智能动态燃烧气氛控制仪制造技术

本实用新型专利技术提供了一种智能动态燃烧气氛控制仪，它包括可燃物含量检测仪、残氧量分析仪、烟气温度检测仪、PLC及触摸屏，所述PLC的输入端连接可燃物含量检测仪、残氧量分析仪、烟气温度检测仪，PLC的输出端连接空气流量调节阀；实时采集到的烟气中的可燃物含量、残氧量和烟气温度信号送入PLC，由PLC根据设定参数进行计算、比较、分析，提示燃烧气氛状况，并控制空气流量调节阀实施自动调节空燃比，精确控制燃烧气氛；通过触摸屏设定燃烧种类、控制模式、控制参数和报警参数。优点是：通过对加热炉、锅炉等燃烧设备中烟气成分的可燃物含量、残氧量和烟气温度的测量、分析，智能调节助燃空气的流量，实时地自动调节空燃比，精确控制燃烧气氛。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种智能动态燃烧气氛控制仪，应用于各类燃烧炉。
技术介绍
节能与环保是相互关联的两个不同视角，能耗大一般污染也重，在燃化石燃料的加热炉上，节能与环保指标很大程度上与燃烧是否充分有直接关系，尤其是ー些钢铁厂的大型加热炉，所用燃料的热值、压カ波动较大，而常用的控制系统通常将燃料热值作为ー个给定值，而不是实际测出的值，即使有些系统采用了在线的热值仪，也由于所测參数的滞后和測量精度太低，所得到的热值数据也无法较精确的用于控制，对于钢铁厂的加热炉而言，炉内燃烧气氛的控制非但影响到节能和环保，对产品质量和成材率的影响所造成的经济损失可能更大。目前燃化石燃料的燃烧系统空燃比的控制采用如图I所示的前置式空燃比控制模式。I.按燃料理论空燃比给定值控制。在线检测各控制段的空气、煤气的瞬时流量，当煤气量发生变化吋，空气量按以下公式的计算值随动，热值变化时误差较大。Q空气=a XQ煤气XK理论空燃比(通常α取I. 00 I. 05)。其中，Qs^表示空气的流量，α表示空气过剩系数,Qfiw表示煤气的流量,Kaifesst比表示理论空燃比。2.采用热值仪在线检测给定值控制在线检测煤气热值，并实时计算空燃比K瞬吋，同时检测各控制段的空气、煤气的瞬时流量，当煤气量发生变化吋，空气量按以下公式的计算值随动，消除因热值变化所帯来的误差。Q空气=a XQ煤气XK瞬时(通常α取I. 00 I. 05)。其中，K瞬时表示瞬时空燃比。上述模式可以称为ー种前置式控制模式，是ー种很粗放的控制方式，主要是因为燃料热值的给定不是实际的值，即使是装有在线燃料热值检测仪，其测量值的精度和实时性也不够精确，加上流量计的误差和控制软件的响应误差，最終的空燃比控制精度非常粗放。有些要求较高的燃烧控制系统在烟气管道上设有在线烟气分析仪，检测烟气中的残氧量和一氧化碳含量，但一般都只是检测、显示一下数值而已，都不參与实时空燃比自动控制，因此仍属前置式控制模式。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供ー种智能动态燃烧气氛控制仪，通过对加热炉、锅炉等燃烧设备中烟气成份的在线实时综合检测与分析，智能动态地调节空燃比，克服因燃料的热值、压カ波动干扰，从而实现实时地自动调节空燃比，精确控制燃烧气氛。按照本技术提供的技术方案，所述智能动态燃烧气氛控制仪包括设置于燃烧炉现场的可燃物含量检测仪、残氧量分析仪、烟气温度检测仪、PLC及触摸屏，所述PLC的输入端连接可燃物含量检测仪、残氧量分析仪、烟气温度检测仪，PLC的输出端连接空气流量调节阀；实时采集到烟气中的可燃物含量、残氧量和烟气温度信号送入PLC，由PLC根据设定參数进行计算、比较、分析，然后提示燃烧气氛状况，并控制空气流量调节阀实施自动调节空燃比，精确控制燃烧气氛；通过所述触摸屏设定燃烧种类、控制模式、控制參数和报 警參数，PLC根据设定參数进行自动检测和控制；整个燃烧过程的检测參数、设定參数和反馈參数均在触摸屏上予以显示。所述PLC连接现场的主控计算机系统，通过触摸屏调取工作过程和參数的历史记求。本技术的优点是通过对加热炉、锅炉等燃烧设备中烟气成分的可燃物含量、残氧量和烟气温度的測量、分析，智能动态地调节助燃空气的流量，克服因燃料的热值、压力波动干扰，从而实现了实时地自动调节空燃比，精确控制燃烧气氛。该产品是在线、连续、高速控制各种燃烧气氛的理想设备，可广泛应用于冶金、化工、电カ等行业的各种加热炉、锅炉等。附图说明图I是前置式空燃比控制流程示意图。图2是后置式空燃比控制流程示意图。图3是空燃比动态曲线示意图。图4是本技术的系统结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施案例对本技术作进ー步说明。本设备是如图2所示的一种后置式燃烧气氛控制装置，可同时检测烟气温度T、co%、02%，甚至还可增加h2%、ch4%的检测，以适应不同的燃料和燃烧系统。本设备的控制原理參见图3所示，横坐标是空燃比，纵坐标是烟气中CO及O2的含量。以高炉煤气为例，一般情况下，合理的空燃比是要使得空气过剩系数在I. 00 I. 05左右，假设实际空燃比控制在“ A”至“B”之间的范围内，则空燃比在“ L”范围内波动，由于实际烟气中氧气和一氧化碳不可能为零，所以当燃烧系统形式确定后，正常燃烧时烟气中的氧气和一氧化碳都有一个“底值”。实际生产时图3曲线按下述规律变化I.实际空燃比总是在“L”区域内波动，不可能是ー个点。2.当空燃比降低吋，“L”区左移，烟气中一氧化碳值会增加，但氧气不会明显減少。3.当空燃比増加吋，“L”区右移，烟气中氧气量会増加，但ー氧化碳不会明显減少。4.系统控制精度越高，“ L”区越窄。5.燃料热值或压カ波动越大，“L”区越宽。6.当燃烧系统不正常工作时，曲线会同时上移，即“底值”增加。本设备基于上述原理，直接在线测出烟气中的残氧量和一氧化碳含量，快速反馈控制助燃空气量，在将“L”区域跟踪在最佳范围内的同吋，也将“L”区域控制在最小范围内。如图4所示，本技术包括设置于燃烧炉现场的可燃物含量检测仪、残氧量分析仪、烟气温度检测仪、PLC及触摸屏，所述PLC的输入端连接可燃物含量检测仪、残氧量分析仪、烟气温度检测仪，PLC的输出端连接空气流量调节阀；实时采集到的烟气中的可燃物含量、残氧量和烟气温度信号送入PLC，由PLC根据设定參数进行计算、比较、分析，然后提示燃烧气氛状况，并控制空气流量调节阀实施自动调节空燃比，精确控制燃烧气氛；通过所述触摸屏设定燃烧种类、控制模式、控制參数和报警參数，PLC根据设定參数进行自动检测和控制。本智能动态燃烧气氛控制仪采用智能的可燃物含量检测仪、残氧量分析仪、烟气温度检测仪及德国西门子公司的可编程控制器(PLC)、触摸屏(HMI)组成先进、实用、可靠的燃烧气氛自动调节控制仪器。操作人员在HMI上通过人机对话的形式，可以设定燃烧种 类、控制模式、控制和报警參数。系统的整个过程检测參数、控制设定參数和反馈參数均在HMI上显示，同时可随时调阅各种历史记录或根据用户要求打印，声音报警系统又能及时对故障、误操作等进行报警，井向操作者提示处理方法。I、本技术所使用的残氧量分析仪的技术參数如下。传感器型号Z0-4_600。测量范围0 25%02。測量精度:<±2. 0%F. S，转换器:< ± I. 0%F. S。输出信号4 20mADC,负载电阻< 500 Ω ,隔离。被测烟气温度ZO— 4型低于600°C (低温型)；ZO— 5型600°C 800°C (高温型)。响应时间从通标准气起，5秒内达到氧量90%的响应。氧化锆探头加热升温时间(低温型)约20分钟。工作电压220VAC±10%，50Hz。功耗小于150w。环境温度检测器-10 80°C，转换器-5 45°C，相対湿度< 90%RH。2、可燃物含量检测仪的技术參数如下。传感器型号TA3120。仪表类型隔爆型气体变送器。采样方式自然扩散式。检测原理电化学。工作方式固定式连续工作。测量范围0 lOOOppm。测量精度彡±2. 0%F. S。输出信号4 20mADC (三线制)。响应时间:く 30s (达90%稳定值)。工作电压24VDC。功耗<2w。环境温度一20°C本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能动态燃烧气氛控制仪，其特征是：包括设置于燃烧炉现场的可燃物含量检测仪、残氧量分析仪、烟气温度检测仪、PLC及触摸屏，所述PLC的输入端连接可燃物含量检测仪、残氧量分析仪、烟气温度检测仪，PLC的输出端连接空气流量调节阀。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴军方，陆彬，侯峻巍，高建勋，
申请(专利权)人：无锡龙山科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：