專利名稱：應用于陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃燒氣體和助燃空氣兩者的比例控制系統(tǒng)，特別是指一種應用于陶瓷窯爐余熱間接加熱的高溫助燃空氣與天然氣的線性比例控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在陶瓷窯爐生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會燃燒并產(chǎn)生高溫余熱，利用這高溫余熱對助燃氣體加熱然后再參與燃燒將極大地提高燃燒效率，這種方法在現(xiàn)今的企業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)較為普及。我們知道，天然氣和空氣具有一定的燃燒比例，當兩者比例偏小或偏大時都會影響燃燒效率，使天然氣得不到充分燃燒。在大規(guī)模的窯爐燒制過程中，沒有充分燃燒的天然氣將會造成極大的浪費，而且還會造成一定的空氣污染。目前較先進的控制系統(tǒng)為粗略的空燃比例控制，即對每組助燃空氣的控制選用自動蝶閥控制其流量完成和天然氣的配比，而自動蝶閥的開度與流量特性不成線性，導致控制過程不穩(wěn)定，控制精度差，進而影響天然氣的燃燒效率。另外，助燃空氣加熱后并沒有進一步采取恒溫控制，利用陶瓷窯爐余熱間接加熱空氣至350度-450度范圍內(nèi)(由于余熱受天氣和產(chǎn)量的變化而變化)，加熱后的助燃空氣在恒壓不恒溫的情況下，助燃空氣的流量會隨著溫度的變化而變化，從而導致比例控制的失效，造成燃燒過程不穩(wěn)定，能源浪費大的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了比例控制系統(tǒng)，其目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的無法準確控制燃燒比例，燃燒效率較低的缺陷。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
應用于陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統(tǒng)，包括控制單元、熱空氣管道、 冷空氣管道以及出口均與陶瓷窯爐的燃燒室連接的混合空氣管道和天然氣管道，所述冷空氣管道和熱空氣管道的出口端均與混合空氣管道連接，且冷空氣管道上設有電動閥；混合空氣管道上設有加壓風機以及測溫裝置；所述燃燒室上設有測溫元件，所述電動閥、加壓風機、測溫裝置以及測溫元件均與控制單元連接，所述天然氣管道和混合空氣管道之間通過調(diào)壓閥相互連接。作為本發(fā)明的改進，所述天然氣管道和混合空氣管道的口徑比例為1:8。作為本發(fā)明的進一步改進，所述控制單元具有一個變頻器，該變頻器與加壓風機連接。作為本發(fā)明的更進一步改進，所述控制單元為可編程控制器。作為本發(fā)明的改進，所述測溫裝置為鉬電阻；所述測溫元件為熱電偶。作為本發(fā)明的進一步改進，所述調(diào)壓閥為零壓閥。由上述對本發(fā)明的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于
1、本發(fā)明不僅有效地利用了窯爐余熱，而且它能確保天然氣的流量隨著助燃空氣的流量線性變化，從而實現(xiàn)了天然氣的高效燃燒，進而大為節(jié)省生產(chǎn)成本，具有顯著的經(jīng)濟效
■、Λ
frff. ο2、通過控制電動閥的開啟度，便可調(diào)節(jié)混合后的助燃空氣的溫度，并使助燃空氣始終處于某一恒定溫度，此時，助燃空氣的流量只跟壓力變化有關(guān)，這便于實現(xiàn)空燃比例的精準混合控制。3、助燃空氣流量通過變頻加壓風機轉(zhuǎn)速控制，其風機轉(zhuǎn)速-流量特性為線性特性 (蝶閥開度-流量特性為拋物線特性)，確保過程控制的穩(wěn)定性和靈敏性。由于助燃空氣的流量是通過加壓風機的壓力大小來調(diào)節(jié)的，而調(diào)壓閥能確保助燃空氣管道和天然氣管道內(nèi)的壓力比保持不變，因此當加壓風機的壓力變化時，天然氣管道內(nèi)的天然氣壓力會隨著助燃空氣管道內(nèi)的助燃空氣壓力同時變化，即兩者的流量會按照壓力比同時發(fā)生變化，這樣便可實現(xiàn)空燃比例的實時線性控制。


圖1為本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面參照

本發(fā)明的具體實施方式
。應用于陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統(tǒng)，包括陶瓷窯爐1、可編程控制器2即PLC、天然氣管道3、熱空氣管道4、冷空氣管道5以及混合空氣管道6。天然氣管道3和混合空氣管道6的口徑比例通常為1:8 ；陶瓷窯爐1具有燃燒室13，天然氣管道3 和混合空氣管道6均通入燃燒室13內(nèi)，燃燒室13上安裝有熱電偶14 (當然熱電偶14也可由其它溫度測量裝置替代)。冷空氣管道5和熱空氣管道4的出口端均與混合空氣管道6連接，且冷空氣管道5上設有電動閥51，可方便控制冷空氣的流量；混合空氣管道6上設有加壓風機61以及鉬電阻62 (通常為ptlOO，當然鉬電阻62也可由其它溫度測量裝置替代)， 電動閥51、加壓風機61、熱電偶14以及鉬電阻62均與可編程控制器2連接，天然氣管道3 和混合空氣管道6之間通過調(diào)壓閥7相互連接，調(diào)壓閥7較為常見，它可根據(jù)需要設定天然氣管道3和混合空氣管道6內(nèi)的壓力比例，在此不再贅述。可編程控制器2具有一個變頻器21，該變頻器21能實時調(diào)節(jié)加壓風機61的壓力。工作時，先將調(diào)壓閥7調(diào)節(jié)至適當比例，常溫空氣從陶瓷窯爐1上部的進氣口 11 進入，利用陶瓷窯爐1的余熱可將常溫空氣加熱至350度左右并形成高溫空氣，然后通過可編程控制器2將電動閥51適度開啟，此時常溫空氣與高溫空氣在混合空氣管道6內(nèi)混合形成助燃空氣，當鉬電阻62檢測到的溫度大于300度時，便通過可編程控制器2將電動閥51 開啟度逐漸變大，這時冷空氣流量增大，助燃空氣的溫度逐漸降低，直至保持300度。陶瓷窯爐1的燃燒室13燃燒時，通常需要1400多度的高溫，當熱電偶61感應到燃燒室13內(nèi)的溫度較低時，便只需通過可編程控制器2將加壓風機61的壓力(流量)增大，此時通過調(diào)壓閥7連接的天然氣管道3內(nèi)的壓力(流量)也同步變大，即助燃空氣和天然氣的流量按某一比例同時變大，直至燃燒室13的溫度達到預定值；當熱電偶61監(jiān)測到燃燒室13的溫度較高時，只需將加壓風機61的壓力降低，此時天然氣管道3內(nèi)的壓力也同步減小，即助燃空氣和天然氣的流量按比例同時變小，直至燃燒室13的溫度達到預定值。
上述僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的設計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。
權(quán)利要求
1.應用于陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統(tǒng)，其特征在于包括控制單元、熱空氣管道、冷空氣管道以及出口均與陶瓷窯爐的燃燒室連接的混合空氣管道和天然氣管道，所述冷空氣管道和熱空氣管道的出口端均與混合空氣管道連接，且冷空氣管道上設有電動閥；混合空氣管道上設有加壓風機以及測溫裝置；所述燃燒室上設有測溫元件， 所述電動閥、加壓風機、測溫裝置以及測溫元件均與控制單元連接，所述天然氣管道和混合空氣管道之間通過調(diào)壓閥相互連接。
2.如權(quán)利要求1所述的線性比例控制系統(tǒng)，其特征在于所述天然氣管道和混合空氣管道的口徑比例為1:8。
3.如權(quán)利要求1所述的線性比例控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元具有一個變頻器，該變頻器與加壓風機連接。
4.如權(quán)利要求3所述的線性比例控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元為可編程控制ο
5.如權(quán)利要求1所述的線性比例控制系統(tǒng)，其特征在于所述測溫裝置為鉬電阻；所述測溫元件為熱電偶。
6.如權(quán)利要求1所述的線性比例控制系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)壓閥為零壓閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應用于陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統(tǒng)，它包括控制單元、熱空氣管道、冷空氣管道以及出口均與陶瓷窯爐的燃燒室連接的混合空氣管道和天然氣管道，所述冷空氣管道和熱空氣管道的出口端均與混合空氣管道連接，且冷空氣管道上設有電動閥；混合空氣管道上設有加壓風機以及測溫裝置；所述燃燒室上設有測溫元件，所述電動閥、加壓風機、測溫裝置以及測溫元件均與控制單元連接，所述天然氣管道和混合空氣管道之間通過調(diào)壓閥相互連接。本發(fā)明能確保天然氣的流量隨著助燃空氣的流量按線性比例變化，從而實現(xiàn)了天然氣的高效燃燒，大為節(jié)省生產(chǎn)成本，具有顯著的經(jīng)濟效益。
文檔編號F23N1/02GK102418937SQ20111033911
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者程振中 申請人:德化縣蘭星自動化工程有限公司