富氧及全氧燃烧陶瓷辊道窑混合燃烧控制系统技术方案

本发明专利技术是富氧及全氧燃烧陶瓷辊道窑混合燃烧控制系统，由脉冲燃烧控制子系统和比例燃烧自动控制子系统构成，同时执行一个由上位机（１１）确定的烧成曲线；脉冲燃烧控制子系统由测温传感器（１７）、温度控制器（１２）、功能转换器（１３）、时序控制器（１４）、烧嘴控制器（１５）、氧气电磁阀（７）、燃气电磁阀（８）和脉冲燃烧烧嘴（９）组成；比例燃烧自动控制子系统由气氛压力传感器（１８）、上位机（１１）、燃气控制器（１）、氧气控制器（２）、第一和第二执行器、燃气阀（５）、氧气阀（６）组成。本发明专利技术适于在陶瓷辊道窑中使用，并且在整体上能够更好地提升陶瓷辊道窑的燃烧性能，节能减排，提高产品质量，同时结构简洁，便于操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业窑炉燃烧控制
，特别是涉及一种富氧及全氧燃烧陶瓷辊道窑 混合燃烧控制系统。
技术介绍
工业窑炉的燃烧控制水平直接影响到生产的各项指标，例如产品质量、能源消耗等。 目前国内的陶瓷窑炉一般都采用连续燃烧控制的形式，即通过控制燃料、助燃氧气流量的 大小来使炉内的温度、燃烧气氛达到工艺要求。连续燃烧控制方式受燃料流量的调节和测 量等环节的制约，致使窑炉的控制效果不佳。目前髙档陶瓷制品对窑内温度场的均匀性和 燃烧气氛稳定可控性的要求均较高，特别是对宽断面、大容量的陶瓷窑炉，对炉内温度场 的均匀性要求最高，使用传统的连续燃烧控制无法满足其生产工艺要求。普通烧嘴的调节比一般为1: 4左右，当烧嘴在满负荷工作时，燃气流速、火焰形状、 热效率均可达到最佳状态，但当烧嘴流量接近其最小流量时，热负荷最小，燃气流速大大 降低，火焰形状达不到要求，热效率急剧下降，烧嘴工作在满负荷流量的50%以下时，上 述各项指标距设计要求就有了较大的差距。采用脉冲燃烧控制技术的烧嘴，烧嘴只有两种 工作状态， 一种是满负荷工作，另一种是不工作，只是通过调整两种状态的时间比进行温 度调节，所以采用脉冲燃烧可弥补烧嘴调节比低的缺陷，需要低温控制时仍能保证烧嘴工 作在最佳燃烧状态。在使用高速烧嘴时，燃气喷出速度快，使周围形成负压，将大量窑内 烟气吸入主燃气内，进行充分搅拌混合，延长了烟气在窑内的滞流时间，增加了烟气与制 品的接触时间，从而提高了对流传热效率，另外，窑内烟气与燃气充分搅拌混合，使燃气 温度与窑内烟气温度接近，提高窑内温度场的均匀性，能够很好地解决各种形状的窑内温 度死角问题，减少高温燃气对被加热体的直接热冲击。但脉冲燃烧控制方式也有其不足之 处大、小火间歇作用，在整个温度场内形成强烈搅拌，受强烈的搅拌气流的影响易产生 落脏；在脉冲周期选用不当时易产生温度波动，烧嘴喷射和燃烧速率高，升温快，而不能 满足陶瓷工艺温度的升降应该是渐进的要求，易使产品产生色差，从而影响产品的合格率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对连续燃烧控制和脉冲燃烧控制的特点以及在工业 窑炉燃烧控制中的优缺点，提供一种富氧及全氧燃烧陶瓷辊道窑混合燃烧控制系统，该系 统可以充分发挥所述连续燃烧控制和脉冲燃烧控制的优势，从而在整体上更好的提升陶瓷 辊道窑的燃烧性能，提高其热效应，节省能源，提髙产品质量。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案本专利技术提供的富氧及全氧燃烧陶瓷辊道窑混合燃烧控制系统，由脉冲燃烧控制子系统 和比例燃烧自动控制子系统构成，并且两子系统同时执行一个由上位机确定的烧成曲线。脉冲燃烧控制子系统由测温传感器、温度控制器、功能转换器、时序控制器、烧嘴控制器、 氧气电磁阀、燃气电磁阀和脉冲燃烧烧嘴组成，其中测温传感器、温度控制器、功能转 换器、时序控制器和烧嘴控制器依次以电缆连接，温度控制器还由电缆与烧成曲线的部件 连接；烧嘴控制器还由电缆分别与氧气电磁阀和燃气电磁阀相连。比例燃烧自动控制子系统由气氛压力传感器、上位机、燃气控制器、氧气控制器、第一执行器、第二执行器、燃气阀、氧气阀组成，其中气氛压力传感器以电缆与上位机相连；上位机通过电缆经燃气 控制器、第一执行器连接燃气阀，另一方面又通过电缆经氧气控制器、第二执行器连接氧 气阀。本专利技术提供的富氧及全氧燃烧陶瓷辊道窑混合燃烧控制系统，其在陶瓷辊道窑中使用。本专利技术是一种由连续燃烧控制子系统和脉冲燃烧控制子系统构成的混合式燃烧控制 系统，这种混合燃烧控制系统既能克服连续燃烧方式的不足，同时也能克服脉冲燃烧的不 足。与现有技术相比，本专利技术主要有以下的优点1. 解决了连续燃烧控制方式不足的问题，增加了陶瓷辊道窑的热效应，使陶瓷窑炉 的温度场分布均匀，温度平缓变化，降低能耗和燃烧产物排放量，提高烧成品质量。2. 可发挥脉冲燃烧控制方式的优势，B卩采用脉冲燃烧技术完成窑炉温度控制的粗 调，在脉冲的作用下，大、小火频繁交替，烧嘴喷出的高速热气流使炉内整个温度场在激 烈的搅拌、振荡中实现升温、保温和降温的平衡。3. 能够克服脉冲燃烧控制的不足由于在每个高速脉冲烧嘴处配置了一套单独的比 例燃烧自动控制系统，对窑炉温度进行控制的微调，并且同时执行一个烧成曲线，因此大 大地提高了窑内各区温度的一致性，窑温恒定，从而减少了因脉冲燃烧控制炉内升温过快， 而不能满足陶瓷工艺温度的升降应该是渐进的要求，易使产品产生色差(颜色不一致)， 以及脉冲周期不稳或过于频繁而导致产品出现诸如裂纹、落脏的情况。还有，可提高产品 的合格率，产品烧制效果理想，质量得到提高，产品质量稳定。此外，因其烧嘴喷射和燃烧速率高，能快速升温，且大、小火间歇作用，故使整个温 度场内形成强烈搅拌，有利于温度均匀，能够很好地解决各种形状的窑内温度死角问题， 使得窑内混合气体的燃烧更为充分，减少NOX的生成，从而更节能环保。4. 整个系统结构简洁，工作可靠性高，采用工控机作为控制单元，便于与上位机进 行通讯和数据传送，可提髙整个窑炉控制系统的自动化程度，减轻了操作人员的工作强度， 免除了不必要的人力浪费。5. 本系统不仅从整体上控制燃烧占空比的时间，而且还控制每一个燃烧器的燃料和风量占空比的时间。整个过程智能化控制，可以完成自动点火、火焰监测、加热 /冷却温度自动调节等，从而保证窑内温度的均衡性。总之，本专利技术在整体上能够更好地提升陶瓷辊道窑的燃烧性能，节能减排，提高了产 品质量。同时结构简洁，工作可靠，整个过程智能化控制，便于操作。附图说明图1是本专利技术的富氧及全氧燃烧陶瓷辊道窑混合燃烧控制系统结构图2是本专利技术的富氧及全氧燃烧陶瓷辊道窑混合燃烧控制系统实物连接示意图。图中l.燃气控制器；2.氧气控制器；3.第一执行器；4.第二执行器；5.燃气阀；6.氧气阀；7.氧气电磁阀；8.燃气电磁阀；9.脉冲燃烧烧嘴；IO.比例燃烧烧嘴；ll.上位机；12.温度控制器；13.功能转换器；14.时序控制器；15.烧嘴控制器；16.窑炉；17.测温传感器；18.气氛压力传感器。具体实施例方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术提供的富氧及全氧燃烧陶瓷辊道窑混合燃烧控制系统，其结构如图l所示由 脉冲燃烧控制子系统和比例燃烧自动控制子系统构成，并且两子系统同时执行一个由上位 机ll确定的烧成曲线。所述脉冲燃烧控制子系统由测温传感器17、温度控制器12、功能 转换器13、时序控制器14、烧嘴控制器15、氧气电磁阀7、燃气电磁阀8和脉冲燃烧烧 嘴9组成，其中测温传感器17、温度控制器12、功能转换器13、时序控制器14和烧 嘴控制器15依次以电缆连接，温度控制器12还由电缆与烧成曲线的部件连接；烧嘴控制 器15还由电缆分别与氧气电磁阀7和燃气电磁阀8相连。所述比例燃烧自动控制子系统 由气氛压力传感器18、上位机ll、燃气控制器l、氧气控制器2、第一执行器3、第二执 行器4、燃气阀5和氧气阀6组成，其中气氛压力传感器18以电缆与上位机11相连； 上位机11 一方面通过电缆经燃气控制器1、第一执行器3连接燃气阀5，另一方面又通过 电缆经氧气控制器2、第二执行器4连接氧气阀6。所述的脉冲燃烧控制子系统，其使用脉宽调制技术调节燃气与氧气的混合气的燃烧时 间或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种富氧及全氧燃烧陶瓷辊道窑混合燃烧控制系统，其特征是由脉冲燃烧控制子系统和比例燃烧自动控制子系统构成，同时执行一个由上位机（１１）确定的烧成曲线，　脉冲燃烧控制子系统由测温传感器（１７）、温度控制器（１２）、功能转换器（１３）、时序控制器（１４）、烧嘴控制器（１５）、氧气电磁阀（７）、燃气电磁阀（８）和脉冲燃烧烧嘴（９）组成，其中：测温传感器（１７）、温度控制器（１２）、功能转换器（１３）、时序控制器（１４）和烧嘴控制器（１５）依次以电缆连接，温度控制器（１２）还由电缆与烧成曲线的部件连接；烧嘴控制器（１５）还由电缆分别与氧气电磁阀（７）和燃气电磁阀（８）相连，　比例燃烧自动控制子系统由气氛压力传感器（１８）、上位机（１１）、燃气控制器（１）、氧气控制器（２）、第一执行器（３）、第二执行器（４）、燃气阀（５）、氧气阀（６）组成，其中：气氛压力传感器（１８）以电缆与上位机（１１）相连；上位机（１１）一方面通过电缆经燃气控制器（１）、第一执行器（３）连接燃气阀（５），另一方面又通过电缆经氧气控制器（２）、第二执行器（４）连接氧气阀（６）。

【技术特征摘要】
1.一种富氧及全氧燃烧陶瓷辊道窑混合燃烧控制系统，其特征是由脉冲燃烧控制子系统和比例燃烧自动控制子系统构成，同时执行一个由上位机(11)确定的烧成曲线，脉冲燃烧控制子系统由测温传感器(17)、温度控制器(12)、功能转换器(13)、时序控制器(14)、烧嘴控制器(15)、氧气电磁阀(7)、燃气电磁阀(8)和脉冲燃烧烧嘴(9)组成，其中测温传感器(17)、温度控制器(12)、功能转换器(13)、时序控制器(14)和烧嘴控制器(15)依次以电缆连接，温度控制器(12)还由电缆与烧成曲线的部件连接；烧嘴控制器(15)还由电缆分别与氧气电磁阀(7)和燃气电磁阀(8)相连，比例燃烧自动控制子系统由气氛压力传感器(18)、上位机(11)、燃气控制器(1)、氧气控制器(2)、第一执行器(3)、第二执行器(4)、燃气阀(5)、氧气阀(6)组成，其中气氛压力传感器(18)以电缆与上位机(11)相连；上位机(11)一方面通过电缆经燃气控制器(1)、第一执行器(3)连接燃气阀(5)，另一方面...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖纯，陈静，袁佑新，向馗，徐国成，黄必辉，李佳，程明家，胡红明，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]