燃烧器的控制器及燃烧设备的制作方法

文档序号:13729275阅读:135来源:国知局
技术领域本发明涉及热工技术领域,具体的说,涉及一种燃烧器的控制器及燃烧设备。

背景技术:
现有的蓄热式燃烧设备主要分为对称式蓄热式燃烧设备和非对称式蓄热式燃烧设备。对称式蓄热式燃烧设备包括具备蓄热室的成对的蓄热式燃烧器,各蓄热式燃烧器设置在炉膛侧壁等处。当一方的燃烧器燃烧时,所产生的燃烧废气从另一方的燃烧器穿过蓄热体后排出,从而对蓄热体进行加热。同时以数十秒至数分钟的时间间隔频繁交换两个对应的燃烧器的工作状态,以实现燃烧与排出燃烧废气的交替进行。在此过程中,燃烧器的烧嘴的助燃空气从被加热了的蓄热体中通过时被预热,由此实现较高的废热回收效率。但是,在对称式蓄热式燃烧设备中,由于排出燃烧废气的燃烧器无法完全排出燃烧的燃烧器产生的废气,需要在燃烧器的旁侧开设旁通烟管。由于燃烧废气并未全部流经蓄热室,另有部分与炉膛温度相当的废气通过旁通烟管直接排放,因此对称式蓄热式燃烧设备的余热回收率较低。相比之下,非对称式蓄热式燃烧设备的余热回收率更高。在非对称式蓄热式燃烧设备中,设置有至少三个蓄热式燃烧器,其中用于燃烧的蓄热式燃烧器的个数总是比用于排气的蓄热式燃烧器的个数少。因此,在对称式蓄热式燃烧设备中原本需要通过旁通烟管排放的部分废气,可通过多出的用于排气的蓄热式燃烧器排出,从而有利于提高蓄热式燃烧设备对废气的余热回收率。现有的对称式蓄热式燃烧设备和非对称式蓄热式燃烧设备中,都是采用可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController,简称PLC)或工业计算机对燃烧器进行过程控制。但是,PLC和工业计算机的电子元器件的价格较高,因此导致了现有的燃烧设备的电控系统成本较高的问题。

技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种燃烧器的控制器及燃烧设备,以解决现有的燃烧设备的电控系统成本较高的问题。本发明提供一种燃烧器的控制器,包括微处理器单元、信号输入端和信号输出端;所述微处理器单元为单片机,用于通过所述信号输入端接收燃烧器的状态信号,通过所述信号输出端向燃烧器发出控制信号,使所述燃烧器的控制器具有独立的工作能力,能够根据上位机的指令改变工作状态,并返回上位机所需的查询数据。优选的是,所述微处理器单元与所述信号输入端之间通过光电隔离器连接。进一步的是,该控制器还包括报警单元,用于在燃烧器出现异常状态或故障时发出报警信号。优选的是,所述微处理器单元为AVR单片机。优选的是,所述微处理器单元中的程序以最高加密级别进行加密。本发明还提供一种燃烧设备,包括与炉膛相连的多个燃烧器,以及上述的控制器。进一步的是,每个所述燃烧器均包括蓄热室,所述蓄热室的一端通过烧嘴与所述炉膛连通,所述蓄热室的另一端设有进风口和排烟口;所述进风口与助燃气体管路连通,所述排烟口与烟气管路连通。进一步的是,所述蓄热室内设有蓄热体;所述蓄热体的形状为片状、条状、蜂窝状或球状,所述蓄热体的材质为粘土、莫来石、高铝、刚玉或碳化硅。优选的是,所述蓄热体位于所述烧嘴的上方。本发明带来了以下有益效果:本发明提供的燃烧器的控制器中,采用单片机作为微处理器单元,用于接收燃烧器的状态信号,并向燃烧器发出控制信号。使得燃烧器的控制器具有独立的工作能力,能够根据上位机的指令改变工作状态,并返回上位机所需的查询数据。相比于现有技术中的PLC和工业计算机,单片机的电子元器件的价格更低,约为PLC的十分之一。因此,本发明提供的燃烧器的控制器的电控系统成本更低,解决了现有的燃烧设备的电控系统成本较高的问题。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分的从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要的附图做简单的介绍:图1是本发明实施例提供的燃烧器的控制器的示意图;图2是本发明实施例提供的燃烧设备的示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式,借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题,并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是,只要不构成冲突,本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合,所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。如图1所示,本发明实施例提供一种燃烧器的控制器,其中包括微处理器单元(MicroControlUnit,简称MCU)、信号输入端和信号输出端。微处理器单元还连接有通讯接口,可用于与工作人员的操作界面及其他控制器之间进行通讯。本实施例中,微处理器单元为单片机,优选为AVR单片机。AVR单片机的硬件结构采取8位机与16位机的折中策略,即采用局部寄存器存堆(32个寄存器文件)和单体高速输入/输出的方案(输入捕获寄存器、输出比较匹配寄存器及相应控制逻辑)。AVR单片机提高了指令执行速度(1Mips/MHz),克服了瓶颈现象,增强了功能;同时又减少了对外设管理的开销,相对简化了硬件结构,降低了成本。因此,AVR单片机在软件和硬件开销、速度、性能和成本诸多方面取得了优化平衡,是一种高性价比的单片机。微处理器单元用于通过信号输入端接收燃烧器的状态信号,以监测燃烧器的工作状态。状态信号通常包括风阀开关信号、烟阀开关信号、点火火焰信号、主火焰信号、燃气高低压信号、供风风压信号、炉压信号、多个温度信号、倾动信号、炉门开关信号和热电偶升降信号等。微处理器单元还用于通过信号输出端向燃烧器发出控制信号,实现对燃烧器的控制。控制信号通常包括风阀、烟阀、慢开阀、大小火电磁阀、点火电磁阀、点火变压器、烟道蝶阀、烟罩蝶阀、热电偶升降电磁阀和鼓风机、引风机、冷却风机启停和速度信号等。本发明实施例提供的燃烧器的控制器中,采用AVR单片机作为微处理器单元,用于接收燃烧器的状态信号,并向燃烧器发出控制信号。使得燃烧器的控制器具有独立的工作能力,能够根据上位机的指令改变工作状态,并返回上位机所需的查询数据。相比于现有技术中的PLC和工业计算机,AVR单片机的电子元器件的价格更低,约为PLC的十分之一。因此,本发明实施例提供的燃烧器的控制器的电控系统成本更低,解决了现有的燃烧设备的电控系统成本较高的问题。作为一个优选方案,本实施例中的微处理器单元与信号输入端之间通过光电隔离器(OptoelectronicIsolator,英文缩写为OC)连接。光电隔离器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(Light-EmittingDiode,简称LED),使之发出一定波长的光,被光探测器接收而产生光电流,再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换,从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光电隔离器输入输出间互相隔离,电信号传输具有单向性等特点,因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光电隔离器的输入端属于电流型工作的低阻元件,因而具有很强的共模抑制能力。所以,光电隔离器在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在本发明实施例提供的控制器中作为信号隔离的接口器件,可以大大增加控制器工作的可靠性。进一步的是,本发明实施例提供的燃烧器的控制器还包括报警单元,用于在燃烧器出现异常状态或故障时发出报警信号。当微处理器单元监测到燃烧器运转异常时,报警单元就会向工作人员展示相应的报警信息。报警单元能够展示的报警信息包括:燃气压力过高、燃气压力过低、助燃风压力过低、烧嘴熄火报警、物料温度过高警报、炉膛温度过高警报、引风机故障警报、鼓风机故障警报、点火枪熄火报警、空气换向阀未开或关到位、烟气换向阀未开或关到位、点火枪风机故障等。工作人员看到报警信息,并排除了相应的故障后,可在人机交互界面上点击“警报清零”按钮,清空报警信息的记录。作为一个优选方案,微处理器单元中的程序以最高加密级别进行加密。AVR单片机以最高加密级别进行加密后,其内部程序无法读出。而对于PLC,可以利用各种软件及方法,读出PLC中的源程序,所以存在一定的安全隐患。相比之下,本发明实施例中AVR单片机中的程序无法读出,也无法进行下载或编译,因此具有更高的保密性和安全性。本发明实施例还提供一种燃烧设备,可以是蓄热式燃烧设备,也可以是非蓄热式燃烧设备,其中包括与炉膛相连的多个燃烧器,以及上述实施例中的控制器。如图2所示,本实施例以非对称式蓄热式燃烧设备为例进行说明,其中共有三个与炉膛1相连的蓄热式燃烧器2。控制器切换各个蓄热式燃烧器2以交替用于燃烧或用于排烟,并且在任意时刻,用于排烟的蓄热式燃烧器的数量比用于燃烧的蓄热式燃烧器的数量多。本实施例中,每个蓄热式燃烧器2均包括蓄热室3,蓄热室3的一端通过烧嘴4与炉膛1连通,蓄热室3的另一端设有进风口和排烟口。烧嘴4连接至燃气管路5,进风口与助燃气体管路6连通,排烟口与烟气管路7连通。燃气管路5、助燃气体管路6和烟气管路7上分别设置有单独的换向阀8,每个换向阀8与控制器连接。助燃气体管路6和烟气管路7分别连接有鼓风机9和引风机10,燃气管路5和助燃气体管路6口以及烟气管路7上还可以连接有流量计、压力表、差压变送器和温度传感器等设备。进一步的是,蓄热室3内设有蓄热体11,蓄热体11位于烧嘴4的上方。当蓄热式燃烧器2用于排烟时,烟气自下而上通过蓄热体11,灰尘难以聚积在蓄热体3上;当蓄热式燃烧器2用于燃烧时,助燃气体自上而下通过蓄热体11。由于用于排烟的蓄热式燃烧器的数量比用于燃烧的蓄热式燃烧器的数量多,所以助燃气体通过蓄热体11的速度比烟气通过蓄热体11的速度高,因此本发明实施例中自吹扫清灰能力显著增强,蓄热体11不易积尘与板结,显著延长了蓄热体11清灰周期及其使用寿命。蓄热体11的形状可以为片状、条状、蜂窝状或球状,本实施例中优选为球状。蓄热体11的形状为球状时,排烟阻力较小,而且提高了蓄热体11堆积密度,增加蓄热能力,以满足单个蓄热室3排烟时间长的要求。蓄热体11的材质可以为粘土、莫来石、高铝、刚玉或碳化硅,本实施例中优选为刚玉。蓄热体11的材质为刚玉时,因其抗侵蚀性能而能够长时间使用,因其密度高而蓄热量大,因其导热系数高而蓄热与放热快,因其抗渗透性能而粘渣积灰少,因其强度高而可清洗重复使用。本发明实施例提供的蓄热式燃烧设备中包括多个蓄热式燃烧器及控制器,并且采用AVR单片机作为控制器的微处理器单元,用于接收燃烧器的状态信号,并向燃烧器发出控制信号。使得燃烧器的控制器具有独立的工作能力,能够根据上位机的指令改变工作状态,并返回上位机所需的查询数据。相比于现有技术中的PLC和工业计算机,AVR单片机的电子元器件的价格更低。因此,本发明实施例中的燃烧器的控制器的电控系统成本更低,解决了现有的蓄热式燃烧设备的电控系统成本较高的问题。虽然本发明所公开的实施方式如上,但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员,在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
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