炉内风煤比的精准匹配。

尤其，所述风门管道中设有多根互相并联的输送管道，通过将输送管道均匀的与锅炉外壁相连，能够使空气从多个方向进入锅炉，从而保证锅炉内含有充足的空气。

进一步地，各所述风门在设备运行前均将开度设置在50％，这样，在对风门进行调节时，能够保证各风门有充足的调节裕量，不会出现在调节过程中风门开度达到极限从而导致无法继续增加或减少开度，提高了所述设备的调节精度。

进一步地，所述控制单元中的计时模块会对所述锅炉的运行时间进行计时，通过对运行时间进行约束，能够得出相对平等的统计数据，从而进一步提高所述设备的调节精度。

尤其，所述检测模块将其外接的温度检测器分别设置在各风门的入口处，通过对风门入口处的温度进行检查，得出各风门所在管道中进气量是否充足，能够对各管道中的空气流量进行准确而快速的检测，提高了所述设备的检测精度。

尤其，所述计算模块会对检测到的数据进行计算并对计算结果进行统计，通过对数据的计算及统计能够快速准确的找到温度过高和过低的风门，进一步提高了所述设备的检测效率。

进一步地，所述设备在进行多次调节时，会逐步减少调节的风门数量，操作简便，且能够保证稳定调节锅炉内的温度。

附图说明

图1为本实用新型所述锅炉低氮燃烧风量调节设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本实用新型作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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实用新型的限制。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参阅图1所示，其为本实用新型所述锅炉低氮燃烧风量调节设备的结构示意图，包括新风机1、风门管道2、锅炉3和控制单元4；其中所述风门管道2的进口处与所述新风机1的出风口相连，用以输送所述新风机1输出的空气；所述锅炉3与所述风门管道2的出口相连，用以接收所述风门管道输送的空气，使锅炉3内部的燃煤燃烧并产生热量；所述控制单元4分别与所述风门管道2和锅炉3相连，用以检测所述设备的运行状况并对所述风门管道2中空气的流量进行调节。当所述设备运行时，所述新风机1开始鼓入空气，并将其输出至所述风门管道2，所述风门管道2将空气输送至所述锅炉3，所述锅炉3会利用空气燃烧锅炉3内部的燃煤以产生热量，在设备运行时，所述控制单元4会对锅炉3的运行时间进行记录，并使控制单元4在锅炉3运行指定时间后对风门管道2内部的温度进行检测，经检测和计算后，控制单元4根据计算结果对风门管道2输送空气的流量进行调节，以使锅炉3中的风煤比达到指定配比。可以理解的是，所述设备不仅可用于对空气流量进行调节、也可用于对其他气体的流量进行调节，本实施例不作具体限制，只要满足所述锅炉低氮燃烧风量调节设备能够达到其指定的工作状态即可。

请继续参阅图1所示，本实用新型所述新风机1与所述风门管道2相连，用以向风门管道2输送空气。当所述设备开始运行时，所述新风机1开始启动，将环境中的空气吸入并输出至所述风门管道2中。可以理解的是，所述新风机1的种类可以为自平衡式新风机、湿控式新风机、双向流热回收式新风机或其他种类的新风机，只要满足所述新风机1在运行时能够将空气输送至所述风门管道2中即可。

请继续参阅图1所示，本实用新型所述风门管道2的进口与所述新风机1相连，用以输送所述新风机1输出的空气，所述风门管道2的出口为10根互相并联的管道，其均匀设置在所述锅炉3的侧壁上并与其相连，用以用以将空气输送至锅炉3内部；在风门管道2各支路内部均设有风门21，用以通过开度大小控制各支路中空气流量。在所述风门管道2输送空气时，所述风门21均设置50％的开度，所述控制单元4会根据锅炉3内燃煤的燃烧情况调节风门21的开度，以达到对锅炉3中风煤比的精准匹配。

请继续参阅图1所示，本实用新型所述控制单元4分别与所述风门管道2和锅炉3相连，用以调节风门管道2中各支路的空气流量，包括计时模块41、检测模块42、计算模块43和控制模块44；其中所述计时模块41与所述锅炉3相连，用以记录锅炉3的运行时间，所述检测模块42分别与各所述风门21相连，用以检测各所述风门21的进口温度；所述计算模块43与所述检测模块42相连，用以对所述检测模块42测得的温度值进行计算；所述控制模块44分别与各所述风门21相连，用以根据所述计算模块43的计算结果控制指定的风门21调节其开度。

当所述设备运行时，所述计时模块41会开始记录所述锅炉3的运行时间，当过路的运行时间达到额定时间后，所述检测模块42开始对风门管道2中各风门21入口处的空气温度进行检测，检测后检测模块42将测得的数据输送至计算模块43同时计时模块41清零计时，所述计算模块43会对输送的数据进行统计和计算，在计算后选取温度过高和过低的风门21，并对控制模块44发送控制信号，使其对指定的风门21进行控制，通过调节风门21的开度控制其所在支路的空气流量。

具体而言，所述检测模块42外接有温度检测器，所述温度计分别设置在各所述风门21的入口处，用以测量各风门21入口处的温度。当所述检测模块42对风门21入口处温度进行测量时，所述温度检测器开始对风门21的入口处温度进行测量，并将测得的数据输送至所述检测模块42。可以理解的是，所述温度检测器的种类本实施例不作具体限制，只要满足所述温度检测器能够准确检测各风门21入口处温度即可。

具体而言，所述计算模块43与所述检测模块42相连，用以对检测模块42测得的数据进行统计和计算，所述检测模块42对风门21的进口温度检测后，将测得的温度值输送至所述计算模块43，所述计算模块43会对数据建立表格并求出数据中的平均值，将平均值与各温度数据作差以求出各风门21的温差，并将各温差与平均温度比较求出温度误差百分比，根据误差百分比提取指定数量的高温组和低温组。

具体而言，所述控制模块44与各所述风门21相连，用以控制指定风门21调节其开度以调节风门21所在支路的空气流量，当所述计算模块43提取出指定数量的高温组和低温组后，会发送控制信号至所述控制模块44，所述控制模块44在接收到控制信号后会控制指定的风门21调节开度，从而保证风门管道2中各支路的空气流量。

实施例1

本实施例将使用本实用新型所述锅炉低氮燃烧风量调节设备并对所述风门管道2中空气流量进行调节，其中所述风门管道2中设有十个支路管道，五根设置在锅炉3左侧壁，五根设置在锅炉3右侧壁。

具体而言，本实施例所述锅炉选用圆柱形筒体，且其加热过程包括：

(1)第一阶段

步骤a1：将锅炉需要达到的第一阶段温度设为t₁，将达到所述第一阶段温度t₁需要的时间设为T₁,由于本发明中选用电阻并利用电加热的方法对锅炉进行加热，则在本阶段中需对电阻进行选择；

将对锅炉中加热至第一阶段温度所需要的热量设为W₁，则W₁可通过式(1)求得：

W₁＝cmΔt₁ (1)

其中c为锅炉内空气浓度，m为锅炉中燃煤的质量，Δt₁为锅炉内从初始温度t₀升温至第一阶段温度t₁时的温度差；

步骤b1：计算出W₁后，将其带入式(2)，求出制造第一阶段热量W₁所需的第一阶段功率P₁：

W₁＝ηP₁T₁ (2)

其中η为锅炉中空气的吸热效率；

步骤c1：求出第一阶段功率P₁后，根据所述电阻使用的电压U，利用式(3)求出所述电阻的具体电阻值R：

步骤d1：所述电阻值R可由式(4)进行确定：

R＝ρls (4)

其中ρ为电阻率，其具体数值与电阻的材料相关，l为电阻丝的长度，s为电阻丝的截面积；

步骤e1：将电阻丝界面半径设为r，则电阻丝截面积s＝πr²，此时将其带入式(4)得：

R＝ρlπr² (5)

将锅炉的高度设为H，直径设为d，此时可得到式(6)：

其中

为电阻丝缠绕在裂解反应釜上的圈数，通过上式可以求出电阻丝的长度l和截面半径r；

步骤f1：求出l和r后，利用式(5)根据所需电阻值R求出电阻率ρ，并选择对应电阻率ρ的材料作为电阻丝，安装完成后使用指定的电压值U令电阻丝对裂解反应釜进行加热，即能使预处理后废油在指定时间内加热至指定温度；

(2)第二阶段

当第一阶段完成后，控制系统将控制电阻的加热温度以使所述锅炉的温度维持在一定范围内；

由于在第二阶段中，锅炉的标准温度t₂与第二阶段温度t₁相同，因此，在第二阶段中所述控制系统无需对参量进行调节，以此使电阻丝发出的热量与锅炉中的热量相同，根据热力守恒定律，二者的热量不会发生转移或传递，以使锅炉中的温度维持在指定范围内。

在调整开始时，把所有风门21的开度设置为50％，并分别进行粗调、精调、准调和补调，其中：

粗调步骤包括：测量各风门21的入口温度，把测量的温度数据第一次建立电子表格，求温度平均数；用各入口测量的温度与平均温度相减，求出各温度差；用各温度差与新风门平均温度比较，求温度误差百分比，把误差数建立三组数据，最高温度30％一组；最低温度30％一组，剩余40％一组；然后调整最高温度一组，按照误差比例调小风门21开度；调整最低温度一组，按照误差比例调大风门21开度；剩余一组不调整，通过第一次调整，让锅炉设备运行30分钟，新风按照调整比例重新耦合完成后，重新测量每一个新风入口温度。

精调步骤包括：第一次调整完成后，测量各风门21入口温度，第二次建立电子表格输入测量温度，求出入口温度平均数；用各风门21入口测量的温度与平均温度相减，求各新风门温度差；用各新风门温度差与风门21平均温度比较，求温度误差百分比，把误差数建立三组数据，最高温度20％一组；最低温度20％一组，剩余60％一组；然后调整最高温度一组，按照误差比例调小风门21开度；调整最低温度一组，按照误差比例调大风门21开度；剩余一组不调整，通过第二次调整，让锅炉设备运行30分钟，新风按照调整比例重新耦合完成后，再测量每一个新风入口温度。

准调步骤包括：第二次调整完成后，测量各风门21入口温度，第三次建立电子表格输入测量温度，求出入口温度平均数；用各风门21入口测量的温度与平均温度相减，求各新风门温度差；用各新风门温度差与风门21平均温度比较，求温度误差百分比，把误差数建立三组数据，最高温度10％一组；最低温度10％一组，剩余80％一组；然后调整最高温度一组，按照误差比例调小风门21开度；调整最低温度一组，按照误差比例调大风门21开度；剩余一组不调整，通过第三次调整，让锅炉设备运行30分钟，新风按照调整比例重新耦合完成后，再测量每一个新风入口温度。

补调步骤包括：第三次调整完成后，测量各风门21入口温度，第四次建立电子表格输入测量温度，求出入口温度平均数；用各风门21入口测量的温度与平均温度相减，求各新风门温度差；用各新风门温度差与风门21平均温度比较，求温度误差百分比，把误差数建立三组数据，最高温度一个；最低温度一个，剩余一组；然后调整最高温度风门21，按照误差比例调小风门21开度；调整最低温度风门21，按照误差比例调大风门21开度；剩余一组不调整，使锅炉3中的风煤比达到指定配比。

所述设备经粗调后各风门21的参数如表1所示：

表1

调整方法：16*30％＝4.8，调整数量最少4个，最多5个。

超过55.5度风门8个，调整4个。

低于55.5度风门5个，调整4个。

剩余8个风门自动耦合，形成新的平衡。

所述设备经精调后各风门21的参数如表2所示：

表2

调整方法：16*20％＝3.2，调整数量3个。

超过53.6度风门8个，调整3个。

低于53.6度风门6个，调整3个。

剩余12个风门自动耦合，形成新的平衡。

所述设备经准调后各风门21的参数如表3所示：

表3

调整方法：16*10％＝1.6，调整数量2个。

超过52度风门4个，调整2个。

低于52度风门7个，调整1个。

剩余13个风门自动耦合，形成新的平衡。

所述设备经补调后各风门21的参数如表4所示：

表4

调整方法：

超过52度风门1个，调整1个。

低于52度风门1个，调整1个。

达到平衡。

根据上述四个表格可得，经过调整后空气流量调整精确到千分之2.8，精确倍达到5倍左右。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型；对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锅炉低氮燃烧风量调节设备，其特征在于，通过对多个风门及新风机进行多次调节，使风门通入的新风量与燃煤量达到平衡，包括：

用以输送空气的新风机；

与所述新风机出风口处相连，用以控制新风输出量的风门管道；

设置在所述风门管道输出端的锅炉，所述锅炉内部设有燃煤，用以接收空气并燃烧产生热量；

与所述风门管道相连，用以检测和控制风门管道中新风输出量的控制单元，所述控制单元中设有控制模块，用以控制新风机功率和风门管道中风门开度以调节燃烧风量。

2.根据权利要求1所述的锅炉低氮燃烧风量调节设备，其特征在于，所述风门管道中设有至少十根互相并联的输送管道。

3.根据权利要求2所述的锅炉低氮燃烧风量调节设备，其特征在于，所述风门管道中各支路管道内设有风门，通过调节各风门的开度以将风煤比调节至准确配比。

4.根据权利要求3所述的锅炉低氮燃烧风量调节设备，其特征在于，各所述风门在设备运行前均置于50％的开度，以预留各风门的调节裕量。

5.根据权利要求1所述的锅炉低氮燃烧风量调节设备，其特征在于，所述控制单元包括：

计时模块，其与所述锅炉相连，用以记录锅炉的运行时间；

检测模块，其与所述风门管道相连，用以检测风门管道中各风门的进口温度；

计算模块，其与所述检测模块相连，用以对检测模块测得的温度进行统计和计算；

控制模块，其分别与所述新风机和风门管道相连，用以控制新风机功率和风门管道内部风门的开度。

6.根据权利要求5所述的锅炉低氮燃烧风量调节设备，其特征在于，所述检测模块外接有温度检测器，所述温度检测器设置在各所述风门入口处，用以检测各风门入口处温度并将测得的温度值输送至所述检测模块。

7.根据权利要求5所述的锅炉低氮燃烧风量调节设备，其特征在于，所述控制单元对所述风门管道至少进行四次检测和调节，包括：粗调、精调、准调和补调，以保证风门管道各支路内空气流量相同。

8.根据权利要求7所述的锅炉低氮燃烧风量调节设备，其特征在于，所述控制单元在进行粗调时，所述计算模块提取的高温组和低温组数量均为数据总量中的30％；

所述控制单元在进行粗调时，所述计算模块提取的高温组和低温组数量均为数据总量中的20％；

所述控制单元在进行粗调时，所述计算模块提取的高温组和低温组数量均为数据总量中的10％；

所述控制单元在进行粗调时，所述计算模块提取的高温组和低温组数量均为1个。

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