一种空燃比可调的蓄热式单烧嘴熔铝炉燃烧控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种空燃比可调的蓄热式单烧嘴熔铝炉燃烧控制系统，该系统的测量炉温热电偶设置在蓄热式单烧嘴熔铝炉的中部侧壁上，并与炉温控制单元、燃气流量控制单元和蓄热式单烧嘴熔铝炉依次信号连接；炉温控制单元和空燃比控制单元分别与空气流量控制单元和蓄热式单烧嘴熔铝炉信号连接；助燃空气温度热电偶设置在空气供给管道上并与空气流量控制单元信号连接；测量燃气温度热电偶设置在燃气供给管道上并与燃气流量控制单元信号连接；测量炉温热电偶、助燃空气温度热电偶和测量燃气温度热电偶与空燃比控制单元连接。该系统可实现空燃比自动可调，使系统能更好地适应不同燃烧阶段熔铝炉燃烧特性的变化，达到节能降耗及提高熔铝品质的目的。

A combustion control system of single burner aluminum melting furnace with adjustable air fuel ratio

【技术实现步骤摘要】
一种空燃比可调的蓄热式单烧嘴熔铝炉燃烧控制系统
本技术涉及燃烧控制
，更具体地说，涉及一种空燃比可调的蓄热式单烧嘴熔铝炉燃烧控制系统。
技术介绍
铝合金熔炼铸造是铝加工业主要的能耗工序，其能耗占铝材生产过程能耗的60％左右；如何通过改进现有生产工艺和设备实现节能减排，对铝加工工业实现绿色低碳经济具有重要意义。目前熔铝炉常见的节能措施有：1)工艺改进，如缩短并优化熔铸工艺流程。2)采用蓄热式烧嘴等较先进的燃烧器，实现余热资源回收，降低排烟温度。3)选用高标准的耐火材料，增大热交换面积，减少熔铝炉墙体的散热损失。4)加装换热器或增设烟气余热梯级利用系统实现余热回收。5)采用燃料空气比例自动调节等较先进的方式控制熔铝炉的过剩空气比例，以减少因空气量过多引起的排烟热损失及因空气量过少引起的燃料不完全燃烧热损失。在上述节能措施中，燃料空气比例自动调节技术直接关系到熔铝炉的热效率，也代表了一个铝加工企业自动化水平的高低。目前在铝型材挤压成型制品行业的熔炼设备中，传统的燃烧控制系统常采用压力平衡(均压)方式，其缺点如下：1)由于只控制压力，它与燃烧器存在不匹配的可能。2)燃烧器空气与燃气流量比的可调范围有限。3)调节时控制精度较低，重复性不佳。4)使用预热空气时，无法进行温度校正(即无法调节空气与燃气流量比)。5)一旦熔铝炉燃烧特性发生变化，即无法实现精确控制。由此可见，传统的定空燃比控制方式无法在燃烧的全过程中保证较高的热效率。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种空燃比可调的蓄热式单烧嘴熔铝炉燃烧控制系统，该控制系统可实现空燃比自动可调，使系统能更好地适应不同燃烧阶段熔铝炉燃烧特性的变化，达到节能降耗及提高熔铝品质的目的。为了达到上述目的，本技术通过下述技术方案予以实现：一种空燃比可调的蓄热式单烧嘴熔铝炉燃烧控制系统，其特征在于：包括蓄热式单烧嘴熔铝炉、助燃风机、燃气供给装置、换热器、空气供给管道、燃气供给管道、助燃空气流量调节阀、助燃空气流量计、燃气流量调节阀、燃气流量计、控制机构和检测机构；所述助燃风机通过空气供给管道与蓄热式单烧嘴熔铝炉连接，助燃空气流量计、换热器和助燃空气流量调节阀依次设置在空气供给管道上；所述燃气供给装置通过燃气供给管道与蓄热式单烧嘴熔铝炉连接，燃气流量计和燃气流量调节阀依次设置在燃气供给管道上；所述控制机构与助燃风机、燃气供给装置、助燃空气流量计和燃气流量计连接；所述控制机构还包括炉温控制单元、燃气流量控制单元、空气流量控制单元和空燃比控制单元；所述检测机构包括用于测量蓄热式单烧嘴熔铝炉的炉膛温度的测量炉温热电偶、用于测量助燃风温度的助燃空气温度热电偶、以及用于测量燃气温度的测量燃气温度热电偶；所述测量炉温热电偶设置在蓄热式单烧嘴熔铝炉的中部侧壁上，并与炉温控制单元、燃气流量控制单元、燃气流量调节阀和蓄热式单烧嘴熔铝炉依次信号连接；所述炉温控制单元和空燃比控制单元分别依次与空气流量控制单元、助燃空气流量调节阀和蓄热式单烧嘴熔铝炉信号连接；所述助燃空气温度热电偶设置在空气供给管道上并与空气流量控制单元信号连接；所述测量燃气温度热电偶设置在燃气供给管道上并与燃气流量控制单元信号连接；所述测量炉温热电偶、助燃空气温度热电偶和测量燃气温度热电偶还分别与空燃比控制单元连接，实现自动调节蓄热式单烧嘴熔铝炉的空燃比。在上述方案中，本技术的测量炉温热电偶、助燃空气温度热电偶和测量燃气温度热电偶还分别与空燃比控制单元连接，则炉膛温度、助燃风温度和燃气温度可作为空燃比控制单元的输入量，以得到实时的空燃比，该空燃比作为空气流量控制单元的输入量之一以控制调节助燃空气流量调节阀中助燃空气进入蓄热式单烧嘴熔铝炉的输出量，从而使系统能更好地适应不同燃烧阶段熔铝炉燃烧特性的变化，达到节能降耗及提高熔铝品质的目的。本技术还包括用于测量蓄热式单烧嘴熔铝炉排烟温度的排烟温度热电偶；所述排烟温度热电偶设置在蓄热式单烧嘴熔铝炉的顶部排烟处，并与空燃比控制单元信号连接。本技术还包括助燃空气压力表；所述助燃空气压力表均设置在空气供给管道上。本技术还包括与控制机构连接的助燃空气流量调节阀前压力测量传感器和助燃空气流量调节阀后压力测量传感器；所述助燃空气流量调节阀前压力测量传感器和助燃空气流量调节阀后压力测量传感器均设置在空气供给管道上，并分别与助燃空气流量调节阀的输入端和输出端连接。本技术还包括与控制机构连接的燃气流量调节阀前压力测量传感器和燃气流量调节阀后压力测量传感器；所述燃气流量调节阀前压力测量传感器和燃气流量调节阀后压力测量传感器均设置在燃气供给管道上，并分别与燃气流量调节阀的输入端和输出端连接。本技术还包括设置在燃气供给管道上的燃气压力表、燃气电磁阀、燃气安全切断阀、燃气放散电磁阀、燃气检漏电磁阀和燃气调压阀；所述燃气电磁阀、燃气安全切断阀、燃气放散电磁阀、燃气检漏电磁阀和燃气调压阀均与控制机构连接。本技术还包括触摸屏；所述控制机构为可编程控制器PLC，控制机构与触摸屏连接。与现有技术相比，本技术具有如下优点与有益效果：本技术蓄热式单烧嘴熔铝炉燃烧控制系统可实现空燃比自动可调，使系统能更好地适应不同燃烧阶段熔铝炉燃烧特性的变化，达到节能降耗及提高熔铝品质的目的。附图说明图1是本技术空燃比可调的蓄热式单烧嘴燃烧控制系统构成示意图；图2是本技术空燃比可调的蓄热式单烧嘴燃烧控制系统的控制原理示意图；图3是本技术控制系统中控制机构输入、输出信号构成示意图；其中，1为蓄热式单烧嘴熔铝炉、2为助燃风机、3为换热器、4为空气供给管道、5为燃气供给管道、6为助燃空气流量调节阀、7为助燃空气流量计、8为燃气流量调节阀、9为燃气流量计、10为可编程控制器PLC、11为测量炉温热电偶、12为助燃空气温度热电偶、13为测量燃气温度热电偶、14为助燃空气压力表、15为助燃空气流量调节阀前压力测量传感器、16为助燃空气流量调节阀后压力测量传感器、17为燃气流量调节阀前压力测量传感器、18为燃气流量调节阀后压力测量传感器、19为燃气压力表、20为燃气电磁阀、21为燃气安全切断阀、22为燃气放散电磁阀、23为燃气检漏电磁阀、24为触摸屏、25为燃气调压阀。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细的描述。实施例本技术以西门子S7-200PLC及扩展I/O、模拟量模块为核心作为控制机构对下面进行说明。如图1和图2所示，本技术空燃比可调的蓄热式单烧嘴熔铝炉燃烧控制系统包括作为燃烧对象的蓄热式单烧嘴熔铝炉1、助燃风机2、燃气供给装置、换热器3、空气供给管道4、燃气供给管道5、助燃空气流量调节阀6、助燃空气流量计7、燃气流量调节阀8、燃气流量计9、可编程控制器PL本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空燃比可调的蓄热式单烧嘴熔铝炉燃烧控制系统，其特征在于：包括蓄热式单烧嘴熔铝炉、助燃风机、燃气供给装置、换热器、空气供给管道、燃气供给管道、助燃空气流量调节阀、助燃空气流量计、燃气流量调节阀、燃气流量计、控制机构和检测机构；所述助燃风机通过空气供给管道与蓄热式单烧嘴熔铝炉连接，助燃空气流量计、换热器和助燃空气流量调节阀依次设置在空气供给管道上；所述燃气供给装置通过燃气供给管道与蓄热式单烧嘴熔铝炉连接，燃气流量计和燃气流量调节阀依次设置在燃气供给管道上；所述控制机构与助燃风机、燃气供给装置、助燃空气流量计和燃气流量计连接；/n所述控制机构还包括炉温控制单元、燃气流量控制单元、空气流量控制单元和空燃比控制单元；所述检测机构包括用于测量蓄热式单烧嘴熔铝炉的炉膛温度的测量炉温热电偶、用于测量助燃风温度的助燃空气温度热电偶、以及用于测量燃气温度的测量燃气温度热电偶；/n所述测量炉温热电偶设置在蓄热式单烧嘴熔铝炉的中部侧壁上，并与炉温控制单元、燃气流量控制单元、燃气流量调节阀和蓄热式单烧嘴熔铝炉依次信号连接；所述炉温控制单元和空燃比控制单元分别依次与空气流量控制单元、助燃空气流量调节阀和蓄热式单烧嘴熔铝炉信号连接；所述助燃空气温度热电偶设置在空气供给管道上并与空气流量控制单元信号连接；所述测量燃气温度热电偶设置在燃气供给管道上并与燃气流量控制单元信号连接；所述测量炉温热电偶、助燃空气温度热电偶和测量燃气温度热电偶还分别与空燃比控制单元连接，实现自动调节蓄热式单烧嘴熔铝炉的空燃比。/n...

【技术特征摘要】
1.一种空燃比可调的蓄热式单烧嘴熔铝炉燃烧控制系统，其特征在于：包括蓄热式单烧嘴熔铝炉、助燃风机、燃气供给装置、换热器、空气供给管道、燃气供给管道、助燃空气流量调节阀、助燃空气流量计、燃气流量调节阀、燃气流量计、控制机构和检测机构；所述助燃风机通过空气供给管道与蓄热式单烧嘴熔铝炉连接，助燃空气流量计、换热器和助燃空气流量调节阀依次设置在空气供给管道上；所述燃气供给装置通过燃气供给管道与蓄热式单烧嘴熔铝炉连接，燃气流量计和燃气流量调节阀依次设置在燃气供给管道上；所述控制机构与助燃风机、燃气供给装置、助燃空气流量计和燃气流量计连接；
所述控制机构还包括炉温控制单元、燃气流量控制单元、空气流量控制单元和空燃比控制单元；所述检测机构包括用于测量蓄热式单烧嘴熔铝炉的炉膛温度的测量炉温热电偶、用于测量助燃风温度的助燃空气温度热电偶、以及用于测量燃气温度的测量燃气温度热电偶；
所述测量炉温热电偶设置在蓄热式单烧嘴熔铝炉的中部侧壁上，并与炉温控制单元、燃气流量控制单元、燃气流量调节阀和蓄热式单烧嘴熔铝炉依次信号连接；所述炉温控制单元和空燃比控制单元分别依次与空气流量控制单元、助燃空气流量调节阀和蓄热式单烧嘴熔铝炉信号连接；所述助燃空气温度热电偶设置在空气供给管道上并与空气流量控制单元信号连接；所述测量燃气温度热电偶设置在燃气供给管道上并与燃气流量控制单元信号连接；所述测量炉温热电偶、助燃空气温度热电偶和测量燃气温度热电偶还分别与空燃比控制单元连接，实现自动调节蓄热式单烧嘴熔铝炉的空燃比。


2.根据权利要求1所述的空燃比可调的蓄热式单烧嘴熔铝炉燃烧控制系统，其特征在于：还包括用于测量蓄热式单烧嘴...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭连元，李翼，唐光麒，王永机，田翔，田鹏，
申请(专利权)人：佛山市通润热能科技有限公司，佛山市百步梯医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44