分段式陶瓷窑燃气与空气联动控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种分段式陶瓷窑燃气与空气联动控制系统，其包括窑体、空气总管、燃气总管、第一热电偶、以及至少三个控制分区。每个控制分区包括：空气支管；设置于空气支总管之间的连接管线上的空气电动阀及流量计；连接于空气支管与空气入口之间的至少三个空气输入管；燃气支管；设置于燃气支总管之间的连接管线上的燃气电动阀及流量计；连接于燃气支管与燃气入口之间的至少三个燃气输入管；用于测量窑体内的分区温度的第二热电偶。其中，控制中心根据燃气流量数据和第一热电偶获得的空气总管内的空气温度数据来耦合控制空气电动阀的开度，使得空气流量计获得的空气质量流量数据与燃气流量计获得的燃气质量流量数据达到系统预设的最佳空燃比。

【技术实现步骤摘要】
分段式陶瓷窑燃气与空气联动控制系统
本专利技术涉及一种陶瓷窑炉，特别涉及一种分段式陶瓷窑。
技术介绍
目前，随着陶瓷的市场需求量越来越大，陶瓷窑炉也越建越长、截面也愈来愈宽，但同时窑内温度也越来越难以控制，而由于窑内温度不均匀造成的诸如变形、色差等烧成缺陷也日趋严重。因此，如何均匀窑内温度、减小断面温差成了陶瓷企业最关心的问题之一。陶瓷窑炉常以燃气作为热源，燃烧时燃气与空气的配比是否合理直接影响到能耗的大小。空气量过少时，燃烧不完全，不完全燃烧产物中含有大量污染环境的物质，同时也造成能源的浪费；而空气量过大时，过量的空气排出时又带走大量的热量，加大了热量的损失。因此，提供一种环保、节能的窑炉操控系统成为业内关注的焦点。脉冲燃烧技术是近年来新发展起来的一种工业炉燃烧技术，是根据炉温的变化调节燃气和空气用量，使烧嘴在大火和小火之间周期性燃烧，热量在高低之间交替输出，从而达到降低炉内温差，提高燃料燃烧效率的目的，其实质是强化炉内热气体对流。高速流动的炉气带动周围的气体，使炉内的气体循环量大为增加，一般可以达到原来的10倍以上，对炉内气体的搅拌作用十分强烈，使炉内温差缩小。并且烧嘴燃烧的脉冲周期越小，热气流对流强烈，温差也就越小。如中国专利201010240305.1号公开的一种陶瓷窑炉智能节能操控系统，包括空气喷嘴和燃气喷嘴，空气喷嘴中的空气与燃气喷嘴中的燃气在经过空气、燃气混合装置后，进入燃烧器进行燃烧，操控系统进一步包括可编程控制器，燃气压力传感器、空气压力传感器、燃气压力调节装置及空气压力调节装置：可编程控制器与燃气压力调节装置、燃气压力传感器的输入端依次相连，燃气压力传感器的输出端与可编程控制器相连；可编程控制器与空气压力调节装置、空气压力传感器的输入端依次相连，空气压力传感器的输出端与可编程控制器相连；燃气压力传感器和空气压力传感器分别设置在燃气喷嘴和空气喷嘴中，分别对燃气压力和空气压力进行检测，然后将检测到的数值输入可编程控制器中，可编程控制器根据检测到的燃气压力和空气压力的数值，分别通过燃气压力调节装置和空气压力调节装置对燃气压力和空气压力进行调节，使其达到最佳配比。又如中国专利200920057020.7号公开的一种脉冲分组控制燃烧宽体陶瓷辊道窑，包括窑体、辊棒和燃烧系统，其中燃烧系统包括多个高速烧嘴、燃气总管、空气总管和脉冲分组控制器，高速烧嘴设于窑体的窑壁上，各个高速烧嘴的进口端分别与燃气总管和空气总管通过阀门连接，各个阀门与脉冲分组控制器电气连接。该辊道窑采用脉冲分组控制燃烧，大大加强了窑体内热气体的对流，减小窑体内温差，保证了窑体内温度的均匀性和稳定性:同时辊道窑的窑顶采用弧形拱顶结构，扩大窑体内拱顶部位的燃烧空间，增加窑体横向截面中间部位的热力，同时有利于截面中部获得更多的热辐射传导，克服了平窑顶存在的截面热气流死角，可大大改善窑体横向截面的温度均匀性。然而，上述二件专利所公开的技术都存在如下的缺点或不足：(1)、采用压力传感器和可编程控制器，通过控制燃气与空气的气压达到控制窑内温度均匀，其控制效果较差，压力与温度之间转换的效果不明显，且反应速度较慢。因此，不能及时有效地控制窑内的温度变化；(2)、采用脉冲分组控制燃气、空气总管阀门的技术方案，使得管路布置构造复杂，稳定性较差；(3)、二件专利均具有机构复杂，控制系统成本较高的问题；(4)、另外，二件专利都不能达到即时调控窑内温度问题。再如中国专利201320216754.1号公开的一种陶瓷窑炉上可分段调节热气含氧量的节能装置，陶瓷窑炉为高温烧成区窑炉，包括一条向窑炉内引入助燃风的进风总管，炉内温度不同的各段窑炉内，分别设有各自独立且均与进风总管平行的进风分管，每段进风分管与进风总管之间，均间隔连有可自动调节进风量大小的自动阀，以及可手动调节进风量大小的手动阀。上述结构由于设置了进风分管及自动阀、手动阀，可自动或手动调节各段窑炉的助燃风大小，也即灵活调节了各段窑炉的热气含氧量，使热气排出炉外时不致因含氧量过高而带走部分煤气，从而实现良好的节能效果。然而，该陶瓷窑炉上可分段调节热气含氧量的节能装置存在如下的缺点或不足：(1)、仅可自动调节助燃空气量大小，不能同时调节燃气量大小，从而不能使燃气和空气达到最佳空燃比；(2)、通过监测空气含氧量来自动调节助燃空气量大小，在助燃空气温度降低时不能对系统进行自动调节；(3)、助燃空气量的调节与燃气量的调节不能保持同步或者随动，可能导致冷风吹入窑内，影响燃烧效率甚至影响陶瓷产品的质量。因此，提供一种结构简单，工作稳定可靠，又能及时控制陶瓷窑内温度的燃气与空气联动控制系统成为业内急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简单，工作稳定可靠，又能及时控制陶瓷窑内温度的分段式陶瓷窑燃气与空气联动控制系统。根据本专利技术的方案，提供一种分段式陶瓷窑燃气与空气联动控制系统，其包括：窑体，其设有若干空气入口及若干燃气入口；空气总管；以及燃气总管。该分段式陶瓷窑燃气与空气联动控制系统还包括：第一热电偶，其设置于空气总管内；以及沿窑体的纵向方向依次布置的至少三个控制分区。每个控制分区包括：空气支管；设置于空气支管与空气总管之间的连接管线上的空气电动阀以及空气流量计；连接于空气支管与空气入口之间的至少三个空气输入管；燃气支管；设置于燃气支管与燃气总管之间的连接管线上的燃气电动阀以及燃气流量计；连接于燃气支管与燃气入口之间的至少三个燃气输入管；第二热电偶，其设置于窑体上以获得每个控制分区所对应的窑体内的分区温度数据。其中，至少三个控制分区根据第二热电偶获得的窑体内的分区温度数据控制每个控制分区内的燃气电动阀的开度，燃气流量计将获得的燃气质量流量数据传送给控制中心，控制中心根据燃气质量流量数据及第一热电偶获得的空气总管内的空气温度数据来耦合控制每个控制分区内的空气电动阀的开度，使得每个控制分区内的空气流量计获得的空气质量流量数据与燃气流量计获得的燃气质量流量数据达到系统预设的最佳空燃比。其中，所谓耦合控制是指：当分区温度数据和空气温度数据其中之一发生变化时，控制中心通过渐进改变每个控制分区内的空气电动阀的开度和燃气电动阀的开度，使得每个控制分区内的空气流量计获得的空气质量流量数据与燃气流量计获得的燃气质量流量数据逐步接近系统预设的最佳空燃比。可选择地，当第一热电偶获得的空气总管内的空气温度数据表明空气温度降低时，控制中心对应控制空气电动阀的开度减小；当第一热电偶获得的空气总管内的空气温度数据表明空气温度升高时，控制中心对应控制空气电动阀的开度增大；当每个控制分区对应设置的第二热电偶获得的窑体内的温度数据表明窑内温度降低时，控制中心控制该控制分区内的燃气电动阀的开度减小；当每个控制分区对应设置的第二热电偶获得的窑体内的温度数据表明窑内温度升高时，控制中心控制该控制分区内的燃气电动阀的开度增大。根据本专利技术的一种替代方案，提供一种分段式陶瓷窑燃气与空气联动控制系统，包括：窑体，其设有若干空气入口及若干燃气入口；空气总管；以及燃气总管。该系统还包括：第一热电偶，其设置于空气总管内；以及至少三个控制分区。每个控制分区包括：空气支管；设置于空气支管与空气总管之间的连接管线上的空气电动阀以及空气流量计；连接于空气支本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分段式陶瓷窑燃气与空气联动控制系统，包括：窑体，其设有若干空气入口及若干燃气入口；空气总管；以及燃气总管；其特征在于，所述分段式陶瓷窑燃气与空气联动控制系统还包括：第一热电偶，其设置于所述空气总管内；以及沿所述窑体的纵向方向依次布置的至少三个控制分区，每个控制分区包括：空气支管；设置于所述空气支管与所述空气总管之间的连接管线上的空气电动阀以及空气流量计；连接于所述空气支管与所述空气入口之间的至少三个空气输入管；燃气支管；设置于所述燃气支管与所述燃气总管之间的连接管线上的燃气电动阀以及燃气流量计；连接于所述燃气支管与所述燃气入口之间的至少三个燃气输入管；第二热电偶，其设置于所述窑体上以获得每个所述控制分区所对应的窑体内的分区温度数据；其中，所述至少三个控制分区根据所述第二热电偶获得的窑体内的分区温度数据控制每个控制分区内的所述燃气电动阀的开度，所述燃气流量计将获得的燃气流量数据传送给控制中心，所述控制中心根据燃气流量数据及所述第一热电偶获得的所述空气总管内的空气温度数据来耦合控制每个控制分区内的所述空气电动阀的开度，使得每个控制分区内的所述空气流量计获得的空气质量流量数据与所述燃气流量计获得的燃气质量流量数据达到系统预设的最佳空燃比。...

【技术特征摘要】
1.一种分段式陶瓷窑燃气与空气联动控制系统，包括：窑体，其设有若干空气入口及若干燃气入口；空气总管；以及燃气总管；其特征在于，所述分段式陶瓷窑燃气与空气联动控制系统还包括：第一热电偶，其设置于所述空气总管内；以及沿所述窑体的纵向方向依次布置的至少三个控制分区，每个控制分区包括：空气支管；设置于所述空气支管与所述空气总管之间的连接管线上的空气电动阀以及空气流量计；连接于所述空气支管与所述空气入口之间的至少三个空气输入管；燃气支管；设置于所述燃气支管与所述燃气总管之间的连接管线上的燃气电动阀以及燃气流量计；连接于所述燃气支管与所述燃气入口之间的至少三个燃气输入管；第二热电偶，其设置于所述窑体上以获得每个所述控制分区所对应的窑体内的分区温度数据；其中，所述至少三个控制分区根据所述第二热电偶获得的窑体内的分区温度数据控制每个控制分区内的所述燃气电动阀的开度，所述燃气流量计将获得的燃气质量流量数据传送给控制中心，所述控制中心根据燃气质量流量数据及所述第一热电偶获得的所述空气总管内的空气温度数据来耦合控制每个控制分区内的所述空气电动阀的开度，使得每个控制分区内的所述空气流量计获得的空气质量流量数据与所述燃气流量计获得的燃气质量流量数据达到系统预设的最佳空燃比。2.如权利要求1所述的分段式陶瓷窑燃气与空气联动控制系统，其特征在于，当所述分区温度数据和所述空气温度数据其中之一发生变化时，所述控制中心通过渐进改变每个控制分区内的所述空气电动阀的开度和所述燃气电动阀的开度，使得每个控制分区内的所述空气流量计获得的空气质量流量数据与所述燃气流量计获得的燃气质量流量数据逐步接近系统预设的最佳空燃比。3.如权利要求2所述的分段式陶瓷窑燃气与空气联动控制系统，其特征在于，当所述第一热电偶获得的所述空气总管内的空气温度数据表明空气温度降低时，所述控制中心对应控制所述空气电动阀的开...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘效洲，卢坚伟，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44