自动调整空气过剩系数的负压燃烧器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种负压燃烧器，具体涉及一种自动调整空气过剩系数的负压燃烧器。
【背景技术】
[0002]燃烧时需要助燃空气，一般通过鼓风机提供(强制通风)，如果烟囱高大，吸引力强，可以不用鼓风机，这样的锅炉称为负压炉。因为燃料和空气混合时有不均匀性，为保证燃料充分利用，空气供应量比理论计算值多一些，称为空气过剩系数，国标规定燃气燃烧器的空气过剩系数为1.2。负压燃烧依靠高大的烟囱产生吸引力，环境的变化对高大的烟囱的影响，远远大于强制通风的燃烧器的普通烟囱，为保证空气量最小时，燃料能够充分利用，调试时不得不增加空气过剩系数，一些油田规定负压炉的空气过剩系数的标准是1.6，实际检测有的高达1.7或1.8，造成负压炉炉效很低。如负压炉燃烧器的空气过剩系数1.6，比强制通风燃烧器的空气过剩系数I.2，增加了三分之一，也就是说燃料消耗增加了 2.9%这些燃料消耗不是必要的，是应该减少的。目前负压燃烧器大多采用氧化锆在线监控，检测烟气中O2的含量，如果O2含量增加，说明外界因素影响造成空气量增加，控制系统可以调节风门挡板，减少进风量，这个办法可以有效的修正外界因素对助燃空气量的影响，但是氧化锆的成本很高，寿命很短，一般在一年以内，性价比不理想，需要寻找一个更好的办法。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种自动调整空气过剩系数的负压燃烧器，以解决现有技术存在的空气过剩系数高造成负压炉燃烧效率低的问题。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种自动调整空气过剩系数的负压燃烧器，主要由炉膛、PLC控制器、燃烧器和环境温度检测器组成，炉膛内设置压力传感器，炉膛的烟囱中设置调节挡板，燃烧器的进风口中设置风量调节器，在炉膛的燃气进气管上设置流量计和气量调节器，环境温度检测器、调节挡板、压力传感器、风量调节器、流量计和气量调节器分别与PLC控制器相连。
[0005]本发明的工作原理是:
助燃空气和燃烧产生的烟气，通过烟囱时有一定的阻力，烟囱又产生一定的吸引力。如果阻力比吸引力大，炉膛的压力就比大气压高，高多少叫做背压多少，单位是Pa;如果阻力比吸引力小，炉膛的压力就比大气压低，简称负压。外界因素影响烟囱的吸引力，也就影响了炉膛的压力，通过检测炉膛压力的变化，进而调控炉膛压力，就可以修正外界因素对助燃空气量的影响，减少空气过剩系数，提高负压燃烧效率。影响炉膛压力的六个因素:排烟温度和环境温度为主要因素;燃气流量和助燃空气流量为修正因素；刮风和空气湿度为不可控因素。主要因素和修正因素可以通过检测和设定值知道具体数值，通过计算得出炉膛压力，通过实验我们已经建立了几个变量的数学模型，找出了变化规律。PLC控制器通过检测炉膛背压的变化，自动调整烟囱挡板，控制助燃空气流量，保证燃烧充分性，可以使负压炉达到强制通风燃烧器的国家标准，解决负压炉燃烧效率低的难题。具体做法主要是PLC的数学模型建立，改造烟囱调整挡板为自动调整，同时增加加热炉炉膛背压的检测装置，设置环境温度检测装置给PLC提供修正参数。
[0006]本发明装置可大大降低空气过剩系数，实现了负压炉达到强制通风燃烧器的燃烧效率，不但能够提高现有负压炉的炉效，甚至可以扩大负压炉的推广使用，因为负压炉不需要鼓风机，从而减少了电力消耗。
【附图说明】
[0007]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0008]图1是本发明装置的结构示意图。
[0009]图中I炉膛、2PLC控制器、3燃烧器、4环境温度检测器、5烟囱、6调节挡板、7压力传感器、8风量调节器、9流量计、10气量调节器。
【具体实施方式】
[0010]如图所示，一种自动调整空气过剩系数的负压燃烧器，主要由炉膛1、PLC控制器2、燃烧器3和环境温度检测器4组成，炉膛I内设置压力传感器7，炉膛I的烟囱5中设置调节挡板6，燃烧器3的进风口中设置风量调节器8，在炉膛I的燃气进气管上设置流量计9和气量调节器10，环境温度检测器4、调节挡板6、压力传感器7、风量调节器8、流量计9和气量调节器10分别与PLC控制器2相连。
[0011]本发明的工作原理是:
助燃空气和燃烧产生的烟气，通过烟囱时有一定的阻力，烟囱又产生一定的吸引力。如果阻力比吸引力大，炉膛的压力就比大气压高，高多少叫做背压多少，单位是Pa;如果阻力比吸引力小，炉膛的压力就比大气压低，简称负压。外界因素影响烟囱的吸引力，也就影响了炉膛的压力，通过检测炉膛压力的变化，进而调控炉膛压力，就可以修正外界因素对助燃空气量的影响，减少空气过剩系数，提高负压燃烧效率。影响炉膛压力的六个因素:排烟温度和环境温度为主要因素;燃气流量和助燃空气流量为修正因素；刮风和空气湿度为不可控因素。主要因素和修正因素可以通过检测和设定值知道具体数值，通过计算得出炉膛压力，不两个可控的因素很难检测和计算出对炉膛压力的影响具体数值。正是这两个因素造成负压燃烧时烟囱引力的变化，影响负压燃烧的空气过剩系数加大。
[0012]四个可控因素的计算
排烟温度和外部空气温度的影响，可以用下式计算:
ΔΡ=0.0345Η式中ΔΡ——烟囱的抽力(Pa);
H 一一产生抽力的管段高度(m);
ta一一外部空气温度(°C);
tf一一计算管段中烟气的平均温度(°C)
B--大气压力(Pa)。
[0013]炉膛背压和燃气量、助燃空气流量变化相关，但不是一个简单的正比关系，而是一个函数关系通过实验我们已经建立了几个变量的数学模型，找出了变化规律。PLC控制器通过检测炉膛背压的变化，自动调整烟囱挡板，控制助燃空气流量，保证燃烧充分性，可以使负压炉达到强制通风燃烧器的国家标准，解决负压炉燃烧效率低的难题。具体做法主要是PLC的数学模型建立，改造烟囱调整挡板为自动调整，同时增加加热炉炉膛背压的检测装置，设置环境温度检测装置给PLC提供修正参数。
【主权项】
1.一种自动调整空气过剩系数的负压燃烧器，其特征是主要由炉膛、PLC控制器、燃烧器和环境温度检测器组成，炉膛内设置压力传感器，炉膛的烟囱中设置调节挡板，燃烧器的进风口中设置风量调节器，在炉膛的燃气进气管上设置流量计和气量调节器，环境温度检测器、调节挡板、压力传感器、风量调节器、流量计和气量调节器分别与PLC控制器相连。
【专利摘要】自动调整空气过剩系数的负压燃烧器，主要由炉膛、PLC控制器、燃烧器和环境温度检测器组成，炉膛内设置压力传感器，炉膛的烟囱中设置调节挡板，燃烧器的进风口中设置风量调节器，在炉膛的燃气进气管上设置流量计和气量调节器，环境温度检测器、调节挡板、压力传感器、风量调节器、流量计和气量调节器分别与PLC控制器相连。本发明装置可大大降低空气过剩系数，实现了负压炉达到强制通风燃烧器的燃烧效率，不但能够提高现有负压炉的炉效，甚至可以扩大负压炉的推广使用，因为负压炉不需要鼓风机，从而减少了电力消耗。
【IPC分类】F23N1/04
【公开号】CN105674324
【申请号】CN201610084203
【发明人】金星, 刘继云, 周善兴, 高智强, 贾品元, 孙健, 贺建国, 郑生宏, 李开连
【申请人】北京德意孚科技发展有限公司
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年2月14日