一種低熱值燃氣燃燒溫度的控制方法及控制系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種低熱值燃氣燃燒溫度的控制方法及控制系統，該控制方法包括：采集燃燒爐內低熱值燃氣燃燒的溫度；將本次采集的溫度值與前一次采集的溫度值比較；根據溫度變化調節空氣的流量，如果溫度升高，則增大空氣流量，如果溫度降低，則降低空氣流量。所述控制方法根據燃燒爐內的溫度對空氣流量進行控制，使得燃燒爐內低熱值燃氣與空氣的含量處于所述低熱值燃氣的最佳燃燒比例，提高了熱量的利用率。所述控制系統基于所述控制方法，采用所述控制系統進行低熱值燃氣燃燒溫度控制，能夠提高熱量的利用率。
【專利說明】一種低熱值燃氣燃燒溫度的控制方法及控制系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及溫度控制【技術領域】，更具體地說，涉及一種低熱值燃氣燃燒溫度的控制方法及控制系統。
【背景技術】
[0002]在化工生產系統中，許多生產尾氣為低熱值燃氣，具有一定的熱量回收價值。為了提高能源利用率和降低環境污染，需要對可燃燒的尾氣進行燃燒處理，以利用燃燒過程中生成的熱量，同時消除尾氣中的污染氣體。
[0003]燃燒爐可用于燃燒尾氣、生產蒸汽，其盛水的部件一般稱為鍋，加熱的部件一般稱為爐。尾氣鍋爐中的燃燒器是生產蒸汽的核心部分。尾氣在燃燒器內與空氣混合，在出口處點燃后在爐膛內燃燒，從而利用燃燒過程中生成的熱量。
[0004]燃燒爐進行可燃氣體燃燒時，需要進行溫度控制，以保證燃燒爐安全運行，并保證熱量的有效利用。現有的燃燒爐在進行溫度控制時，僅是根據生產經驗，預先設定尾氣與空氣的比例進行混合燃燒。
[0005]發明人發現，現有的燃燒爐的溫度控制方法不能夠精確控制空氣與低熱值燃氣的配比，熱量利用率低。
【發明內容】
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供一種低熱值燃氣燃燒溫度的控制方法及控制系統，提高了熱量的利用率。
[0007]為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0008]一種低熱值燃氣燃燒溫度的控制方法，用于燃燒爐內低熱值燃氣燃燒溫度的控制，該控制方法包括:
[0009]采集燃燒爐內低熱值燃氣燃燒的溫度；
[0010]將本次采集的溫度值與前一次采集的溫度值比較；
[0011]根據溫度變化調節空氣的流量，如果溫度升高，則增大空氣流量，如果溫度降低，則降低空氣流量。
[0012]優選的，在上述控制方法中，當需要增大空氣流量時，如果前一次空氣流量改變是降低流量，則本次空氣流量增大的幅度小于前一次空氣流量降低的幅度。
[0013]優選的，在上述控制方法中，當需要降低空氣流量時，如果前一次空氣流量改變是增大，則本次空氣流量降低的幅度小于前一次空氣流量增大的幅度。
[0014]優選的，在上述控制方法中，采用空氣鼓風機變頻器調節空氣流量，通過增大所述空氣鼓風機變頻器的頻率增大空氣流量，通過降低所述空氣鼓風機變頻器的頻率降低空氣流量。
[0015]優選的，在上述控制方法中，所述空氣鼓風機變頻器的頻率升降范圍為
0.2Ηζ-1Ηζ，包括端點值。[0016]優選的，在上述控制方法中，如果燃燒溫度超過1100°C，增大空氣流量，使得燃燒溫度在燃燒溫度為900°C -1100°C。
[0017]優選的，在上述控制方法中，如果燃燒溫度超過1100°C，還包括:
[0018]進行高溫報警。
[0019]本發明還提供了 一種低熱值燃氣燃燒溫度的控制系統，，用于燃燒爐內低熱值燃氣燃燒溫度的控制，該控制系統包括:
[0020]溫度采集裝置，所述溫度采集裝置用于采集燃燒爐內低熱值燃氣燃燒的溫度；
[0021]空氣流量控制裝置，所述空氣流量控制裝置用于控制燃燒爐內空氣的流量；
[0022]控制器，所述控制器與所述溫度采集裝置連接，所述控制器用于將本次采集的溫度值與前一次采集的溫度值比較，根據溫度變化生成調節信號，所述調節信號用于驅動所述空氣流量控制裝置對空氣流量就行調節，如果溫度升高，則驅動所述空氣流量控制裝置增大空氣流量，如果溫度降低，則驅動所述空氣流量控制裝置降低空氣流量。
[0023]優選的，在上述控制系統中，所述空氣流量控制裝置為空氣鼓風機變頻器。
[0024]優選的，在上述控制系統中，還包括:
[0025]報警裝置，所述報警裝置與所述控制器連接，當溫度超過設定閾值時，所述控制器生成報警信號，用于驅動所述報警裝置進行報警。
[0026]從上述技術方案可以看出，本發明所提供的控制方法包括:采集燃燒爐內低熱值燃氣燃燒的溫度；將本次采集的溫度值與前一次采集的溫度值比較；根據溫度變化調節空氣的流量，如果溫度升高，則增大空氣流量，如果溫度降低，則降低空氣流量。所述控制方法根據燃燒爐內的溫度對空氣流量進行控制，使得燃燒爐內低熱值燃氣與空氣的含量處于所述低熱值燃氣的最佳燃燒比例，提高了熱量的利用率。所述控制系統基于所述控制方法，采用所述控制系統進行低熱值燃氣燃燒溫度控制，能夠提高熱量的利用率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本發明實施例提供的一種低熱值燃氣燃燒溫度的控制方法的流程示意圖；
[0029]圖2為本發明實施例提供的一種低熱值燃氣燃燒溫度的控制系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]正如【背景技術】部分所述，現有的燃燒爐的溫度控制方法不能夠精確控制空氣與低熱值的低熱值燃氣的配比，熱量利用率低。
[0031]需要精確控制低熱值燃氣與空氣的配比，以使得所述低熱值燃氣處于最佳燃燒狀態，在設備承受負載下處于較高溫度，提高熱量利用率。
[0032]基于上述研究，本發明提供了一種低熱值燃氣燃燒溫度的控制方法，所述低熱值燃氣包括但不局限于工業生產系統中的尾氣，用于燃燒爐內低熱值燃氣燃燒溫度的控制，該控制方法包括:采集燃燒爐內低熱值燃氣燃燒的溫度；[0033]將本次采集的溫度值與前一次采集的溫度值比較；
[0034]根據溫度變化調節空氣的流量，如果溫度升高，則增大空氣流量，如果溫度降低，則降低空氣流量。
[0035]本發明所述控制方法根據燃燒爐內的溫度對空氣流量進行控制，使得燃燒爐內低熱值燃氣與空氣的含量處于所述低熱值燃氣的最佳燃燒比例，提高了熱量的利用率。
[0036]以上是本申請的核心思想，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0037]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似推廣，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0038]其次，本發明結合示意圖進行詳細描述，在詳述本發明實施例時，為便于說明，表示裝置件結構的示意圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發明保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及高度的三維空間尺寸。
[0039]基于上述思想，本申請實施例提供了一種低熱值燃氣燃燒溫度的控制方法，用于燃燒爐內低熱值燃氣燃燒溫度的控制，參考圖1，該控制方法包括:
[0040]步驟Sll:采集燃燒爐內低熱值燃氣燃燒的溫度。
[0041]可采用溫度傳感器進行溫度采集，將所述溫度傳感器設置在所述燃燒爐的爐膛內采燃燒爐內氣體燃燒時的溫度。
[0042]步驟S12:將本次采集的溫度值與前一次采集的溫度值比較。
[0043]上述溫度采集裝置進行溫度采集時，是在燃燒爐工作的整個過程中持續進行溫度采集。可以設定采集溫度的時間頻率，每過設定的時間段進行一次溫度采集。
[0044]在第一次采集時，可設定一個參考溫度，使得第一次采集與該參考溫度比較。或是第一次采集溫度后，默認前一次溫度為零，即可視為第一次采集的溫度與零比較。
[0045]步驟S13:根據溫度變化調節空氣的流量，如果溫度升高，則增大空氣流量，如果溫度降低，則降低空氣流量。
[0046]通過調節空氣的流量使得所述低熱值燃氣與空氣配比處于所述低熱值燃氣的最佳燃燒配比，使得溫度值較高，提高熱量的利用率。優選的，本實施例中燃燒爐內的燃燒溫度穩定在設定溫度范圍，如可使得燃燒溫度在900°C -1100°C，長時間高溫導致設備損壞。在本實施例中，可使得溫度處于980°C。
[0047]本實施例所述控制方法為一個動態的循環控制方法，在燃燒爐的整個工作過程中，需要多次采集不同時刻的溫度值，并根據當前溫度值與上一次采集的溫度值對空氣流量進行調整，以使得燃燒爐內低熱值燃氣與空氣的比例處于所述低熱值燃氣的最佳燃燒比例，使得燃燒爐內的溫度處于所述設定溫度范圍，以提高熱量的利用率。
[0048]在進行所述循環控制時，當需要增大空氣流量時，如果前一次空氣流量改變是降低流量，則本次空氣流量增大的幅度小于前一次空氣流量降低的幅度。當需要降低空氣流量時，如果前一次空氣流量改變是增大，則本次空氣流量降低的幅度小于前一次空氣流量增大的幅度。如此，可使得所述低熱值燃氣與空氣的配比不斷趨近于所述低熱值燃氣燃燒最高溫度的最佳配比，使得燃燒溫度最大。
[0049]可采用空氣鼓風機變頻器調節空氣流量，通過增大所述空氣鼓風機變頻器的頻率增大空氣流量，通過降低所述空氣鼓風機變頻器的頻率降低空氣流量。所述空氣鼓風機變頻器的頻率升降范圍為0.2Ηζ-1Ηζ，包括端點值，即每次頻率的調節在該范圍內。這樣避免空氣流量變化幅度較大，導致燃燒爐內溫度出現較大波動。
[0050]本實施例所述控制方法適用于燃氣與空氣直接混合燃燒，考慮燃燒設備溫度承受能力，故所述低熱值燃氣的最高燃燒溫度不超過1100°c，如可以為工業生產系統中的低熱
值尾氣。
[0051]在工業生產系統中，可能發生氣體泄漏或是反應效率較低等問題導致尾氣中可燃氣體的含量過高，進而使得尾氣的最高燃燒溫度超過1100°C的最高閾值。此時，為了防止設備損壞，當采集到溫度高于所述閾值時，需要增大空氣流量，使得燃燒溫度在燃燒溫度為900°C-110(TC。同時，進行故障報警，以提醒工作人員快速對尾氣中燃氣含量過高問題進行處理，防止可燃氣體的大量浪費，避免造成較大的經濟損失。
[0052]當溫度超過1100°C時，可通過增大所述空氣鼓風機變頻器的頻率，一次性通入過量空氣，使得燃燒溫度低于1100°C。按照上述控制方法調節所述空氣鼓風機變頻器的頻率，使得溫度穩定在1000°c，在尾氣中燃氣含量過高問題被解決之前，盡可能的提高熱量的利用率。在尾氣中燃氣含量過高時調節所述空氣鼓風機變頻器的頻率，頻率的調節范圍為
0.5-1.5Hz，包括端點值，即每次頻率的改變處于該范圍內。
[0053]所述控制方法的機理是:
[0054]其一，在低熱值燃氣與空氣預混燃燒的情況下，燃燒爐內溫度高低取決于空氣與低熱值燃氣比例是否恰當，當空氣大于燃氣所需比例時，空氣過剩溫度下降，當空氣小于燃氣所需比例時，燃氣燃燒不完全溫度下降(且有污染)，所以只有二者比例適中時，溫度最高。而本申請實施例通過燃燒溫度動態調整空氣與低熱值燃氣的比例，能夠使得二者處于恰當比例，使得在燃氣含量不過剩的情況下(最高燃燒溫度不超過1100°c的閾值)，燃燒爐內溫度達到低熱值燃氣燃燒的最高溫度，提高熱量利用率。
[0055]其二，對于大多工業生產系統的尾氣，采用所述控制方法能夠使得燃燒溫度處于980°C以及其附近，即處于尾氣燃燒最高溫度及其附近，當尾氣中可燃燒氣體含量過剩(如工業生產系統反應不好或漏氣導致燃氣含量過高)，會導致此時尾氣的最高燃燒溫度超過設定閾值，會超過爐膛耐火材料的耐溫要求，此時，通過過量空氣來降低溫度，使溫度在1100°C以下，此情況只能是系統運行不正常時的短期現象。
[0056]通過上述描述可知，本申請實施例所述控制方法能夠使得燃燒爐進行低熱值燃氣燃燒時，一方面，使得低熱值燃氣與空氣配比最優，使得燃燒溫度較高，處于設定的溫度范圍，提高了熱量的利用率，另一方面，能夠在出現尾氣中燃氣含量過高時，避免造成較大的經濟損失以及溫度過高對設備的損壞。
[0057]基于上述控制方法，本申請另一個實施例還提供了一種熱值燃氣燃燒溫度的控制系統，用于燃燒爐內低熱值燃氣燃燒溫度的控制，參考圖2，該控制系統包括:溫度采集裝置1、空氣流量控制裝置2以及控制器3。其中，所述溫度采集裝置I以及所述空氣流量控制裝置2均與所述控制器3連接。
[0058]其中，所述溫度采集裝置I用于采集燃燒爐內低熱值燃氣燃燒的溫度。所述空氣流量控制裝置2用于控制燃燒爐內空氣的流量。所述控制器3用于將本次采集的溫度值與前一次采集的溫度值比較，根據溫度變化生成調節信號，所述調節信號用于驅動所述空氣流量控制裝置2對空氣流量就行調節，如果溫度升高，則驅動所述空氣流量控制裝置2增大空氣流量，如果溫度降低，則驅動所述空氣流量控制裝置2降低空氣流量。
[0059]如上述控制方法實施例中所述，為了避免工業生產系統中尾氣中可燃氣體含量過高，導致最高燃燒溫度超過設定閾值時，設備長期處于高溫而損壞，所述控制系統還包括:與所述控制器3連接的報警裝置。當燃燒爐內溫度超過上述1100°C閾值時，所述控制器生成報警信號，所述報警信號用于驅動所述報警裝置4進行報警，提示工作人員對尾氣中可燃氣體含量過高問題進行處理。
[0060]其中，所述報警裝置可以是聲音報警裝置或是光信號報警裝置。
[0061]本實施例所述控制系統能夠保證低熱值燃氣燃燒時，燃燒爐內低熱值燃氣處于燃燒最佳配比，提高熱量利用率。且所述控制系統可采用DCS(Distributed Control System,分布式控制系統)實現溫度控制，方便快捷。
[0062]同時，對于設定的工業生產系統，尾氣的流量時設定的，而對于空氣流量采用空氣鼓風機變頻器即可，無需傳統的流量計、調節閥，節約了系統成本，且減少了故障點，有利于系統的長期正常運行。
[0063]需要說明的是，本申請方法實施例與系統實施例描述各有側重，相同或是相似之處可相互補充說明。
[0064]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種低熱值燃氣燃燒溫度的控制方法，用于燃燒爐內低熱值燃氣燃燒溫度的控制，其特征在于，包括: 采集燃燒爐內低熱值燃氣燃燒的溫度； 將本次采集的溫度值與前一次采集的溫度值比較； 根據溫度變化調節空氣的流量，如果溫度升高，則增大空氣流量，如果溫度降低，則降低空氣流量。
2.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，當需要增大空氣流量時，如果前一次空氣流量改變是降低流量，則本次空氣流量增大的幅度小于前一次空氣流量降低的幅度。
3.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，當需要降低空氣流量時，如果前一次空氣流量改變是增大，則本次空氣流量降低的幅度小于前一次空氣流量增大的幅度。
4.根據權利要求1-3任一項所述的控制方法，其特征在于，采用空氣鼓風機變頻器調節空氣流量，通過增大所述空氣鼓風機變頻器的頻率增大空氣流量，通過降低所述空氣鼓風機變頻器的頻率降低空氣流量。
5.根據權利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述空氣鼓風機變頻器的頻率升降范圍為0.2Ηζ-1Ηζ，包括端點值。
6.根據權利要求1所述的控制方法，其特征在于，如果燃燒溫度超過1100°C，增大空氣流量，使得燃燒溫度在燃燒溫度為900°C -1100°C。
7.根據權利要求6所述的控制方法，其特征在于，如果燃燒溫度超過110(TC，還包括: 進行高溫報警。
8.一種低熱值燃氣燃燒溫度的控制系統，用于燃燒爐內低熱值燃氣燃燒溫度的控制，其特征在于，包括: 溫度采集裝置，所述溫度采集裝置用于采集燃燒爐內低熱值燃氣燃燒的溫度； 空氣流量控制裝置，所述空氣流量控制裝置用于控制燃燒爐內空氣的流量； 控制器，所述控制器與所述溫度采集裝置連接，所述控制器用于將本次采集的溫度值與前一次采集的溫度值比較，根據溫度變化生成調節信號，所述調節信號用于驅動所述空氣流量控制裝置對空氣流量就行調節，如果溫度升高，則驅動所述空氣流量控制裝置增大空氣流量，如果溫度降低，則驅動所述空氣流量控制裝置降低空氣流量。
9.根據權利要求8所述的控制系統，其特征在于，所述空氣流量控制裝置為空氣鼓風機變頻器。
10.根據權利要求8所述的控制系統，其特征在于，還包括: 報警裝置，所述報警裝置與所述控制器連接，當溫度超過設定閾值時，所述控制器生成報警信號，用于驅動所述報警裝置進行報警。
【文檔編號】F23N5/00GK103776052SQ201410049175
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月12日 優先權日:2014年2月12日
【發明者】廖成明, 馬久全, 代明陽, 夏兵 申請人:重慶紫光新科化工開發有限公司