專利名稱:燃燒監(jiān)測控制裝置的制作方法
本實(shí)用新型與用于燃燒爐監(jiān)測控制燃燒的儀表及控制裝置有關(guān)，屬于一種節(jié)能與環(huán)保技術(shù)。
監(jiān)測控制燃燒主要是完成空／燃比的比率控制，目前的裝置配備是燃?xì)饣蛉剂系臒嶂禍y量儀表，空氣及燃?xì)饣蛉剂先霠t量測量儀表，燃燒產(chǎn)物(以下稱廢氣)殘氧表，調(diào)節(jié)控制器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它配置復(fù)雜，費(fèi)用昂貴，不易在技術(shù)改造中推廣，特別是在中、小燃燒爐上推廣，是其主要缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型則要克服上述缺點(diǎn)，提供一種實(shí)用的監(jiān)測控制裝置，以便在大范圍內(nèi)推廣使用。
本裝置由監(jiān)測頭和監(jiān)測控制器兩部分組成。
監(jiān)測頭，見附圖1，將它插入燃燒爐或煙道內(nèi)，入口⑧正對廢氣流來方向，廢氣從⑧流入，從出口⑨流出，通過接頭⑥可通入檢測氣經(jīng)小孔③(也可以是個(gè)噴咀)到監(jiān)測頭內(nèi)。如果是檢測廢氣中的殘存可燃物，檢測氣為助燃?xì)馊缈諝饣蜓鯕猓蝗绻菣z測廢氣中的殘氧，檢測氣則為可燃?xì)馊缑簹獾取⒈O(jiān)測頭裝在廢氣未冷卻的部位，其溫度要高于廢氣中可燃物的著火點(diǎn)；監(jiān)測氣用可燃?xì)鈺r(shí)，則要高于可燃?xì)獾闹瘘c(diǎn)；這樣檢測氣通入監(jiān)測頭后將與廢氣混合并發(fā)生氧化反應(yīng)。熱電偶④與熱電偶⑤輸出是反串聯(lián)的，④測量的是廢氣溫度，⑤測量的是檢測氣與廢氣混合后的溫度，④與⑤的輸出⑦得到的是它們的溫差，溫差即代表著可燃物或氧在廢氣中殘存情況；為了減少熱電偶本身帶來的誤差，④與⑤聯(lián)在一起的電偶絲采用一根完整的材料，另一根電偶絲則用另一種同一根電偶絲材料截成兩段使用，這樣④與⑤的參數(shù)則相同或十分相近；如果監(jiān)測頭內(nèi)只使用一只測溫元件，則放在⑤的位置，通入檢測器前后兩次測溫值之差所代表的意義與上述溫差相同，但它的精確性要差些。
監(jiān)測控制器，見附圖2，它與上述監(jiān)測頭聯(lián)用，監(jiān)測頭采用雙熱電偶，檢測氣使用空氣，其流量為進(jìn)入監(jiān)測頭廢氣流量的1／10－1／5，監(jiān)測頭輸出的溫差信號為附圖2中③。爐溫偏差信號①加入比例－積分－微分調(diào)節(jié)器②，②的輸出去控制入爐燃料或燃?xì)饬康脑黾踊驕p少；監(jiān)測頭輸出的溫差③加入比例－積分－微分調(diào)節(jié)器④，④的輸出與②的輸出加到加法器⑤，⑤的輸出去控制入爐空氣流量的增加或減少；即爐溫偏差為正時(shí)，減少燃料或燃?xì)獾娜霠t量，同時(shí)按比例減小入爐空氣調(diào)節(jié)閥開度，(如在②的輸出與⑤的輸入之間加入一個(gè)比例運(yùn)算器，則控制更方便些。)監(jiān)測頭輸出溫差信號為正時(shí)，增加入爐空氣調(diào)節(jié)閥的開度，這樣的調(diào)節(jié)將空／燃比趨于合理，完成了空／燃比的比率控制。如果爐溫信號和溫差信號較弱可加前置放大。如果整個(gè)監(jiān)測控制裝置使用兩只監(jiān)測頭，其中一個(gè)監(jiān)測頭內(nèi)檢測氣使用可燃?xì)?，另一個(gè)檢測頭內(nèi)檢測氣使用助燃?xì)?，將它們溫差輸出信號反串?lián)起來，并在廢氣中殘存可燃物量高時(shí)，為正信號，這個(gè)混合的溫差信號與給定值比較再輸入④，則可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)氣氛和廢氣殘氧量的大范圍可靠控制。如果裝置采用雙監(jiān)測頭，并用微處理器為核心構(gòu)成監(jiān)測控制器，監(jiān)測及控制效果更為理想，用微處理器的監(jiān)測控制器的具體技術(shù)特征將在實(shí)施例中詳盡描述。
根據(jù)以上對本裝置技術(shù)構(gòu)成的分析，它具有以下優(yōu)點(diǎn)裝置配備簡單，成本低，控制準(zhǔn)確可靠，有節(jié)能、減少大氣污染、改善工藝條件的積極效果，并且易于推廣，特別是用于中小型燃燒爐上。
附圖1監(jiān)測頭剖面圖，①為殼體，②為芯體，③通入檢測氣的小孔，④和⑤為帶保護(hù)套管的熱電偶，⑥為通入檢測器的接頭，⑦溫差信號輸出，⑧為廢氣入口，⑨為廢氣出口，⑩為爐墻或煙道壁，(11)、(12)為內(nèi)部通道。
附圖2監(jiān)測控制器方框圖，①為爐溫偏差信號，②和④為比例－積分－微分調(diào)節(jié)器，③為監(jiān)測頭的溫差信號，⑤為加法器。
附圖3最佳監(jiān)測控制器方框圖，①為掃描開關(guān)，②為A／D轉(zhuǎn)換器，③為微處理器，④為只讀存貯器，⑤、⑥和⑦為D／A轉(zhuǎn)換器，⑤的輸出控制檢測氣流量，⑥和⑦的輸出分別為入爐空氣及燃料或燃?xì)獾恼{(diào)節(jié)量，⑧為溫差信號，⑨為爐溫信號，⑩為手動溫差定值信號，(11)為手動爐溫定值信號。
為了本發(fā)明得到很好的實(shí)現(xiàn)，下面提供了一個(gè)最佳實(shí)施方案。
監(jiān)測頭的結(jié)構(gòu)采用附圖1，①與②采用氧化鋁，⑧或⑨的截面積比(11)、(12)小，是為了減緩流入監(jiān)測頭廢氣流的流連，并有利于測溫元件安裝時(shí)便于做到其感溫部分不會直接受外界熱輻射影響。(11)和(12)相互垂直或成一定夾角，可避免分別安裝在(11)和(12)內(nèi)的測溫元件受到對方所測溫度的影響。④與⑤的保護(hù)套管采用石英玻璃，檢測氣采用空氣，用微型風(fēng)機(jī)供氣，最大風(fēng)量為進(jìn)入監(jiān)測頭廢氣流量的1／6－1／4，微型風(fēng)機(jī)用微型直流電動機(jī)驅(qū)動。監(jiān)測頭直接插入燃燒爐或煙道內(nèi)，插入廢氣流動較平穩(wěn)其溫度高于殘存可燃物著火點(diǎn)有代表性的部位，⑧正對廢氣流來的方向，由于監(jiān)測頭處于廢氣流中，監(jiān)測頭被加熱到與廢氣溫度相近，作為監(jiān)測氣用的空氣經(jīng)過⑥與③之間的管道時(shí)也被加熱，但其溫度要比廢氣低一些，顯然當(dāng)廢氣中可燃物很少，殘氧量偏高時(shí)，通入檢測用的空氣后，輸出的溫差會出現(xiàn)負(fù)值(這里始終是把⑤測的溫度高時(shí)，溫差信號定為正)監(jiān)測控制器與上述監(jiān)測頭配合，它一方面要對監(jiān)測頭進(jìn)行信號處理與控制，使所得溫差信號更精確，更能反映廢氣的真實(shí)情況，另一方面還要完成燃燒的過程控制，為此采用以微處理器為核心構(gòu)成的監(jiān)測控制器來完成這一任務(wù)。監(jiān)測控制器見附圖3，監(jiān)測控制器是按已編好的程序進(jìn)行工作的，程序固化在只讀存貯器④里，用硬件組成的定時(shí)脈沖發(fā)生器產(chǎn)生復(fù)位信號使微處理器③復(fù)位，程序從0開始，完成程序的循環(huán)，這樣做可靠性高一些。④里的程序安排如下一、微處理器復(fù)位進(jìn)入初始化。二、測試溫差信號并記憶，作為起始值，起始值的絕對值與給定起始值比較(起始給定值一般是相當(dāng)于溫差30℃－50℃的絕對值)大于給定起始值，報(bào)警，并進(jìn)入暫停，否則進(jìn)行下一步。三、給微型風(fēng)機(jī)一份電壓，使增加的檢測氣流量為檢測氣最大流量的10％，延時(shí)2－5秒，測溫差信號，檢查計(jì)數(shù)值是否為0，為0記憶溫差信號，不為0則所測的溫差信號與記憶的相比，再記憶大的，計(jì)數(shù)加1，檢查計(jì)數(shù)是否到10，不到10程序回到三的第一步，到10，將記憶的溫差值減去起始值，并記憶，作為最大真實(shí)溫差值保留，進(jìn)入下一步。四、把最大真實(shí)溫差值與給定值相比較，產(chǎn)生溫差偏差值T差。(給定值是附圖3中的⑩，是操作燃燒爐時(shí)根據(jù)空氣過剩系數(shù)要求給出的一般可為0。)五、測爐溫，并與爐溫給定值比較，產(chǎn)生爐溫偏差值T爐。六、計(jì)算入爐空氣、燃料或燃?xì)馊霠t調(diào)節(jié)量，按下列運(yùn)算式進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)量＝－K1·T爐＋K2·T差燃?xì)饣蛉剂险{(diào)節(jié)量＝－K3·T爐－K4·T差其中K1、K2、K3及K4為預(yù)定的比例系數(shù)，為正數(shù)。
為改善調(diào)節(jié)特性，可加積分和微分環(huán)節(jié)，為了防止“冒黑煙”，還可進(jìn)行交叉限幅運(yùn)算。七、暫停，等待下次復(fù)位脈沖到來。
權(quán)利要求
1.一種可供燃燒爐使用的燃燒監(jiān)測控制裝置，本實(shí)用新型的特征是，至少有一個(gè)能不斷通入未冷卻燃燒產(chǎn)物(亦稱廢氣)的監(jiān)測頭，監(jiān)測頭內(nèi)部有一個(gè)小孔或噴咀，可通入可燃?xì)饣蛑細(xì)馐怪c通入的燃燒產(chǎn)物混合并發(fā)生氧化反應(yīng)，監(jiān)測頭內(nèi)至少有一個(gè)測溫元件用來測量上述混合前后的溫差，此外還有一個(gè)與監(jiān)測頭配合的監(jiān)測控制器。
2.如權(quán)利要求
1所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是監(jiān)測頭內(nèi)的測溫元件采用兩支參數(shù)相同或相近的熱電偶，它們的輸出是反串聯(lián)的，用于分別測量通入的燃燒產(chǎn)物與可燃?xì)饣蛑細(xì)饣旌锨昂蟮臏囟取?br>3.如權(quán)利要求
2所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是所說的監(jiān)測控制器是由一個(gè)以微處理器為核心組成的，它能在未通入可燃?xì)饣蛑細(xì)馇皽y出兩支熱電偶的輸出，作為起始值并記憶，然后從零開始逐步控制加大通入可燃?xì)饣蛑細(xì)獾牧髁浚瑫r(shí)不斷測量兩支熱電偶輸出的溫差并求出最大溫差值，再減去初始值，進(jìn)而得到真實(shí)的最大溫差值。
4.如權(quán)利要求
1所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是所指的監(jiān)測頭是直接插入燃燒爐或煙道的。
5.如權(quán)利要求
1所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是所指的測量頭內(nèi)部通道的截面積大于進(jìn)口或出口截面積。
6.如權(quán)利要求
1所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是所指的測量頭內(nèi)部通道分為兩部分，這兩部份是相互垂直或有角的，測溫元件的感溫部份分別在通道的兩個(gè)部份。
7.如權(quán)利要求
1所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是所指的監(jiān)測頭內(nèi)通入的可燃?xì)饣蛑細(xì)獾牧髁渴怯梦⑿惋L(fēng)機(jī)或調(diào)節(jié)器控制的，流量控制可從零開始。
8.如權(quán)利要求
1所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是所指的監(jiān)測頭是兩個(gè)時(shí)，一個(gè)通入可燃?xì)?，一個(gè)通入助燃?xì)狻?br>專利摘要
燃燒監(jiān)測控制裝置。本實(shí)用新型屬于一種用在燃燒爐中監(jiān)測控制燃燒的節(jié)能裝置。為了解決目前此類裝置配置復(fù)雜、費(fèi)用昂貴、不易大范圍推廣等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種適用的燃燒監(jiān)測控制裝置，它由監(jiān)測頭和監(jiān)測控制器兩部份構(gòu)成。監(jiān)測方法是在監(jiān)測頭內(nèi)給未冷卻的燃燒產(chǎn)物通入可燃?xì)饣蛑计鳒y量其溫差來實(shí)現(xiàn)，監(jiān)測控制器以微處理器為核心組成，除完成本身要求的燃燒監(jiān)測與比率控制外，還可完成爐溫調(diào)節(jié)和燃燒交叉限幅控制。本裝置配置簡單，成本低廉，應(yīng)用廣泛，能取得良好的調(diào)節(jié)效果，并能減少大氣污染，改善工藝條件，尤其適用于中小型燃燒爐。
文檔編號F23N5/10GK85201091SQ85201091
公開日1986年3月26日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者張承輝 申請人:張承輝導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan