本發(fā)明涉及智能蓄熱控制領域，尤其涉及一種蓄熱式輻射管的智能換向控制系統(tǒng)及其方法，以及一種具有該智能換向系統(tǒng)的輻射管智能蓄熱裝置及其方法。

背景技術：

蓄熱式燃燒技術是利用耐火材料作蓄熱載體，交替地被煙氣加熱，再將蓄熱體蓄存的熱量加熱空氣或燃氣，使空氣和燃氣獲得高溫預熱，達到廢熱回收的目的。蓄熱體通常采用特殊的陶瓷材料制造，呈蜂窩體狀，具有很大的換熱面積和良好的傳熱性、耐熱性，熱效率高。由于蓄熱體是周期性地加熱、放熱，為了保證燃燒的連續(xù)性，蓄熱體必須成對設置。燒嘴成對地安裝在輻射管兩端，一個燃燒，另一個排煙，然后定時進行換向，使原來用于燃燒的燒嘴排煙，而原來用于排煙的燒嘴燃燒，不斷周而復始。

蓄熱式輻射管是一種采用蓄熱式燃燒技術的輻射管加熱裝置，通過換向燃燒，以提高介質(zhì)預熱溫度，降低煙氣排放溫度。燃燒在輻射管內(nèi)進行，可對物料進行保護性加熱。這種技術將蓄熱式燃燒技術和輻射管加熱技術的優(yōu)勢完美結合，不僅熱效率大大提高，而且表面溫度分布均勻、NO_x排放濃度低、使用壽命長，具有明顯的經(jīng)濟和環(huán)保效益。

蓄熱式輻射管相比傳統(tǒng)輻射管有兩個顯著特點：一、使用蜂窩蓄熱體最大限度回收煙氣余熱；二、采用周期性換向燃燒技術對回收的熱量進行循環(huán)利用。

在現(xiàn)有技術中，為了提高蓄熱式輻射管燃燒器的燃燒效率，改善環(huán)保性能，通常對輻射管的結構進行優(yōu)化設計。例如，一種燃燒裝置，其通過在臨近蓄熱式燃燒器的燒嘴噴口附件設置煙氣回流支管，形成煙氣循環(huán)通道，使大部分煙氣在輻射管內(nèi)循環(huán)，借此,解決目前蓄熱式輻射管中存在的燒嘴結構和管型結構導致的高溫下污染物NO_X排放濃度較高和管壁溫度分布不均現(xiàn)象。但該技術僅從裝置結構上降低NO_X排放濃度和提高管壁溫度均勻性，不能提高燃燒效率和控制精度。

此外，一種智能燒嘴控制器，其采用單片機作為主控模塊，與之相連還包括火焰監(jiān)測模塊、工況環(huán)境監(jiān)測模塊、兩級電源切換模塊、閥門制動模塊、點火過程指示器、燃燒指示器、故障指示器、存儲模塊和通信診斷模塊等。該控制器通過這些模塊實時采集工況參數(shù)，通過現(xiàn)場總線與工業(yè)現(xiàn)場的PLC進行通信，可以降低原料管道的設計、安裝、使用成本。但該技術僅僅是將一部分PLC的數(shù)據(jù)采集功能和控制功能交給控制器的單片機擔任，并未對燒嘴燃燒和控制技術進行改進，本身不能自動實現(xiàn)溫度控制和功率調(diào)節(jié)。

現(xiàn)有技術的另一種智能燒嘴控制器，該裝置由可編程控制器、按鈕板、火焰檢測板、一些多芯航空插頭構成，但它主要是通過檢測火焰信號判斷燃燒狀況，功能較為簡單，缺少燃燒過程調(diào)節(jié)功能。另外，該裝置只適用于常規(guī)燒嘴，一般只能實現(xiàn)燃燒狀況監(jiān)控和燃燒中斷后自動點火功能，缺少燃燒過程加熱功率調(diào)節(jié)、超溫保護等必要功能，不能應用在具有周期性換向和脈沖燃燒特點的蓄熱式輻射管燒嘴上

由上述可知，在現(xiàn)有技術中，人們多數(shù)著眼于蓄熱式輻射管的結構優(yōu)化以及對燒嘴的簡單控制，并且多數(shù)為檢測燒嘴的燃燒情況，并未對輻射管燃燒蓄熱的控制技術進行改進，不能實現(xiàn)溫度控制和功率調(diào)節(jié)。所以亟待拋開傳統(tǒng)思維來改進輻射管燃燒蓄熱的控制技術。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于改進輻射管燃燒蓄熱的控制技術，實現(xiàn)蓄熱式輻射管的智能換向，進而提供一種蓄熱式輻射管的智能換向控制系統(tǒng)及其方法，以及一種具有該智能換向系統(tǒng)的輻射管智能蓄熱裝置及其方法。

本發(fā)明提供了一種智能換向控制系統(tǒng)，用于輻射管蓄熱裝置的智能換向，所述輻射管蓄熱裝置具有輻射管、燃氣通道與空氣通道。所述系統(tǒng)包括煙氣溫度傳感器、排煙溫度傳感器、燃氣換向閥、空氣換向閥、主控模塊；其中，

所述燃氣換向閥設置在所述燃氣通道上；

所述空氣換向閥設置在所述空氣通道上，所述空氣換向閥具有輸出口；

所述煙氣傳感器設置于所述輻射管內(nèi)，用于檢測所述輻射管內(nèi)的煙氣溫度，并將溫度信號傳遞給所述主控模塊；

所述排煙溫度傳感器設置在所述空氣換向閥的輸出口處，用于檢測排出的煙氣的溫度，并將溫度信號傳遞給所述主控模塊；

所述主控模塊用于接收所述煙氣傳感器和所述排煙溫度傳感器的溫度信號，進行計算與分析，控制所述空氣換向閥與燃氣換向閥換向。

進一步地，該系統(tǒng)還包括燃氣快切閥，其設置在所述燃氣通道上，所述主控模塊控制所述燃氣快切閥的開閉。

進一步地，該系統(tǒng)還包括輻射管表面溫度傳感器，其設置在所述輻射管表面，用于檢測輻射管表面的溫度，并將溫度信號傳遞給所述主控模塊。

具體地，所述主控模塊燒錄有蓄熱體蓄熱模型和熱負荷計算模型。

此外，本發(fā)明提供了一種輻射管智能蓄熱裝置。該裝置包括輻射管、燃氣通道、空氣通道、蓄熱體A、蓄熱體B以及智能換向控制系統(tǒng)，其中所述智能換向控制系統(tǒng)包括煙氣溫度傳感器A、煙氣溫度傳感器B、排煙溫度傳感器、燃氣換向閥、空氣換向閥、主控模塊；其中，

所述輻射管具有一對燒嘴A與燒嘴B，其中一個用于燃燒，另一個用于排煙；

所述燃氣通道經(jīng)過所述燃氣換向閥分別與所述燒嘴A、燒嘴B相連；

所述空氣通道經(jīng)過所述空氣換向閥分別與所述燒嘴A、燒嘴B相連；

所述蓄熱體A設置在所述燒嘴A端，所述蓄熱體B設置在所述燒嘴B端；

所述煙氣溫度傳感器A鄰近所述蓄熱體A，所述煙氣溫度傳感器B鄰近所述蓄熱體B；

所述排煙溫度傳感器與所述空氣換向閥的輸出端連接；

所述主控模塊接收所述煙氣溫度傳感器A和煙氣溫度傳感器B以及所述排煙溫度傳感器的信號，進行計算與判斷，進而控制所述空氣換向閥與燃氣換向閥換向。

進一步地，所述智能換向控制系統(tǒng)還包括燃氣快切閥，其設置在所述燃氣通道上，所述主控模塊控制所述燃氣快切閥的開閉。

進一步地，所述智能換向控制系統(tǒng)還包括輻射管表面溫度傳感器，其設置在所述輻射管表面，用于檢測輻射管表面的溫度，并將溫度信號傳遞給所述主控模塊。

具體地，所述主控模塊燒錄有蓄熱體蓄熱模型和熱負荷計算模型。

基于上述智能換向控制系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種智能換向的方法，該方法包括以下步驟：

所述煙氣溫度傳感器檢測輻射管內(nèi)的煙氣溫度，并將信號輸入所述主控模塊；

所述排煙溫度傳感器檢測所述輻射管排出的煙氣溫度，并將信號輸入所述主控模塊；

所述主控模塊根據(jù)所述煙氣溫度傳感器和排煙溫度傳感器的信號，通過計算與判斷，控制所述空氣換向閥與燃氣換向閥換向。

進一步地，該方法還包括以下步驟：

所述主控模塊實時獲取所述排煙溫度傳感器的信號，實時監(jiān)控排煙溫度；或所述主控模塊通過計算與分析，預測排煙溫度；

若超過預設煙氣溫度上限值，則所述主控模塊控制燃氣快切閥關閉，暫停燃燒，待換向時間達到后，控制所述空氣換向閥與所述燃氣換向閥換向。

進一步地，該方法還包括以下步驟：

所述主控模塊實時獲取輻射管表面溫度傳感器的信號，實時監(jiān)控所述輻射管表面的溫度，若超過預設輻射管溫度上限值，則所述主控模塊控制燃氣快切閥關閉，暫停燃燒，待換向時間達到后，控制所述空氣換向閥與所述燃氣換向閥換向。

更進一步地，該方法還包括以下步驟：

所述主控模塊根據(jù)煙氣溫度傳感器排煙溫度傳感器以及輻射管表面溫度傳感器的信號，實時計算所述輻射管的供熱功率，進而調(diào)節(jié)所述空氣換向閥與所述燃氣換向閥進氣量。

基于上述輻射管智能蓄熱裝置，本發(fā)明還提供了一種智能蓄熱方法，該方法包括以下步驟：

將燃氣和空氣通入所述輻射管的燒嘴A，燃氣在所述輻射管內(nèi)燃燒產(chǎn)生煙氣；

所述煙氣溫度傳感器B檢測煙氣溫度，并將信號輸入所述主控模塊；

所述蓄熱體B吸收煙氣的溫度，進行蓄熱；

所述排煙溫度傳感器檢測所述輻射管排出的煙氣溫度，并將信號輸入所述主控模塊；

所述主控模塊根據(jù)所述煙氣溫度傳感器B和排煙溫度傳感器的信號，通過計算與判斷，若蓄熱體B基本蓄滿熱量，則控制所述空氣換向閥與燃氣換向閥換向，結束所述燒嘴B蓄熱，換到燒嘴B燃燒；或

將燃氣和空氣通入所述輻射管的燒嘴B，燃氣在所述輻射管內(nèi)燃燒產(chǎn)生煙氣；

所述煙氣溫度傳感器A檢測煙氣溫度，并將信號輸入所述主控模塊；

所述蓄熱體A吸收煙氣的溫度，進行蓄熱；

所述排煙溫度傳感器檢測所述輻射管排出的煙氣溫度，并將信號輸入所述主控模塊；

所述主控模塊根據(jù)所述煙氣溫度傳感器A和排煙溫度傳感器的信號，通過計算與判斷，若蓄熱體A基本蓄滿熱量，則控制所述空氣換向閥與燃氣換向閥換向，結束所述燒嘴A蓄熱，換到燒嘴A燃燒。

進一步地，其還包括以下步驟：

所述主控模塊實時獲取所述排煙溫度傳感器的信號，實時監(jiān)控排煙溫度；或所述主控模塊通過計算與分析，預測排煙溫度；

若超過預設煙氣溫度上限值，則所述主控模塊控制燃氣快切閥關閉，暫停燃燒，待換向時間達到后，控制所述空氣換向閥與所述燃氣換向閥換向。

進一步地，其還包括以下步驟：

所述主控模塊實時獲取輻射管表面溫度傳感器的信號，實時監(jiān)控所述輻射管表面的溫度，若超過預設輻射管溫度上限值，則所述主控模塊控制燃氣快切閥關閉，暫停燃燒，待換向時間達到后，控制所述空氣換向閥與所述燃氣換向閥換向。

更進一步地，其還包括以下步驟：

所述主控模塊根據(jù)煙氣溫度傳感器A、煙氣溫度傳感器B、排煙溫度傳感器以及輻射管表面溫度傳感器的信號，實時計算所述輻射管的供熱功率，進而調(diào)節(jié)所述空氣換向閥與所述燃氣換向閥進氣量。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明可根據(jù)蓄熱體蓄熱能力，實現(xiàn)輻射管蓄熱燃燒的智能換向，自動調(diào)節(jié)換向時間，實現(xiàn)煙氣余熱的極限回收，同時避免蓄熱體過燒損壞，延長蓄熱體使用壽命；同時，本發(fā)明能夠?qū)崟r測量輻射管的表面溫度，自動調(diào)節(jié)燃燒時間，避免輻射管高溫損壞，延長輻射管使用壽命；此外本發(fā)明還能夠?qū)崿F(xiàn)熱負荷地實時測量(模擬計算值)，提高蓄熱式燃氣輻射管控制精度，方便工作負荷調(diào)整。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的智能換向控制系統(tǒng)的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明的輻射管智能蓄熱裝置的結構示意圖。

圖3是基于圖1所示的智能換向控制系統(tǒng)的智能換向方法的流程圖。

圖4是基于圖2所示的輻射管智能蓄熱裝置的智能蓄熱方法的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式進行更加詳細的說明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案及其各個方面的優(yōu)點。然而，以下描述的具體實施方式和實施例僅是說明的目的，而不是對本發(fā)明的限制。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種智能換向控制系統(tǒng)，其包括煙氣溫度傳感器20、排煙溫度傳感器21、燃氣換向閥31、空氣換向閥30、主控模塊10。該智能換向系統(tǒng)用于輻射管50蓄熱裝置的智能換向，所述輻射管50蓄熱裝置具有輻射管50、燃氣通道與空氣通道(未示出)，輻射管50兩端設置有燒嘴，輻射管50內(nèi)設置有成對的蓄熱體40。燃氣和空氣應同時通入相同的燒嘴，本發(fā)明所述的“換向”指的是改變?nèi)細夂涂諝獾牧鲃臃较?，使得原來用于燃燒的燒嘴排煙，而原來用于排煙的燒嘴燃燒，從而實現(xiàn)蓄熱體40的換向，從一端蓄熱改為另一端蓄熱。

如圖2所示，所述燃氣換向閥31設置在所述燃氣通道上；所述空氣換向閥30設置在所述空氣通道上，所述空氣換向閥30具有輸入口和輸出口所述空氣換向閥30為三通換向閥，空氣從輸入口導入，然后導入燒嘴，進入輻射管50，輻射管50內(nèi)的煙氣從另一個燒嘴導出至空氣換向閥30，然后從其輸出口導出；所述煙氣傳感器設置于所述輻射管50內(nèi)，用于檢測所述輻射管50內(nèi)的煙氣溫度，并將溫度信號傳遞給所述主控模塊10；所述排煙溫度傳感器21設置在所述空氣換向閥30的輸出口處，用于檢測排出的煙氣的溫度，并將溫度信號傳遞給所述主控模塊10；所述主控模塊10用于接收所述煙氣傳感器和所述排煙溫度傳感器21的溫度信號，進行計算與分析，控制所述空氣換向閥30與燃氣換向閥31換向。

如圖2所示，所述智能換向控制系統(tǒng)還包括燃氣快切閥32，其設置在所述燃氣通道上，所述主控模塊10控制所述燃氣快切閥32的開閉。所述燃氣快切閥32關閉使得燃氣無法通過，則切斷了燃燒，從而輻射管50停止蓄熱。

如圖2所示，所述智能換向控制系統(tǒng)還包括輻射管表面溫度傳感器22，其設置在所述輻射管50表面，用于檢測輻射管50表面的溫度，并將溫度信號傳遞給所述主控模塊10。

本發(fā)明所述的溫度傳感器根據(jù)輻射管50工作溫度需要，可為熱電偶式溫度傳感器，也可為熱電阻式溫度傳感器。例如，煙氣溫度傳感器20和輻射管表面溫度傳感器22可以是K型熱電偶，排煙溫度傳感器21為熱電阻。

此外，本發(fā)明所述的所述主控模塊10可以是單片機，也可根據(jù)需要，變形為PLC、計算機等上位機，由控制程序單元實現(xiàn)。主控模塊10燒錄有蓄熱體蓄熱模型和熱負荷計算模型或其他計算模型，這些計算模型可以采用C語言或其他語言編寫，主要用于計算與分析，例如，根據(jù)所述煙氣溫度傳感器20和排煙溫度傳感器21的信號，通過蓄熱體蓄熱模型可以計算出蓄熱體40當前的蓄熱速度、當前蓄熱量等參數(shù)，從而判斷蓄熱體40是否蓄滿熱量；通過熱負荷計算模型來計算供熱效率。另外，在主控模塊10中還可設置煙氣溫度上限值、輻射管溫度上限值等參數(shù)，用作參考值，從而提高控制精度。

再者，本發(fā)明通過所述排煙溫度傳感器21實時監(jiān)控排煙溫度，主控模塊10設置煙氣溫度上限值和換向時間，若判斷當前排煙溫度超過設定上限值，則切斷燃氣快切閥32，暫停燃燒，待換向時間達到后換向；本發(fā)明通過所述輻射管表面溫度傳感器22實時監(jiān)控輻射管50表面的溫度，主控模塊10設置排煙溫度上限值，若當前輻射管50表面的溫度超過設定上限值，則切斷燃氣快切閥32，暫停燃燒，待換向時間達到后換向。

如圖3所示，本發(fā)明所述的智能換向控制系統(tǒng)的具體工作方式為，所述煙氣溫度傳感器20檢測輻射管50內(nèi)的煙氣溫度，并將信號輸入所述主控模塊10。

如圖3所示，所述排煙溫度傳感器21檢測所述輻射管50排出的煙氣溫度，并將信號輸入所述主控模塊10。

如圖3所示，所述主控模塊10根據(jù)所述煙氣溫度傳感器20和排煙溫度傳感器21的信號，通過計算與判斷，控制所述空氣換向閥30與燃氣換向閥31換向。

如圖3所示，所述主控模塊10實時獲取所述排煙溫度傳感器21的信號，實時監(jiān)控排煙溫度，若超過預設煙氣溫度上限值，則所述主控模塊10控制燃氣快切閥32關閉，暫停燃燒，待換向時間達到后，控制所述空氣換向閥30與所述燃氣換向閥31換向。

利用所述主控模塊10的蓄熱體蓄熱模型和熱負荷計算模型，根據(jù)各溫度傳感器的信號、蓄熱體的蓄熱能力等，所述主控模塊10通過計算與分析，預測排煙溫度，若超過預設煙氣溫度上限值，則所述主控模塊10控制燃氣快切閥32關閉，暫停燃燒，待換向時間達到后，控制所述空氣換向閥30與所述燃氣換向閥31換向。

如圖3所示，所述主控模塊10實時獲取輻射管表面溫度傳感器22的信號，實時監(jiān)控所述輻射管50表面的溫度，若超過預設輻射管溫度上限值，則所述主控模塊10控制燃氣快切閥32關閉，暫停燃燒，待換向時間達到后，控制所述空氣換向閥30與所述燃氣換向閥31換向。

如圖3所示，所述主控模塊10根據(jù)煙氣溫度傳感器20排煙溫度傳感器21以及輻射管表面溫度傳感器22的信號，實時計算所述輻射管50的供熱功率，進而調(diào)節(jié)所述空氣換向閥30與所述燃氣換向閥31進氣量，通過調(diào)節(jié)進氣量可間接調(diào)節(jié)供熱效率，可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)，從而達到節(jié)能的目的。

如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種輻射管智能蓄熱裝置。該裝置包括輻射管50、燃氣通道、空氣通道、蓄熱體40A、蓄熱體40B以及上述智能換向控制系統(tǒng)(燃氣通道與空氣通道未示出)。再次所述智能換向控制系統(tǒng)設置為包括主控模塊10、空氣換向閥30、燃氣換向閥31、排煙溫度傳感器21以及兩個煙氣溫度傳感器20A和20B，同樣地，所述主控模塊10燒錄有蓄熱體蓄熱模型和熱負荷計算模型。另外，在主控模塊10中還可設置煙氣溫度上限值、輻射管溫度上限值等參數(shù)，用作參考值，從而提高控制精度。

如圖1和圖2所示，所述智能換向控制系統(tǒng)還包括燃氣快切閥32，其設置在所述燃氣通道上，所述主控模塊10控制所述燃氣快切閥32的開閉。

如圖1和圖2所示，所述智能換向控制系統(tǒng)還包括輻射管表面溫度傳感器22，其設置在所述輻射管50表面，用于檢測輻射管50表面的溫度，并將溫度信號傳遞給所述主控模塊10。

如圖2所示，所述輻射管50具有一對燒嘴A與燒嘴B(未示出)，其中一個用于燃燒，另一個用于排煙；所述燃氣通道經(jīng)過所述燃氣換向閥31分別與所述燒嘴A、燒嘴B相連；所述空氣通道經(jīng)過所述空氣換向閥30分別與所述燒嘴A、燒嘴B相連；所述蓄熱體40A設置在所述燒嘴A端，所述蓄熱體40B設置在所述燒嘴B端；所述煙氣溫度傳感器20A鄰近所述蓄熱體40A，所述煙氣溫度傳感器20B鄰近所述蓄熱體40B；所述排煙溫度傳感器21與所述空氣換向閥30的輸出端連接；所述主控模塊10接收所述煙氣溫度傳感器20A和煙氣溫度傳感器20B以及所述排煙溫度傳感器21的信號，進行計算與判斷，進而控制所述空氣換向閥30與燃氣換向閥31換向。

如圖4所示，基于上述輻射管智能蓄熱裝置，其工作方式如下：

將燃氣和空氣通入所述輻射管50的燒嘴A，燃氣在所述輻射管50內(nèi)燃燒產(chǎn)生煙氣；

所述煙氣溫度傳感器20B檢測煙氣溫度，并將信號輸入所述主控模塊10；

所述蓄熱體40B吸收煙氣的溫度，進行蓄熱；

所述排煙溫度傳感器21檢測所述輻射管50排出的煙氣溫度，并將信號輸入所述主控模塊10；

所述主控模塊10根據(jù)所述煙氣溫度傳感器20B和排煙溫度傳感器21的信號，通過計算與判斷，若蓄熱體40B基本蓄滿熱量，則控制所述空氣換向閥30與燃氣換向閥31換向，結束所述燒嘴B蓄熱，換到燒嘴B燃燒；或

將燃氣和空氣通入所述輻射管50的燒嘴B，燃氣在所述輻射管50內(nèi)燃燒產(chǎn)生煙氣；

所述煙氣溫度傳感器20A檢測煙氣溫度，并將信號輸入所述主控模塊10；

所述蓄熱體40A吸收煙氣的溫度，進行蓄熱；

所述排煙溫度傳感器21檢測所述輻射管50排出的煙氣溫度，并將信號輸入所述主控模塊10；

所述主控模塊10根據(jù)所述煙氣溫度傳感器20A和排煙溫度傳感器21的信號，通過計算與判斷，若蓄熱體40A基本蓄滿熱量，則控制所述空氣換向閥30與燃氣換向閥31換向，結束所述燒嘴A蓄熱，換到燒嘴A燃燒。

重復上述步驟，從而實現(xiàn)蓄熱體40A和B的循環(huán)蓄熱，充分吸收煙氣的熱量，實現(xiàn)節(jié)能的目的。

如圖4所示，其還包括：所述主控模塊10實時獲取所述排煙溫度傳感器21的信號，實時監(jiān)控排煙溫度；若超過預設煙氣溫度上限值，則所述主控模塊10控制燃氣快切閥32關閉，暫停燃燒，待換向時間達到后，控制所述空氣換向閥30與所述燃氣換向閥31換向。

利用所述主控模塊10的蓄熱體蓄熱模型和熱負荷計算模型，根據(jù)各溫度傳感器的信號、蓄熱體的蓄熱能力等，所述主控模塊10通過計算與分析，預測排煙溫度；若超過預設煙氣溫度上限值，則所述主控模塊10控制燃氣快切閥32關閉，暫停燃燒，待換向時間達到后，控制所述空氣換向閥30與所述燃氣換向閥31換向。

如圖4所示，進一步地，其還包括：所述主控模塊10實時獲取輻射管表面溫度傳感器22的信號，實時監(jiān)控所述輻射管50表面的溫度，若超過預設輻射管溫度上限值，則所述主控模塊10控制燃氣快切閥32關閉，暫停燃燒，待換向時間達到后，控制所述空氣換向閥30與所述燃氣換向閥31換向。

如圖4所示，更進一步地，其還包括：所述主控模塊10根據(jù)煙氣溫度傳感器20A、煙氣溫度傳感器20B、排煙溫度傳感器21以及輻射管表面溫度傳感器22的信號，實時計算所述輻射管50的供熱功率，進而調(diào)節(jié)所述空氣換向閥30與所述燃氣換向閥31進氣量。

重復上述步驟，尤其是蓄熱體40A和/或蓄熱體40B從蓄熱開始到蓄熱結束的重復實施，實現(xiàn)了蓄熱體40A和40B的循環(huán)蓄熱，充分吸收煙氣的熱量，實現(xiàn)節(jié)能的目的。還可以實現(xiàn)熱負荷地實時測量(模擬計算值)，提高蓄熱式燃氣輻射管控制精度，方便工作負荷調(diào)整。

實施例1

下面結合具體的實施例1，詳細描述本發(fā)明所述的智能換向控制系統(tǒng)與輻射管智能蓄熱裝置。

本發(fā)明所述的輻射管智能蓄熱裝置包括輻射管、燃氣通道、空氣通道、蓄熱體A、蓄熱體B以及智能換向控制系統(tǒng)，其中所述智能換向控制系統(tǒng)包括煙氣溫度傳感器A、煙氣溫度傳感器B、排煙溫度傳感器、燃氣換向閥、空氣換向閥、主控模塊。本實施例中輻射管采用鋼質(zhì)U型輻射管，當然也可以采用W或I型輻射管，其通常具有兩個燒嘴A和B；蓄熱體A、B為陶瓷蜂窩體，設置在U型輻射管的兩端，即蓄熱體A設置在所述燒嘴A端，所述蓄熱體B設置在所述燒嘴B端；煙氣溫度傳感器A、B均為K型熱電偶，插入安裝在U型輻射管兩端，距蓄熱體前端50～100mm；輻射管表面溫度傳感器為K型熱電偶，本實施例將其設置在U型輻射管中間U型頂部外表面，也可設置在表面的其他位置；單片機主控模塊為51型單片機；空氣換向閥為三通換向閥；排煙溫度傳感器為熱電阻，插入安裝到空氣換向閥的輸出端100～300mm處中心，檢測排出的煙氣的溫度；本實施例的主控模塊采用單片機，燒錄有采用C語言編寫的蓄熱體蓄熱模型、熱負荷計算模型。

輻射管點火成功后，依次進行下述過程：

(1)燒嘴A燃燒，燃氣依次通過煙氣溫度傳感器A，輻射管表面溫度傳感器，煙氣溫度傳感器B，蓄熱體B，排煙溫度傳感器等，這些溫度傳感器將檢測信號傳輸?shù)絾纹瑱C內(nèi)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，送入蓄熱模型程序。該模型同時進行下列計算和控制：

a)根據(jù)煙氣溫度傳感器B、排煙溫度傳感器測量數(shù)據(jù)，通過模型計算，得出蓄熱體B當前蓄熱速度、當前蓄熱量、剩余蓄熱量等參數(shù)，若蓄熱速度偏低，則說明蓄熱體B基本蓄滿熱量，立即換向，結束蓄熱；

b)實時監(jiān)控當前排煙溫度，若超過預設排煙溫度上限值，則立即切斷燃氣快切閥，暫停燃燒，待換向時間達到后換向；

c)根據(jù)當前蓄熱體B的蓄熱量，模擬計算出氣體通過該蓄熱體吸收熱量后溫度升高，并經(jīng)燃燒后，到達蓄熱體B前的煙氣溫度水平，同時進一步預測該煙氣經(jīng)蓄熱體A吸熱后能夠達到的排煙溫度等數(shù)據(jù)，若預測出的該排煙溫度值偏高，則立即切斷燃氣快切閥，暫停燃燒，待換向時間達到后換向；

d)實時監(jiān)控輻射管表面溫度，若超過預設輻射管表面溫度上限值，則立即切斷燃氣快切閥，暫停燃燒，待換向時間達到后換向。

(2)換向后，燒嘴B燃燒，燃氣依次通過煙氣溫度傳感器B，輻射管表面溫度傳感器，煙氣溫度傳感器A，蓄熱體A，排煙溫度傳感器等，這些溫度傳感器將檢測信號傳輸?shù)絾纹瑱C內(nèi)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，送入蓄熱模型程序。該模型同時進行下列計算和控制：

a)根據(jù)煙氣溫度傳感器A、排煙溫度傳感器測量數(shù)據(jù)，通過模型計算，得出蓄熱體A當前蓄熱速度、當前蓄熱量、剩余蓄熱量、當前溫度等參數(shù)，若蓄熱速度偏低，則說明A側蓄熱體基本蓄滿熱量，立即換向，結束蓄熱；

b)實時監(jiān)控當前排煙溫度，若超過預設排煙溫度上限值，則立即切斷燃氣快切閥，暫停燃燒，待換向時間達到后換向。

c)根據(jù)當前蓄熱體A的蓄熱量，模擬計算出氣體通過該蓄熱體吸收熱量后溫度升高，并經(jīng)燃燒后，到達蓄熱體A前的煙氣溫度水平，同時進一步預測該煙氣經(jīng)蓄熱體B吸熱后能夠達到的排煙溫度等數(shù)據(jù)，若預測出的該排煙溫度值偏高，則立即切斷燃氣快切閥，暫停燃燒，待換向時間達到后換向；

d)實時監(jiān)控輻射管表面溫度，若超過預設輻射管表面溫度上限值，則立即切斷燃氣快切閥，暫停燃燒，待換向時間達到后換向。

(3)重復進行步驟(1)、(2)，直至停止。

(4)輻射管在重復工作(1)、(2)過程中，同時運行熱負荷計算模型，根據(jù)燃燒側煙氣溫度A、B，排煙溫度，輻射管表面溫度，計算得出當前輻射管的供熱功率，進行進一步精細過程控制和調(diào)節(jié)。

需要說明的是，以上參照附圖所描述的各個實施例僅用以說明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，本領域的普通技術人員應當理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對本發(fā)明進行的修改或者等同替換，均應涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說明，那么任何實施例的全部或一部分可結合任何其它實施例的全部或一部分來使用。