CN2869606Y - 高温燃气间歇式窑炉双比例燃烧控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种高温燃气间歇式窑炉双比例燃烧控制装置，属工业窑炉控制装置领域。包括设置在各燃烧器和燃气总管之间的连接管路和设置在管路上的空/燃比例调节阀，其在每个燃烧器和燃气总管之间并联设置至少两条连接管路，在各连接管路上分别对应设置一套空/燃比例调节装置，各连接管路的管径相同或不相同，各空/燃比例调节装置的混合比例设置不相同；其所述之各空/燃比例调节装置的控制部分之气控部分与风压信号管连接，其电控部分与PLC控制单元连接。其在不同的温度区间范围内可以提供的不同燃烧比例，更加准确地控制窑内的烧成气氛，使产品的烧成质量得到更可靠的保证，可广泛用于各种规格的高温燃气间歇式窑炉之温度控制领域。
Description
技术领域
本实用新型属于工业窑炉的控制装置领域，尤其涉及一种用于高温燃气间歇式窑的控制装置。
背景技术
工业窑炉主要包括连续式窑(如隧道窑，滚动窑，推板窑，网丝带式窑)和间歇式窑(如梭式窑和钟罩窑)。
梭式窑及钟罩窑是一种现代化的间歇式窑炉，对烧成产品的品种适应性强、能烧制不同尺寸、不同形状的系列产品，可作为工厂生产的主要烧成设备使用，特别适合小批量、多品种的厂家，满足市场多样化的需求；又可以作为辅助烧成设备，用于产品的重烧和新产品的试生产；是陶瓷厂家、耐材厂家、化工厂家和其它行业不可缺少的烧成热工设备。
高温燃气间歇式窑主要应用于高技术陶瓷、金属热处理、建筑卫生陶瓷、新型建材、日用陶瓷、汽车尾气净化器等产品的制造领域。
在控制窑温和燃烧的过程中，助燃空气与燃料(液体或气体)之混合比例(简称空/燃比，下同)的控制是最重要的。
空/燃比通常由设置在燃烧器之助燃空气和燃料气输入端的空/燃比例调节阀来控制。此空/燃比例阀用于实现恒定的空/燃比(空气与燃料的比值)，以获得在不同燃烧状态下烧嘴燃烧所需的燃气压力，进而相应的调节烧嘴的功率。
现在窑炉市场上各窑炉设备厂家生产的高温间歇式窑炉之控制，均采用已经成型的单比例控制模式，这样就存在助燃空气和燃料气的最佳燃烧比例在高、低温阶段只能满足其中的一部分阶段实现最佳比例燃烧的问题；换句话说，单比例回路控制空/燃比调节的是高温比例，保证高温的烧成制度，低温烧成靠大量的混加调温风来降低烟气温度，为了保证整个产品由低温到高温的生产工艺，就需要操作人员人为的去调节燃烧比，调节助燃风或燃气量的大小，帮助系统能按照设定的工艺制度完成烧成过程，这样就会浪费了燃料，影响了烧成工艺，使烧成产品的质量得不到最好的保证。
根据现场实际使用情况和比例阀产品的流量变化特性来分析，在比例恒定的情况下，空/燃比例调节阀在开度大小发生变化时，所输出的燃气流量不能够完全按照预定的比例来完成，此时助燃空气和燃气的最佳燃烧比例被破环，热交换受到影响，从而影响了窑内的烧成气氛和温控精度，进而对产品的烧成质量造成一定的影响。究其原因，是由于比例调节阀结构所限，使其只能在某一段开度区间范围内实现燃气流量按照预定的最佳比例输出，在低于或高于此区间范围以外的开度区间范围内，其控制比例发生失真，使其输出的气流量不能够完全按照预定的比例来进行，所以导致了上述问题的存在。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高温燃气间歇式窑炉双比例燃烧控制装置。其在不同的温度区间范围可以提供的不同燃烧比例，使空/燃比例调节阀工作在最佳控制比例范围内，能保证助燃空气和燃气混合的最佳燃烧状态，解决了现有高温间歇式窑炉在不同阶段温度的空/燃比自动控制困难、浪费燃料等不足之处的问题，保证全部烧成过程顺利、高效地完成，极大的节省了燃料能源，免除了不必要的人力浪费。
本实用新型的技术方案是：提供一种高温燃气间歇式窑炉双比例燃烧控制装置，包括设置在各燃烧器和燃气总管之间的连接管路和设置在管路上的空/燃比例调节阀，其空/燃比例调节阀的气控部分与风压信号管连接，其特征是：在每个燃烧器和燃气总管之间并联设置至少两条连接管路，在各连接管路上分别对应设置一套空/燃比例调节装置；其所述之至少两条连接管路的管径相同或不相同；其所述之各空/燃比例调节装置的空/燃混合比例设置不相同；其所述之各空/燃比例调节装置的控制部分之气控部分与风压信号管连接，其电控部分与PLC控制单元连接。
上述的各空/燃比例调节装置至少包括一组依次串联的电磁阀和空/燃比例调节阀，每组电磁阀和空/燃比例调节阀的阀门口径与其所在之连接管路的管径相同，其中，各个空/燃比例调节阀的气控取压口分别与风压信号管连接；各个电磁阀的控制线圈分别与PLC控制单元的I/O端口连接。
其所述PLC控制单元的I/O端口经控制继电器与各个电磁阀的控制线圈连接，进一步地，PLC控制单元的各个I/O端口分别与各控制继电器的线圈对应连接，各控制继电器的输出接点分别串接在各个电磁阀的控制线圈与电源之间。
上述的PLC控制单元为工业可编程序控制器。
其PLC控制单元还可与上位机连接，具体的，PLC控制单元经过RS485/232接口与上位机连接，其上位机为PC机。
与现有技术比较，本实用新型的优点是：
1.通过在各燃烧器和燃气总管之间设置不同管径的连接管路和空/燃比例调节装置，调节出多种不同的燃烧比例，既能解决低温烧成温度控制难度，也能保证高温烧成的顺利进行，节省了燃料，保证了烧成工艺。
2.采用不同管径的空/燃比例调节阀并联组合的结构，可使各空/燃比例调节阀工作在最佳控制比例范围内，所输出的燃气流量够完全按照预定的比例来完成，得到助燃空气和燃气的最佳燃烧比例，可准确地控制窑内的烧成气氛，保证温控精度，进而使产品的烧成质量得到保证；
3.整个控制装置结构简洁，工作可靠性高，采用工控机作为控制单元，便于与上位机进行通讯和数据传送，可提高整个窑炉控制系统的自动化程度，减轻了操作人员的工作强度，免除了不必要的人力浪费。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是PLC控制单元与电磁阀的连接线路图。
图中1为窑体，2为燃烧器，3为燃气总管，4和5为管径不相同的连接管路，6-1和6-2为风压信号管，7为PLC控制单元，8和9为电磁阀，10和11为空/燃比例调节阀，12为上位机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1中，在窑体1上设置有多个燃烧器，各燃烧器和燃气总管之间设置有连接管路和设置在管路上的空/燃比例调节阀，其空/燃比例调节阀的控制部分与风压信号管连接，在每个燃烧器2和燃气总管3之间并联设置至少两条管径相同或不相同的连接管路4和5，在各连接管路上分别对应设置一套空/燃比例调节装置，对于每个燃烧器而言，设置在其与燃气总管之间的并联之连接管路上的各个空/燃比例调节装置的空/燃混合比例设置是不相同；所述各空/燃比例调节装置的控制部分之气控部分与风压信号管6-1和6-2连接，其电控部分与PLC控制单元7连接。
风压信号管6-1和6-2与助燃空气管连接。
其所述的各个空/燃比例调节装置至少包括一组依次串联的电磁阀8(或9)和空/燃比例调节阀10(或11)，每组电磁阀和空/燃比例调节阀的阀门口径与其所在之连接管路的管径相同，各个空/燃比例调节阀的气控取压口分别与风压信号管连接；各个电磁阀的控制线圈分别与PLC控制单元的I/O端口连接。
其所述的PLC控制单元为工业可编程序控制器。
其PLC控制单元还可与上位机12连接；具体的，其PLC控制单元经过RS485/232接口与上位机连接。其上位机为PC机。
PLC控制单元与上位机之间可以通过数据总线互相传递信号，上位机通过数据总线传达指令信号给PLC控制单元，PLC控制单元根据上位机的指令对其下属设备进行控制；还可将窑炉的温度、压力控制仪表通过RS485/232数据总线上传给上位机，通过上位机进行实时的显示和全面的数据记录和存储。
图2中，PLC控制单元的I/O端口经控制继电器与各个空/燃比例调节装置的电控部分连接；更进一步的，PLC控制单元的各个I/O端口000～XXX分别与各控制继电器的线圈J1～JX对应连接，各控制继电器的输出接点J1′～JX′分别串接在各个电磁阀的控制线圈1-DCF～X-DCF与电源的L、N端之间。
各组电磁阀的接通由PLC控制单元的I/O端口进行控制，按照预定的程序，PLC控制单元输出信号给控制继电器，再由继电器去接通/断开电磁阀，通过某个控制继电器的通/断去控制该路比例系统进行燃料供给。
实际运行时，首先在上位机上编辑烧成曲线，而后PLC控制单元下载烧成曲线，烧成曲线下载完毕后，曲线启动运行。温控系统启动后，双比例控制系统同时启动，启动成功则进行温度拐点设定，设定成功后，系统进行温度数据抽样分析运行。当温度到达拐点温度时，则要进行双比例切换，根据烧成曲线给定出一个或多个切换温度数值，PLC控制单元根据预定的程序按照工艺要求对设定拐点进行有序排列，当温度到达拐点数值时，双比例支路就会在PLC控制单元的控制下，按照预先排列的顺序进行切换。
通过上述技术方案，保证了在不同温度区间范围内均可使助燃空气和燃气混合达到最佳的燃烧状态，确保了全部烧成过程顺利、高效地完成。
此外，根据烧成工艺的不同，按照上述思路，在每个燃烧器和燃气总管之间可以并联设置多条管径各不相同或相同的连接管路，在各连接管路上分别对应设置一套空/燃比例调节装置，各空/燃比例调节装置的空/燃混合比例设置不相同，藉此来满足不同产品或烧成工艺的需要，进一步细化温控过程，节省燃料，更加准确地控制窑内的烧成气氛，保证温控精度，进而使产品的烧成质量得到更可靠的保证；同时，亦扩展了间歇式窑炉精确控温的温度区间范围，使其能满足更多不同种类之产品的特殊烧成要求。
本实用新型可广泛用于各种规格的高温燃气间歇式窑之温度控制领域。
Claims (8)
1.一种高温燃气间歇式窑炉双比例燃烧控制装置，包括设置在各燃烧器和燃气总管之间的连接管路和设置在管路上的空/燃比例调节阀，其空/燃比例调节阀的气控部分与风压信号管连接，其特征是：
在每个燃烧器和燃气总管之间并联设置至少两条连接管路，在各连接管路上分别对应设置一套空/燃比例调节装置；
其所述之至少两条连接管路的管径相同或不相同；
其所述之各空/燃比例调节装置的空/燃混合比例设置不相同；
其所述之各空/燃比例调节装置的控制部分之气控部分与风压信号管连接，其电控部分与PLC控制单元连接。
2.按照权利要求1所述的高温燃气间歇式窑炉双比例燃烧控制装置，其特征是所述的各空/燃比例调节装置至少包括一组依次串联的电磁阀和空/燃比例调节阀，每组电磁阀和空/燃比例调节阀的阀门口径与其所在之连接管路的管径相同，其中，
各个空/燃比例调节阀的气控取压口分别与风压信号管连接；
各个电磁阀的控制线圈分别与PLC控制单元的I/O端口连接。
3.按照权利要求2所述的高温燃气间歇式窑炉双比例燃烧控制装置，其特征是所述PLC控制单元的I/O端口经控制继电器与各个电磁阀的控制线圈连接。
4.按照权利要求3所述的高温燃气间歇式窑炉双比例燃烧控制装置，其特征是所述PLC控制单元的各个I/O端口分别与各控制继电器的线圈对应连接，各控制继电器的输出接点分别串接在各个电磁阀的控制线圈与电源之间。
5.按照权利要求1所述的高温燃气间歇式窑炉双比例燃烧控制装置，其特征是所述的PLC控制单元为工业可编程序控制器。
6.按照权利要求1所述的高温燃气间歇式窑炉双比例燃烧控制装置，其特征是所述的PLC控制单元与上位机连接。
7.按照权利要求6所述的高温燃气间歇式窑炉双比例燃烧控制装置，其特征是所述的PLC控制单元经过RS485/232接口与上位机连接。
8.按照权利要求6所述的高温燃气间歇式窑炉双比例燃烧控制装置，其特征是所述的上位机为PC机。
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