一种燃气加热炉空燃比优化控制系统.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CN106352339A(43)申请公布日2017.01.25(21)申请号201610986990.X(22)申请日2016.11.01(71)申请人深圳德尔科机电环保科技有限公司地址518000广东省深圳市宝安区西乡街道劳动社区西乡大道宝源华丰总部经济大厦A座3A05号(72)发明人张江华谭树彬饶润文孙风川易明杰邱菊(74)专利代理机构西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙)61223代理人俞晓明(51)Int.Cl.F23D14/60(2006.01)F23L5/02(2006.01)F23D14/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种燃气加热炉空燃比优化控制系统(57)摘要本发明公开了一种燃气加热炉空燃比优化控制系统，属于工业控制领域。解决加热炉容易造成能源浪费的问题。包括数据输入模块，数据采集模块，残氧量计算模块，变频器频率计算模块；数据输入模块用于系统参数设置及数据校正模块参数设置，数据采集模块用于将接收到的系统参数，数据校正模块参数以及采集数据发送至残氧量计算模块；残氧量计算模块用于根据系统参数，数据校正模块参数和现场采集数据，在确定当前室内温度和燃气管道流量条件下，通过公式(1)和公式(2)，确定烟气中的含氧量和理想空燃比；变频器频率计算模块用于根据烟气中的含氧量和理想空燃比，通过公式(3)，确定燃气管道的阀门开度与鼓风机频率的对应关系。CN106352339ACN106352339A权利要求书1/1页1.一种燃气加热炉空燃比优化控制系统，其特征在于：包括数据输入模块，数据采集模块，残氧量计算模块，变频器频率计算模块，数据校正模块；所述数据输入模块用于系统参数设置及数据校正模块参数设置，并将所述系统参数和所述数据校正模块参数发送至所述数据采集模块；其中，所述数据校正模块参数包括燃气管道的阀门开度、鼓风机频率；所述数据采集模块用于将接收到的所述系统参数，所述数据校正模块参数以及现场采集数据发送至残氧量计算模块；其中，所述现场采集数据包括当前燃烧室内温度、燃气管道流量；所述残氧量计算模块用于根据所述系统参数，所述数据校正模块参数和所述现场采集数据，在确定所述当前室内温度和所述燃气管道流量条件下，通过公式(1)和公式(2)，确定烟气中的含氧量和理想空燃比；所述变频器频率计算模块用于根据所述烟气中的含氧量和所述理想空燃比，通过公式(3)，确定所述燃气管道的阀门开度与所述鼓风机频率的对应关系；公式(1)如下所示：公式(2)如下所示：公式(3)如下所示：其中，QT为理论空气量，QFT为理论烟气容积，QV为鼓风机总送风量，GV为燃气管道流量，Vm为气体摩尔体积，[O2]为烟气含氧量，k为空燃比，f为鼓风机给定频率，fe为鼓风机额定频率，P2为实际出口压力，Sk为燃气管道横截面积，ξk为燃气管道的阀门阻尼系数，Qr为燃气流量，Pe鼓风机额定功率，g为重力加速度。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括数据输出模块；所述数据输出模块用于将所述燃气管道的阀门开度与所述鼓风机频率的对应关系发送至所述数据输入模块。所述数据输入模块用于存储所述燃气管道的阀门开度与所述鼓风机频率的对应关系。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述校正模块用于根据氧化锆测量仪测定的烟气氧含量，确定调节所述燃气管道的阀门开度，并通过多组实验，利用最小二乘法对所述燃气管道的阀门开度与所述鼓风机频率的对应关系进行参数辨识；所述参数辨识通过公式(4)确定：其中，m，n为待辨识的参数。2CN106352339A说明书1/6页一种燃气加热炉空燃比优化控制系统技术领域[0001]本发明属于压缩空气供给与工业过程控制领域，更具体的涉及一种燃气加热炉空燃比优化控制系统。背景技术[0002]加热炉的目标群体广泛，有锅炉、冶炼炉、熔炉、热处理等领域。和热能有关的行业，燃烧系统是必不可少的。中国加热炉技术领域历史发展相对于欧洲等工业发达地区相对较短，有五至六年时间，生命力旺盛，市场处于上升期，生产稳定增长；加之国民和政府对环保的关注，加热炉的设计主要趋向于提高加热炉燃烧效率。燃烧控制过程是一个典型的复杂工业过程，燃烧对象彼此间的特性有很大的差异，但他们的控制目标是一致的：最佳燃烧，在满足动力性的前提条件下，追求最佳经济效益与最低污染量排放。[0003]在实际操作过程中，烟气含氧量决定了燃烧品质。太小的过剩空气系数使得燃料不能够完全燃烧，这样便会浪费燃料，而且炉内的传热也不好，燃烧产物会冒出黑烟，污染空气；反之，如果过剩空气系数太大，由于进入炉膛内的空气量过多，便会从炉内带走大量的热量，致使炉膛温度下降，而且由于烟气中的空气量过多，排走的空气温度较高，浪费能源。[0