一种低热值燃气燃烧温度的控制方法及控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种低热值燃气燃烧温度的控制方法及控制系统，该控制方法包括：采集燃烧炉内低热值燃气燃烧的温度；将本次采集的温度值与前一次采集的温度值比较；根据温度变化调节空气的流量，如果温度升高，则增大空气流量，如果温度降低，则降低空气流量。所述控制方法根据燃烧炉内的温度对空气流量进行控制，使得燃烧炉内低热值燃气与空气的含量处于所述低热值燃气的最佳燃烧比例，提高了热量的利用率。所述控制系统基于所述控制方法，采用所述控制系统进行低热值燃气燃烧温度控制，能够提高热量的利用率。
【专利说明】一种低热值燃气燃烧温度的控制方法及控制系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及温度控制【技术领域】，更具体地说，涉及一种低热值燃气燃烧温度的控制方法及控制系统。
【背景技术】
[0002]在化工生产系统中，许多生产尾气为低热值燃气，具有一定的热量回收价值。为了提高能源利用率和降低环境污染，需要对可燃烧的尾气进行燃烧处理，以利用燃烧过程中生成的热量，同时消除尾气中的污染气体。
[0003]燃烧炉可用于燃烧尾气、生产蒸汽，其盛水的部件一般称为锅，加热的部件一般称为炉。尾气锅炉中的燃烧器是生产蒸汽的核心部分。尾气在燃烧器内与空气混合，在出口处点燃后在炉膛内燃烧，从而利用燃烧过程中生成的热量。
[0004]燃烧炉进行可燃气体燃烧时，需要进行温度控制，以保证燃烧炉安全运行，并保证热量的有效利用。现有的燃烧炉在进行温度控制时，仅是根据生产经验，预先设定尾气与空气的比例进行混合燃烧。
[0005]发明人发现，现有的燃烧炉的温度控制方法不能够精确控制空气与低热值燃气的配比，热量利用率低。
【发明内容】
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供一种低热值燃气燃烧温度的控制方法及控制系统，提高了热量的利用率。
[0007]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0008]一种低热值燃气燃烧温度的控制方法，用于燃烧炉内低热值燃气燃烧温度的控制，该控制方法包括:
[0009]采集燃烧炉内低热值燃气燃烧的温度；
[0010]将本次采集的温度值与前一次采集的温度值比较；
[0011]根据温度变化调节空气的流量，如果温度升高，则增大空气流量，如果温度降低，则降低空气流量。
[0012]优选的，在上述控制方法中，当需要增大空气流量时，如果前一次空气流量改变是降低流量，则本次空气流量增大的幅度小于前一次空气流量降低的幅度。
[0013]优选的，在上述控制方法中，当需要降低空气流量时，如果前一次空气流量改变是增大，则本次空气流量降低的幅度小于前一次空气流量增大的幅度。
[0014]优选的，在上述控制方法中，采用空气鼓风机变频器调节空气流量，通过增大所述空气鼓风机变频器的频率增大空气流量，通过降低所述空气鼓风机变频器的频率降低空气流量。
[0015]优选的，在上述控制方法中，所述空气鼓风机变频器的频率升降范围为
0.2Ηζ-1Ηζ，包括端点值。[0016]优选的，在上述控制方法中，如果燃烧温度超过1100°C，增大空气流量，使得燃烧温度在燃烧温度为900°C -1100°C。
[0017]优选的，在上述控制方法中，如果燃烧温度超过1100°C，还包括:
[0018]进行高温报警。
[0019]本发明还提供了 一种低热值燃气燃烧温度的控制系统，，用于燃烧炉内低热值燃气燃烧温度的控制，该控制系统包括:
[0020]温度采集装置，所述温度采集装置用于采集燃烧炉内低热值燃气燃烧的温度；
[0021]空气流量控制装置，所述空气流量控制装置用于控制燃烧炉内空气的流量；
[0022]控制器，所述控制器与所述温度采集装置连接，所述控制器用于将本次采集的温度值与前一次采集的温度值比较，根据温度变化生成调节信号，所述调节信号用于驱动所述空气流量控制装置对空气流量就行调节，如果温度升高，则驱动所述空气流量控制装置增大空气流量，如果温度降低，则驱动所述空气流量控制装置降低空气流量。
[0023]优选的，在上述控制系统中，所述空气流量控制装置为空气鼓风机变频器。
[0024]优选的，在上述控制系统中，还包括:
[0025]报警装置，所述报警装置与所述控制器连接，当温度超过设定阈值时，所述控制器生成报警信号，用于驱动所述报警装置进行报警。
[0026]从上述技术方案可以看出，本发明所提供的控制方法包括:采集燃烧炉内低热值燃气燃烧的温度；将本次采集的温度值与前一次采集的温度值比较；根据温度变化调节空气的流量，如果温度升高，则增大空气流量，如果温度降低，则降低空气流量。所述控制方法根据燃烧炉内的温度对空气流量进行控制，使得燃烧炉内低热值燃气与空气的含量处于所述低热值燃气的最佳燃烧比例，提高了热量的利用率。所述控制系统基于所述控制方法，采用所述控制系统进行低热值燃气燃烧温度控制，能够提高热量的利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本发明实施例提供的一种低热值燃气燃烧温度的控制方法的流程示意图；
[0029]图2为本发明实施例提供的一种低热值燃气燃烧温度的控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]正如【背景技术】部分所述，现有的燃烧炉的温度控制方法不能够精确控制空气与低热值的低热值燃气的配比，热量利用率低。
[0031]需要精确控制低热值燃气与空气的配比，以使得所述低热值燃气处于最佳燃烧状态，在设备承受负载下处于较高温度，提高热量利用率。
[0032]基于上述研究，本发明提供了一种低热值燃气燃烧温度的控制方法，所述低热值燃气包括但不局限于工业生产系统中的尾气，用于燃烧炉内低热值燃气燃烧温度的控制，该控制方法包括:采集燃烧炉内低热值燃气燃烧的温度；[0033]将本次采集的温度值与前一次采集的温度值比较；
[0034]根据温度变化调节空气的流量，如果温度升高，则增大空气流量，如果温度降低，则降低空气流量。
[0035]本发明所述控制方法根据燃烧炉内的温度对空气流量进行控制，使得燃烧炉内低热值燃气与空气的含量处于所述低热值燃气的最佳燃烧比例，提高了热量的利用率。
[0036]以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0038]其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置件结构的示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及高度的三维空间尺寸。
[0039]基于上述思想，本申请实施例提供了一种低热值燃气燃烧温度的控制方法，用于燃烧炉内低热值燃气燃烧温度的控制，参考图1，该控制方法包括:
[0040]步骤Sll:采集燃烧炉内低热值燃气燃烧的温度。
[0041]可采用温度传感器进行温度采集，将所述温度传感器设置在所述燃烧炉的炉膛内采燃烧炉内气体燃烧时的温度。
[0042]步骤S12:将本次采集的温度值与前一次采集的温度值比较。
[0043]上述温度采集装置进行温度采集时，是在燃烧炉工作的整个过程中持续进行温度采集。可以设定采集温度的时间频率，每过设定的时间段进行一次温度采集。
[0044]在第一次采集时，可设定一个参考温度，使得第一次采集与该参考温度比较。或是第一次采集温度后，默认前一次温度为零，即可视为第一次采集的温度与零比较。
[0045]步骤S13:根据温度变化调节空气的流量，如果温度升高，则增大空气流量，如果温度降低，则降低空气流量。
[0046]通过调节空气的流量使得所述低热值燃气与空气配比处于所述低热值燃气的最佳燃烧配比，使得温度值较高，提高热量的利用率。优选的，本实施例中燃烧炉内的燃烧温度稳定在设定温度范围，如可使得燃烧温度在900°C -1100°C，长时间高温导致设备损坏。在本实施例中，可使得温度处于980°C。
[0047]本实施例所述控制方法为一个动态的循环控制方法，在燃烧炉的整个工作过程中，需要多次采集不同时刻的温度值，并根据当前温度值与上一次采集的温度值对空气流量进行调整，以使得燃烧炉内低热值燃气与空气的比例处于所述低热值燃气的最佳燃烧比例，使得燃烧炉内的温度处于所述设定温度范围，以提高热量的利用率。
[0048]在进行所述循环控制时，当需要增大空气流量时，如果前一次空气流量改变是降低流量，则本次空气流量增大的幅度小于前一次空气流量降低的幅度。当需要降低空气流量时，如果前一次空气流量改变是增大，则本次空气流量降低的幅度小于前一次空气流量增大的幅度。如此，可使得所述低热值燃气与空气的配比不断趋近于所述低热值燃气燃烧最高温度的最佳配比，使得燃烧温度最大。
[0049]可采用空气鼓风机变频器调节空气流量，通过增大所述空气鼓风机变频器的频率增大空气流量，通过降低所述空气鼓风机变频器的频率降低空气流量。所述空气鼓风机变频器的频率升降范围为0.2Ηζ-1Ηζ，包括端点值，即每次频率的调节在该范围内。这样避免空气流量变化幅度较大，导致燃烧炉内温度出现较大波动。
[0050]本实施例所述控制方法适用于燃气与空气直接混合燃烧，考虑燃烧设备温度承受能力，故所述低热值燃气的最高燃烧温度不超过1100°c，如可以为工业生产系统中的低热
值尾气。
[0051]在工业生产系统中，可能发生气体泄漏或是反应效率较低等问题导致尾气中可燃气体的含量过高，进而使得尾气的最高燃烧温度超过1100°C的最高阈值。此时，为了防止设备损坏，当采集到温度高于所述阈值时，需要增大空气流量，使得燃烧温度在燃烧温度为900°C-110(TC。同时，进行故障报警，以提醒工作人员快速对尾气中燃气含量过高问题进行处理，防止可燃气体的大量浪费，避免造成较大的经济损失。
[0052]当温度超过1100°C时，可通过增大所述空气鼓风机变频器的频率，一次性通入过量空气，使得燃烧温度低于1100°C。按照上述控制方法调节所述空气鼓风机变频器的频率，使得温度稳定在1000°c，在尾气中燃气含量过高问题被解决之前，尽可能的提高热量的利用率。在尾气中燃气含量过高时调节所述空气鼓风机变频器的频率，频率的调节范围为
0.5-1.5Hz，包括端点值，即每次频率的改变处于该范围内。
[0053]所述控制方法的机理是:
[0054]其一，在低热值燃气与空气预混燃烧的情况下，燃烧炉内温度高低取决于空气与低热值燃气比例是否恰当，当空气大于燃气所需比例时，空气过剩温度下降，当空气小于燃气所需比例时，燃气燃烧不完全温度下降(且有污染)，所以只有二者比例适中时，温度最高。而本申请实施例通过燃烧温度动态调整空气与低热值燃气的比例，能够使得二者处于恰当比例，使得在燃气含量不过剩的情况下(最高燃烧温度不超过1100°c的阈值)，燃烧炉内温度达到低热值燃气燃烧的最高温度，提高热量利用率。
[0055]其二，对于大多工业生产系统的尾气，采用所述控制方法能够使得燃烧温度处于980°C以及其附近，即处于尾气燃烧最高温度及其附近，当尾气中可燃烧气体含量过剩(如工业生产系统反应不好或漏气导致燃气含量过高)，会导致此时尾气的最高燃烧温度超过设定阈值，会超过炉膛耐火材料的耐温要求，此时，通过过量空气来降低温度，使温度在1100°C以下，此情况只能是系统运行不正常时的短期现象。
[0056]通过上述描述可知，本申请实施例所述控制方法能够使得燃烧炉进行低热值燃气燃烧时，一方面，使得低热值燃气与空气配比最优，使得燃烧温度较高，处于设定的温度范围，提高了热量的利用率，另一方面，能够在出现尾气中燃气含量过高时，避免造成较大的经济损失以及温度过高对设备的损坏。
[0057]基于上述控制方法，本申请另一个实施例还提供了一种热值燃气燃烧温度的控制系统，用于燃烧炉内低热值燃气燃烧温度的控制，参考图2，该控制系统包括:温度采集装置1、空气流量控制装置2以及控制器3。其中，所述温度采集装置I以及所述空气流量控制装置2均与所述控制器3连接。
[0058]其中，所述温度采集装置I用于采集燃烧炉内低热值燃气燃烧的温度。所述空气流量控制装置2用于控制燃烧炉内空气的流量。所述控制器3用于将本次采集的温度值与前一次采集的温度值比较，根据温度变化生成调节信号，所述调节信号用于驱动所述空气流量控制装置2对空气流量就行调节，如果温度升高，则驱动所述空气流量控制装置2增大空气流量，如果温度降低，则驱动所述空气流量控制装置2降低空气流量。
[0059]如上述控制方法实施例中所述，为了避免工业生产系统中尾气中可燃气体含量过高，导致最高燃烧温度超过设定阈值时，设备长期处于高温而损坏，所述控制系统还包括:与所述控制器3连接的报警装置。当燃烧炉内温度超过上述1100°C阈值时，所述控制器生成报警信号，所述报警信号用于驱动所述报警装置4进行报警，提示工作人员对尾气中可燃气体含量过高问题进行处理。
[0060]其中，所述报警装置可以是声音报警装置或是光信号报警装置。
[0061]本实施例所述控制系统能够保证低热值燃气燃烧时，燃烧炉内低热值燃气处于燃烧最佳配比，提高热量利用率。且所述控制系统可采用DCS(Distributed Control System,分布式控制系统)实现温度控制，方便快捷。
[0062]同时，对于设定的工业生产系统，尾气的流量时设定的，而对于空气流量采用空气鼓风机变频器即可，无需传统的流量计、调节阀，节约了系统成本，且减少了故障点，有利于系统的长期正常运行。
[0063]需要说明的是，本申请方法实施例与系统实施例描述各有侧重，相同或是相似之处可相互补充说明。
[0064]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种低热值燃气燃烧温度的控制方法，用于燃烧炉内低热值燃气燃烧温度的控制，其特征在于，包括: 采集燃烧炉内低热值燃气燃烧的温度； 将本次采集的温度值与前一次采集的温度值比较； 根据温度变化调节空气的流量，如果温度升高，则增大空气流量，如果温度降低，则降低空气流量。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当需要增大空气流量时，如果前一次空气流量改变是降低流量，则本次空气流量增大的幅度小于前一次空气流量降低的幅度。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当需要降低空气流量时，如果前一次空气流量改变是增大，则本次空气流量降低的幅度小于前一次空气流量增大的幅度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的控制方法，其特征在于，采用空气鼓风机变频器调节空气流量，通过增大所述空气鼓风机变频器的频率增大空气流量，通过降低所述空气鼓风机变频器的频率降低空气流量。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述空气鼓风机变频器的频率升降范围为0.2Ηζ-1Ηζ，包括端点值。
6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，如果燃烧温度超过1100°C，增大空气流量，使得燃烧温度在燃烧温度为900°C -1100°C。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，如果燃烧温度超过110(TC，还包括: 进行高温报警。
8.一种低热值燃气燃烧温度的控制系统，用于燃烧炉内低热值燃气燃烧温度的控制，其特征在于，包括: 温度采集装置，所述温度采集装置用于采集燃烧炉内低热值燃气燃烧的温度； 空气流量控制装置，所述空气流量控制装置用于控制燃烧炉内空气的流量； 控制器，所述控制器与所述温度采集装置连接，所述控制器用于将本次采集的温度值与前一次采集的温度值比较，根据温度变化生成调节信号，所述调节信号用于驱动所述空气流量控制装置对空气流量就行调节，如果温度升高，则驱动所述空气流量控制装置增大空气流量，如果温度降低，则驱动所述空气流量控制装置降低空气流量。
9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述空气流量控制装置为空气鼓风机变频器。
10.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，还包括: 报警装置，所述报警装置与所述控制器连接，当温度超过设定阈值时，所述控制器生成报警信号，用于驱动所述报警装置进行报警。
【文档编号】F23N5/00GK103776052SQ201410049175
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月12日 优先权日:2014年2月12日
【发明者】廖成明, 马久全, 代明阳, 夏兵 申请人:重庆紫光新科化工开发有限公司