本發(fā)明涉及燃燒控制，特別是涉及一種利用氨作為燃料的燃燒控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活水平在不斷提高，越來(lái)越多的人注重環(huán)境保護(hù)。且隨著能源需求的增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)的關(guān)注，開(kāi)發(fā)替代燃料及其高效燃燒技術(shù)成為了重要課題。氨氣燃燒后的主要產(chǎn)物是水和氮?dú)?，不?huì)產(chǎn)生二氧化碳等溫室氣體，因此具有很好的環(huán)保性能，是一種潛在的清潔能源，且氨氣很容易液化，點(diǎn)火溫度較高，更安全，方便運(yùn)載。但是，氨氣的燃燒過(guò)程極其復(fù)雜，且氨氣在進(jìn)行燃燒過(guò)程中，可能會(huì)發(fā)生三種分解，分別為完全燃燒分解、不完全燃燒分解和氨的熱分解，發(fā)生不完全燃燒分解時(shí)，氨氣燃燒后產(chǎn)生的煙氣中將會(huì)存在大量氮氧化物。因此，氨氣的燃燒過(guò)程控制難度較高。傳統(tǒng)的燃燒控制系統(tǒng)通常不能有效適應(yīng)氨燃燒的特性，導(dǎo)致燃燒效率不高，且難以滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。

2、因此，傳統(tǒng)的燃燒控制系統(tǒng)存在燃燒過(guò)程中穩(wěn)定性和效率較低的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種利用氨作為燃料的燃燒控制系統(tǒng)，可以提高氨氣燃燒的穩(wěn)定性和效率。

2、一種利用氨作為燃料的燃燒控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：中央控制單元、與所述中央控制單元連接的溫度傳感器、pid溫度控制器、氨燃燒中間產(chǎn)物濃度檢測(cè)裝置、交叉限幅控制器、空燃比調(diào)節(jié)控制器，其中：

3、所述溫度傳感器用于采集氨燃燒過(guò)程中燃燒室內(nèi)實(shí)時(shí)溫度，并將所述實(shí)時(shí)溫度傳輸至所述中央控制單元中；

4、所述pid溫度控制器用于根據(jù)所述中央控制單元的溫度調(diào)節(jié)指令控制所述燃燒室內(nèi)的溫度；

5、所述氨燃燒中間產(chǎn)物濃度檢測(cè)裝置用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述燃燒室內(nèi)，氨燃燒過(guò)程中生成的中間產(chǎn)物的實(shí)時(shí)濃度，并將所述實(shí)時(shí)濃度傳輸至所述中央控制單元中；

6、所述中央控制單元接收所述實(shí)時(shí)溫度，并計(jì)算所述實(shí)時(shí)溫度與目標(biāo)溫度的溫度偏差值，根據(jù)所述溫度偏差值向所述pid溫度控制器發(fā)送所述溫度調(diào)節(jié)指令；氨燃燒過(guò)程中，所述中央控制單元接收所述實(shí)時(shí)濃度，并將所述實(shí)時(shí)濃度發(fā)送至所述空燃比調(diào)節(jié)控制器；

7、所述空燃比調(diào)節(jié)控制器用于計(jì)算所述實(shí)時(shí)濃度與目標(biāo)濃度的濃度偏差值，根據(jù)所述濃度偏差值確定空燃比調(diào)整量，根據(jù)所述空燃比調(diào)整量調(diào)節(jié)所述燃燒室內(nèi)的空燃比；

8、所述交叉限幅控制器用于根據(jù)所述濃度偏差值在燃燒過(guò)程中進(jìn)行交叉限幅處理。

9、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括氨燃燒中間產(chǎn)物調(diào)節(jié)器，所述氨燃燒中間產(chǎn)物濃度檢測(cè)裝置與所述氨燃燒中間產(chǎn)物調(diào)節(jié)器連接，所述氨燃燒中間產(chǎn)物調(diào)節(jié)器與所述空燃比調(diào)節(jié)控制器連接；其中：

10、所述氨燃燒中間產(chǎn)物調(diào)節(jié)器用于接收所述氨燃燒中間產(chǎn)物濃度檢測(cè)裝置傳輸?shù)乃鰧?shí)時(shí)濃度，計(jì)算出中間產(chǎn)物調(diào)節(jié)信號(hào)值，并根據(jù)所述中間產(chǎn)物調(diào)節(jié)信號(hào)值調(diào)整反應(yīng)條件；

11、所述氨燃燒中間產(chǎn)物調(diào)節(jié)器將所述反應(yīng)條件傳輸至所述空燃比調(diào)節(jié)控制器中，所述空燃比調(diào)節(jié)控制器根據(jù)所述反應(yīng)條件調(diào)整所述燃燒室內(nèi)空氣和燃料的比例。

12、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述空燃比調(diào)節(jié)控制器中設(shè)置有算法模塊，所述算法模塊用于根據(jù)所述反應(yīng)條件分析燃燒過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化因素，并根據(jù)所述動(dòng)態(tài)變化因素確定所述燃燒室內(nèi)空氣和燃料的比例。

13、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括氣體流量調(diào)節(jié)器，所述氣體流量調(diào)節(jié)器與所述空燃比調(diào)節(jié)控制器連接；

14、根據(jù)所述動(dòng)態(tài)變化因素確定所述燃燒室內(nèi)空氣和燃料的比例，包括：

15、所述空燃比調(diào)節(jié)控制器根據(jù)所述動(dòng)態(tài)變化因素控制所述氣體流量調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)空氣和燃料輸送量。

16、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氨燃燒中間產(chǎn)物濃度檢測(cè)裝置包括氣體傳感器、監(jiān)測(cè)設(shè)備；

17、所述氣體傳感器用于檢測(cè)氨燃燒過(guò)程中的氣體類型；

18、所述監(jiān)測(cè)設(shè)備用于監(jiān)測(cè)檢測(cè)氨燃燒過(guò)程中的氣體濃度。

19、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括用戶接口，所述用戶接口與所述中央控制單元連接，用于輸入所述目標(biāo)溫度、所述目標(biāo)濃度、空燃比參數(shù)。

20、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括操作界面；所述操作界面與所述中央控制單元連接，包括數(shù)據(jù)顯示區(qū)、參數(shù)設(shè)置區(qū)；所述參數(shù)設(shè)置區(qū)與所述用戶接口連接，用于輸入所述目標(biāo)溫度、所述目標(biāo)濃度、空燃比參數(shù)。

21、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置與所述中央控制單元連接，用于報(bào)警提示。

22、上述利用氨作為燃料的燃燒控制系統(tǒng)，通過(guò)引入pid溫度控制器精確管理燃燒室內(nèi)的溫度；引入氨燃燒中間產(chǎn)物濃度檢測(cè)裝置，通過(guò)設(shè)定中間產(chǎn)物的目標(biāo)濃度并監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)濃度，產(chǎn)生的濃度偏差值用于調(diào)節(jié)空氣與燃料的混合比，即空燃比，實(shí)現(xiàn)更為精確的控制；通過(guò)設(shè)置交叉限幅控制器能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)燃燒條件的變化，通過(guò)連續(xù)調(diào)節(jié)空燃比系數(shù)來(lái)優(yōu)化燃燒反應(yīng)；能夠準(zhǔn)確控制氨作為燃料時(shí)的燃燒條件，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)空燃比，監(jiān)測(cè)和控制燃燒中間產(chǎn)物的濃度，以及通過(guò)高級(jí)控制策略確保燃燒過(guò)程的穩(wěn)定性和效率，同時(shí)降低有害物質(zhì)的排放。

技術(shù)特征：

1.一種利用氨作為燃料的燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：中央控制單元、與所述中央控制單元連接的溫度傳感器、pid溫度控制器、氨燃燒中間產(chǎn)物濃度檢測(cè)裝置、交叉限幅控制器、空燃比調(diào)節(jié)控制器，其中：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用氨作為燃料的燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括氨燃燒中間產(chǎn)物調(diào)節(jié)器，所述氨燃燒中間產(chǎn)物濃度檢測(cè)裝置與所述氨燃燒中間產(chǎn)物調(diào)節(jié)器連接，所述氨燃燒中間產(chǎn)物調(diào)節(jié)器與所述空燃比調(diào)節(jié)控制器連接；其中：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用氨作為燃料的燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，所述空燃比調(diào)節(jié)控制器中設(shè)置有算法模塊，所述算法模塊用于根據(jù)所述反應(yīng)條件分析燃燒過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化因素，并根據(jù)所述動(dòng)態(tài)變化因素確定所述燃燒室內(nèi)空氣和燃料的比例。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用氨作為燃料的燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括氣體流量調(diào)節(jié)器，所述氣體流量調(diào)節(jié)器與所述空燃比調(diào)節(jié)控制器連接；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用氨作為燃料的燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，所述氨燃燒中間產(chǎn)物濃度檢測(cè)裝置包括氣體傳感器、監(jiān)測(cè)設(shè)備；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用氨作為燃料的燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用戶接口，所述用戶接口與所述中央控制單元連接，用于輸入所述目標(biāo)溫度、所述目標(biāo)濃度、空燃比參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用氨作為燃料的燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括操作界面；所述操作界面與所述中央控制單元連接，包括數(shù)據(jù)顯示區(qū)、參數(shù)設(shè)置區(qū)；所述參數(shù)設(shè)置區(qū)與所述用戶接口連接，用于輸入所述目標(biāo)溫度、所述目標(biāo)濃度、空燃比參數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用氨作為燃料的燃燒控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括報(bào)警裝置，所述報(bào)警裝置與所述中央控制單元連接，用于報(bào)警提示。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種利用氨作為燃料的燃燒控制系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：中央控制單元、溫度傳感器、PID溫度控制器、氨燃燒中間產(chǎn)物濃度檢測(cè)裝置、交叉限幅控制器、空燃比調(diào)節(jié)控制器；中央控制單元接收實(shí)時(shí)溫度，并計(jì)算實(shí)時(shí)溫度與目標(biāo)溫度的溫度偏差值，由PID溫度控制器實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)；氨燃燒過(guò)程中，中央控制單元接收實(shí)時(shí)濃度，并將實(shí)時(shí)濃度發(fā)送至空燃比調(diào)節(jié)控制器；空燃比調(diào)節(jié)控制器用于調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)的空燃比；交叉限幅控制器用于根據(jù)濃度偏差值在燃燒過(guò)程中進(jìn)行交叉限幅處理。能夠準(zhǔn)確控制氨作為燃料時(shí)的燃燒條件，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)空燃比，監(jiān)測(cè)和控制燃燒中間產(chǎn)物的濃度，以及通過(guò)高級(jí)控制策略確保燃燒過(guò)程的穩(wěn)定性和效率，同時(shí)降低有害物質(zhì)的排放。

技術(shù)研發(fā)人員：衛(wèi)之龍,劉林,黃光龍,張祥,甄海生
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/8/20