一种蓄热式工业加热炉的优化燃烧控制系统及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109307437A(43)申请公布日2019.02.05(21)申请号201811103953.5(22)申请日2018.09.21(71)申请人厦门大学嘉庚学院地址363105福建省漳州市龙海市招商局经济技术开发区厦门大学漳州校区(72)发明人陈文仪(74)专利代理机构福州元创专利商标代理有限公司35100代理人蔡学俊(51)Int.Cl.F27D19/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种蓄热式工业加热炉的优化燃烧控制系统及其方法(57)摘要本发明涉及一种蓄热式工业加热炉的优化燃烧控制系统及其方法。包括煤气加压站、煤气加压站自动控制系统、加热炉、加热炉自动燃烧控制系统，还包括串级调节回路，包括PID温度调节器、煤气流量调节器、空气流量调节器、热值修正模块、残氧修正模块；该系统工作方式为：系统开始工作，PID温度调节器检测加热炉炉膛温度，通过煤气流量调节器、空气流量调节器调节加热炉的煤气流量、空气流量，此时，煤气热值分析仪、残氧分析仪分别检测煤气加压站、加热炉中的煤气热值、残氧量，进而将检测结果分别反馈至热值修正模块、残氧修正模块，进而控制煤气流量调节器、空气流量调节器修正调节加热炉的煤气流量、空气流量，从而达到燃烧效率最优化。CN109307437ACN109307437A权利要求书1/2页1.一种蓄热式工业加热炉的优化燃烧控制系统，其特征在于，包括煤气加压站、用于控制煤气加压站工作状态的煤气加压站自动控制系统、与煤气加压站通过管道连接的加热炉、用于控制加热炉工作状态的加热炉自动燃烧控制系统，所述煤气加压站自动控制系统与所述加热炉自动燃烧控制系统连接，所述煤气加压站自动控制系统包括用于检测煤气加压站中煤气热值的煤气热值分析仪，所述加热炉自动燃烧控制系统包括用于检测加热炉中残氧量的残氧分析仪；还包括串级调节回路，包括用于检测加热炉炉膛温度的PID温度调节器、用于调节加热炉内煤气流量的煤气流量调节器、用于调节加热炉内空气流量的空气流量调节器、设于PID温度调节器与煤气流量调节器之间且由煤气热值分析仪输出信号控制的热值修正模块、设于PID温度调节器与空气流量调节器之间且由残氧分析仪输出信号控制的残氧修正模块；该系统工作方式为：系统开始工作，PID温度调节器检测加热炉炉膛温度，通过煤气流量调节器、空气流量调节器调节加热炉的煤气流量、空气流量，此时，煤气热值分析仪、残氧分析仪分别检测煤气加压站、加热炉中的煤气热值、残氧量，进而将检测结果分别反馈至热值修正模块、残氧修正模块，进而控制煤气流量调节器、空气流量调节器修正调节加热炉的煤气流量、空气流量，从而达到燃烧效率最优化。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述残氧检测仪安装在加热炉的换热器前3m的位置。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述残氧检测仪为直插式氧化锆分析仪。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热值修正模块、残氧修正模块均采用反相比例运算电路。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述空气流量调节器包括空气流量计、空气流量调节阀，所述煤气流量调节器包括煤气流量计、煤气流量调节阀。6.一种基于权利要求1-5任一所述系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、系统开始工作，PID温度调节器检测加热炉炉膛温度，根据工艺条件设定的温度，设置煤气流量设定信号、空气流量设定信号，并通过煤气流量调节器、空气流量调节器调节加热炉的煤气流量、空气流量；步骤S2、煤气热值分析仪、残氧分析仪分别检测煤气加压站、加热炉中的煤气热值、残氧量，并将检测结果分别反馈至热值修正模块、残氧修正模块；步骤S3、热值修正模块接收到的煤气热值高于煤气热值阈值时，降低煤气流量设定信号，相反时则增加煤气流量设定值；同理，残氧修正模块接收到的残氧量高于残氧量阈值时，降低空气流量设定信号，相反时则增加空气流量设定值；步骤S4、空气流量调节器的空气流量计检测进入加热炉的空气流量FA，将空气流量FA与预设的空煤配比系数δ进行除法计算后，与预设系数K1、K3进行乘法运算，分别得到B和C值，计算公式如下：B=(FA/δ)×K3C=(FA/δ)×K1将B值与热值修正模块修正后的煤气流量设定信号相比较取最大值，再与C值进行比较，取最小值作为煤气流量调节器的设定信号，输出控制信号调节煤气流量调节器的煤气流量调节阀的开口度，实现煤气流量的交叉限幅控制；2CN109307437A权利要求书2/2页同理，煤气流量调节器的煤气流量计检测进入加热炉的煤气流量FF，将空气流量FF与预设的空煤配比系数δ进行除法计算后，与预设系数K2、K4进行乘法运算，分别得到D和E值，计算公式如下：D=FF×