一种燃烧比例优化控制系统及方法与流程

本发明涉及一种燃烧控制系统，具体涉及一种燃烧比例优化控制系统及方法。

背景技术：

按比例燃烧实现理想燃烧是所有燃烧控制系统最求的目标。然而现有的一些燃烧控制系统的空燃比没有实现闭环控制，即没有氧量传感器将实际过程中的氧含量反馈给空燃比控制回路，造成控制的效果差。而一些高端的控制系统虽然设置了氧量传感器，但是控制回路采用人工手动控制，调节过程复杂，控制效果不佳。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种燃烧比例优化控制系统及方法，其便于控制调节，可以有效对燃烧过程中的空燃比进行有效监控和调节。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种燃烧比例优化控制系统包括：温度传感器，用于实时检测燃烧炉内的温度；氧气传感器，用于实时检测燃烧炉内的氧气含量；空气控制阀，用于控制进入燃烧炉内的空气流量；燃气控制阀，用于控制进入燃烧炉内的燃气流量；控制器，分别与温度传感器、氧气传感器、空气控制阀和燃气控制阀连接，温度传感器和氧气传感器分别将检测得到的实时温度和实时氧量发送给控制器，控制器进行对比分析，形成空气控制信号和燃气控制信号分别发送给空气控制阀和燃气控制阀。

本发明一种燃烧比例优化控制系统利于温度传感器和氧气传感器实时检测燃烧炉内的温度和氧气含量，控制器进行分析和计算，对空气控制阀和燃气控制阀进行控制。发明结构简单，操作便捷，在执行过程中，无需人工进行干预。

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，还包括一氧化碳传感器，用于实时检测燃烧炉内的一氧化碳含量。

采用上述优选的方案，一氧化碳传感器可以有效检测燃烧炉内燃烧的效率。

作为优选的方案，还包括报警装置，报警装置与控制器连接。

采用上述优选的方案，提高系统整体的安全性能。

作为优选的方案，报警装置为蜂鸣器和/或指示灯，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。

采用上述优选的方案，提高系统整体的安全性能，操作人员进行根据具体情形采取相应的措施。

作为优选的方案，控制器内设有计时装置。

采用上述优选的方案，计时装置进行延时判断，极大地平缓了控制过程，避免由于检测误差作无谓的变动。

一种燃烧比例优化控制方法，利用燃烧比例优化控制系统进行控制，具体包括以下步骤：

1)控制器对温度传感器检测的实时温度pvtemp和设定温度sptemp进行对比，

若两者的温度差大于允许偏差值，则进入步骤2)；

否则，控制器对氧气传感器检测的实时氧量进行分析；

2)控制器对实时温度pvtemp和设定温度sptemp进行温度控制分析，形成该实时温度下的设定空气量spair；

3)通过空气控制阀可以得到进入燃烧炉内的实时空气量pvair，控制器对设定空气量spair和实时空气量pvair进行空气流量控制分析，形成空气控制信号发送给空气控制阀，空气控制阀对进入燃烧炉的空气流量进行控制；

4)控制器对氧气传感器检测的实时氧量pvo2和设定氧量spo2进行比例控制分析，形成实时燃烧比outratio；

5)控制器对实时空气量pvair和实时燃烧比outratio进行计算处理，形成设定燃气量spgas；

6)通过燃气控制阀可以得到进入燃烧炉内的实时燃气量pvgas，控制器对设定燃气量和实时燃气量pvgas进行燃气流量控制分析，形成燃气控制信号发送给燃气控制阀，燃气控制阀对进入燃烧炉的燃气流量进行控制。

本发明一种燃烧比例优化控制方法采用闭环控制系统，对燃烧比例进行优化控制，保证整个燃烧系统稳定的运行，同时各相关参数处于最佳配比状态，燃烧充分，热效率高，以最小的能源消耗满足生产需求。

作为优选的方案，步骤5)中，spgas＝pvair/outratio。

采用上述优选的方案，参数设置合理。

作为优选的方案，步骤1)具体包括以下步骤：

1.1)控制器对温度传感器检测的实时温度pvtemp和设定温度sptemp进行对比，

若两者的温度差大于允许偏差值，则进入步骤2)；

1.2)否则，控制器对氧气传感器检测的实时氧量pvo2进行分析，判断实时氧量pvo2和设定氧量spo2的氧量差是否大于允许偏差值，

若大于，则重新进入步骤1.1)；

1.3)否则，控制器对一氧化碳传感器检测的一氧化碳含量进行分析，判断一氧化碳含量是否持续大于允许偏差值超过设定时间，

若超过，则每隔一定时间，设定温度sptemp增加1度，超过上限后，报警装置报警，然后重新进入步骤1.2)；

1.4)否则，则每隔一定时间，设定温度sptemp降低1度，超过下限后，报警装置报警，然后重新进入步骤1.2)。

采用上述优选的方案，对燃烧炉内的一氧化碳含量进行检测，从而得到燃烧炉内燃烧效率，若一氧化碳含量太高，则说明不充分燃烧，修改设定温度，进行修正。

作为优选的方案，步骤1.3)中，其设定时间为60s。

采用上述优选的方案，60s延时判断，判断更精准。

作为优选的方案，在步骤1.3)和步骤1.4)中，每隔5分钟，设定温度sptemp增加或降低1度。

采用上述优选的方案，5分钟的间隔时间，更合理。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种燃烧比例优化控制系统的结构示意图之一。

图2为本发明实施例提供的一种燃烧比例优化控制方法的流程图。

图3为本发明实施例提供的一种燃烧比例优化控制系统的结构示意图之二。

其中：1温度传感器、2氧气传感器、3空气控制阀、4燃气控制阀、5控制器、6一氧化碳传感器、7报警装置。

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。

为了达到本发明的目的，一种燃烧比例优化控制系统及方法的其中一些实施例中，

如图1所示，一种燃烧比例优化控制系统包括：温度传感器1、氧气传感器2、空气控制阀3、燃气控制阀4以及控制器5。

温度传感器1用于实时检测燃烧炉内的温度；氧气传感器2用于实时检测燃烧炉内的氧气含量；空气控制阀3用于控制进入燃烧炉内的空气流量；燃气控制阀4用于控制进入燃烧炉内的燃气流量。

控制器5分别与温度传感器1、氧气传感器2、空气控制阀3和燃气控制阀4连接，温度传感器1和氧气传感器2分别将检测得到的实时温度和实时氧量发送给控制器5，控制器5进行对比分析，形成空气控制信号和燃气控制信号分别发送给空气控制阀3和燃气控制阀4。

如图2所示，一种燃烧比例优化控制方法，利用燃烧比例优化控制系统进行控制，具体包括以下步骤：

1)控制器5对温度传感器1检测的实时温度pvtemp和设定温度sptemp进行对比，

若两者的温度差大于允许偏差值，则进入步骤2)；

否则，控制器5对氧气传感器2检测的实时氧量进行分析；

2)控制器5对实时温度pvtemp和设定温度sptemp进行温度控制分析，形成该实时温度下的设定空气量spair；

3)通过空气控制阀3可以得到进入燃烧炉内的实时空气量pvair，控制器5对设定空气量spair和实时空气量pvair进行空气流量控制分析，形成空气控制信号发送给空气控制阀3，空气控制阀3对进入燃烧炉的空气流量进行控制；

4)控制器5对氧气传感器2检测的实时氧量pvo2和设定氧量spo2进行比例控制分析，形成实时燃烧比outratio；

5)控制器5对实时空气量pvair和实时燃烧比outratio进行计算处理，形成设定燃气量spgas，spgas＝pvair/outratio；

6)通过燃气控制阀4可以得到进入燃烧炉内的实时燃气量pvgas，控制器5对设定燃气量和实时燃气量pvgas进行燃气流量控制分析，形成燃气控制信号发送给燃气控制阀4，燃气控制阀4对进入燃烧炉的燃气流量进行控制。

本发明一种燃烧比例优化控制系统及方法利于温度传感器1和氧气传感器2实时检测燃烧炉内的温度和氧气含量，控制器5进行分析和计算，对空气控制阀3和燃气控制阀4进行控制。

其具有以下有益效果：

第一，结构简单，操作便捷，在执行过程中，无需人工进行干预。

第二，采用闭环控制系统，对燃烧比例进行优化控制，保证整个燃烧系统稳定的运行，同时各相关参数处于最佳配比状态，燃烧充分，热效率高，以最小的能源消耗满足生产需求。

第三，当温度没有发生变化时，控制回路不做调整，只对氧含量进行分析，调节更便捷。

如图3所示，为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，燃烧比例优化控制系统还包括一氧化碳传感器6和报警装置7，一氧化碳传感器6用于实时检测燃烧炉内的一氧化碳含量，报警装置7与控制器5连接。控制器5内设有计时装置。

如图2所示，一种燃烧比例优化控制方法中步骤1)具体包括以下步骤：

1.1)控制器5对温度传感器1检测的实时温度pvtemp和设定温度sptemp进行对比，

若两者的温度差大于允许偏差值，则进入步骤2)；

1.2)否则，控制器5对氧气传感器2检测的实时氧量pvo2进行分析，判断实时氧量pvo2和设定氧量spo2的氧量差是否大于允许偏差值，

若大于，则重新进入步骤1.1)；

1.3)否则，控制器5对一氧化碳传感器6检测的一氧化碳含量进行分析，判断一氧化碳含量是否持续大于允许偏差值超过60s，

若超过，则每隔5分钟，设定温度sptemp增加1度，超过上限后，报警装置7报警，然后重新进入步骤1.2)；

1.4)否则，则每隔5分钟，设定温度sptemp降低1度，超过下限后，报警装置7报警，然后重新进入步骤1.2)。

采用上述优选的方案，对燃烧炉内的一氧化碳含量进行检测，从而得到燃烧炉内燃烧效率，若一氧化碳含量太高，则说明不充分燃烧，修改设定温度，进行修正。计时装置进行延时判断，极大地平缓了控制过程，避免由于检测误差作无谓的变动。

进一步，上述是实施例中，报警装置7为蜂鸣器和/或指示灯，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。

采用上述优选的方案，提高系统整体的安全性能，操作人员进行根据具体情形采取相应的措施。

为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，为了提高测量的精准度，可以采用单独的空气传感器测量实时空气量pvair，采用单独的燃气传感器测量实时燃气量pvgas。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。