專利名稱：一種測(cè)定燃?xì)饩邭赓|(zhì)適應(yīng)域或燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于城鎮(zhèn)燃?xì)忸I(lǐng)域的一種燃?xì)饩邷y(cè)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，特別涉及一種確定燃?xì)饩叩倪m應(yīng)域或燃燒工況，對(duì)燃具適應(yīng)燃?xì)鈿赓|(zhì)變化能力及燃具燃燒工況進(jìn)行測(cè)定和評(píng)價(jià)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)或裝置。
技術(shù)背景燃?xì)饩呔哂羞m應(yīng)一定燃?xì)饨M分變化的能力，當(dāng)燃?xì)饨M分及性質(zhì)發(fā)生改變時(shí)，其工作狀態(tài)必然改變。如果燃?xì)饨M分變化在某一界限范圍內(nèi)，燃?xì)饩呷阅鼙ＷC正常工作，此為燃?xì)饩邔?duì)燃?xì)獬煞值倪m應(yīng)能力，稱為燃?xì)饩叩倪m應(yīng)性；適應(yīng)燃?xì)獬煞肿兓姆秶Q為燃?xì)饩叩倪m應(yīng)域。適應(yīng)域的范圍越寬，表示燃?xì)饩哌m應(yīng)燃?xì)獬煞肿兓哪芰υ綇?qiáng)。以確定燃?xì)饩叩娜紵匦詤^(qū)間，量化燃具對(duì)燃?xì)鈿赓|(zhì)的適應(yīng)性，對(duì)燃具進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)或性能測(cè)試為目的的研究，長(zhǎng)久以來(lái)，受配氣技術(shù)和測(cè)試條件的限制，很少有人涉足，未見相應(yīng)研究報(bào)道，基本上屬于空白。燃?xì)饩呱a(chǎn)企業(yè)亟待一種可以量化和評(píng)價(jià)燃?xì)饩邔?duì)燃?xì)鈿赓|(zhì)變化適應(yīng)性及燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)或裝置。本人于2009年提出了 ZL 200920095801. 5《一種確定燃?xì)饩呷紵m應(yīng)域或燃燒工況的裝置》專利，于2010年提出了 ZL 201020206874. X《確定燃燒器燃燒特性的測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置》專利，意在克服上述技術(shù)存在的不足，開發(fā)出一種燃?xì)饩邷y(cè)試裝置，探索建立燃?xì)饩邭赓|(zhì)適應(yīng)性和燃燒工況的測(cè)試方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)饩叩娜紵匦?、氣質(zhì)適應(yīng)性及運(yùn)行工況的測(cè)試和量化評(píng)價(jià)。專利ZL 200920095801. 5《一種確定燃?xì)饩呷紵m應(yīng)域或燃燒工況的裝置》公開了一種實(shí)現(xiàn)燃?xì)饩呷紵m應(yīng)域或燃燒工況確定的裝置，該裝置可將多種配氣原料氣以設(shè)定或計(jì)算的任意體積或質(zhì)量比例進(jìn)行混配，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)或手動(dòng)控制各路原料氣的流量或質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)多路原料氣體可以同時(shí)或依次動(dòng)態(tài)輸出；也可以其他幾種原料氣組分固定，逐步改變某一組分，達(dá)到配制不同界限氣的目的，可以連續(xù)、自動(dòng)改變某種原料氣源組分；完成配氣等工藝流程。多種原料氣輸出混合后形成各種燃燒工況的試驗(yàn)氣。其特征是由多路單一氣體組分或多路多氣體組分組成配氣原料氣輸送支管路，各支管路上分別依次安裝壓力調(diào)節(jié)裝置、壓力計(jì)量裝置、支管路控制閥門，各原料氣體支管路經(jīng)壓力調(diào)節(jié)、計(jì)量后，形成原料氣總匯管路；該原料氣總匯管路與總混合氣體輸送管路的輸入端口連通，總混合氣體管路中間連接有混合氣儲(chǔ)存裝置，混合氣儲(chǔ)存裝置的出口末端連通待測(cè)的燃?xì)饩?。專利ZL 201020206874. X《確定燃燒器燃燒特性的測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置》公開了一種確定燃?xì)饩呷紵匦郧€的測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置可通過(guò)動(dòng)態(tài)、高精度的自動(dòng)配氣裝置和燃燒特性測(cè)試控制軟件系統(tǒng)，隨機(jī)的、按照既定要求或程序、配制合適組分的試驗(yàn)氣或界限氣； 通過(guò)燃燒測(cè)試控制系統(tǒng)得到燃具的不同極限燃燒工況，根據(jù)測(cè)得的各極限工況所對(duì)應(yīng)的各路燃?xì)饣蛟蠚獾木唧w組分，計(jì)算出混合燃?xì)獾娜紵匦詤?shù)，根據(jù)相應(yīng)燃燒特性參數(shù)形成各種燃燒特性曲線及基準(zhǔn)氣點(diǎn)位，以此描述燃?xì)饩叩娜紵阅?。其特征是由原料氣體供應(yīng)裝置I、支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置II、管路切斷裝置III、放散裝置IV、混合燃?xì)夤?br> 3路穩(wěn)壓裝置V、壓力計(jì)量與反饋裝置VI、阻火裝置νπ、終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置通、煙氣分析和數(shù)據(jù)處理裝置IX、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置IX和工控機(jī)XI組成；在隨后的研究和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，專利ZL 200920095801. 5提出的各配氣原料氣支管路單獨(dú)進(jìn)行體積或質(zhì)量計(jì)量、調(diào)壓后混合輸送，再通過(guò)總混氣管路進(jìn)行調(diào)壓和儲(chǔ)存的流程方式，原理上簡(jiǎn)單可行，而實(shí)際操作上使用了多臺(tái)氣體壓力調(diào)節(jié)器和混合氣罐；專利ZL 201020206874. X提出了各配氣原料氣支管路單獨(dú)進(jìn)行體積或質(zhì)量計(jì)量后混合輸送，按照不同工作壓力，在總混氣管路上進(jìn)行并聯(lián)分路輸送的流程方式，技術(shù)上簡(jiǎn)單方便，原理可行， 但在實(shí)際測(cè)試操作中，由于需進(jìn)行不同工作壓力條件下的多支路并聯(lián)切換和狀態(tài)改變，導(dǎo)致軟件控制和硬件安裝繁雜。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)測(cè)定燃?xì)饩邭赓|(zhì)適應(yīng)域或燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可保證燃?xì)饩咴谡９ぷ髑疤嵯拢瑴y(cè)定和量化評(píng)價(jià)燃具對(duì)燃?xì)饨M分或氣質(zhì)的變化適應(yīng)性及燃具的燃燒工況。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試控制軟件，在既定的燃具熱負(fù)荷流量下，基于系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)態(tài)、高精度的多支路自動(dòng)配氣裝置，配制合適氣質(zhì)組分的燃具燃燒試驗(yàn)氣或界限氣；通過(guò)混合氣總管上的氣體壓力調(diào)節(jié)裝置，輸出合適的運(yùn)行壓力，以得到燃具的不同燃燒工況。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種測(cè)定燃?xì)饩叩臍赓|(zhì)適應(yīng)域或燃具燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由多個(gè)原料氣供應(yīng)裝置、支管路氣體流量計(jì)量裝置、管道閥門、混合氣母管、混氣壓力顯示裝置、混氣管路緊急切斷裝置、氣體過(guò)濾器、安全放散裝置、遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置、燃?xì)饩呷紵髑皦毫︼@示裝置、燃燒器前閥門、連接軟管、測(cè)試用燃?xì)饩?、煙氣取樣器、煙氣分析儀、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、控制主機(jī)、數(shù)據(jù)/信號(hào)傳輸線構(gòu)成；由多路單一氣體或多路多組分氣體組成配氣原料氣支管路，各支管路上分別依次連接原料氣供給裝置、支管路氣體流量計(jì)量裝置、管道閥門后匯合連接至原料氣混合母管， 該混合氣母管與總混氣輸送管路的輸入端口連通，總混氣輸送管路上依次安裝有壓力顯示裝置、混氣緊急切斷裝置、氣體過(guò)濾器、安全放散裝置、遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置、燃具燃燒器前壓力顯示裝置、燃燒器前閥門，閥門出口通過(guò)連接軟管與燃?xì)饩哌B接；其中支管路上安裝的氣體流量計(jì)量裝置、壓力顯示裝置、遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置、燃具燃燒器前壓力顯示裝置，皆通過(guò)數(shù)據(jù)/信號(hào)傳輸線與控制主機(jī)的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接，實(shí)現(xiàn)氣體流量、壓力等電壓或電流信號(hào)和控制指令的雙向/單向傳輸；煙氣分析儀通過(guò)數(shù)據(jù)線與主機(jī)的串口連接，混氣緊急切斷裝置與控制主機(jī)相連接。上述遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置由普通氣體調(diào)壓器、電機(jī)和可伸縮聯(lián)軸器組成；普通氣體調(diào)壓器的上蓋上固定電機(jī)支架，電機(jī)安裝在電機(jī)支架上；可伸縮聯(lián)軸器由帶方孔的調(diào)壓器彈簧預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺釘、方形軸桿和銷子組成，方形軸桿及銷子安裝在電機(jī)軸上，方形軸桿垂直穿過(guò)帶方孔的調(diào)壓器彈簧預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺釘和氣體調(diào)壓閥內(nèi)的調(diào)壓彈簧；電機(jī)通過(guò)導(dǎo)線與工控機(jī)或手動(dòng)按鈕連接。上述支管路氣體流量計(jì)量裝置由兼具高精度流量計(jì)量與閥門動(dòng)態(tài)控制功能的質(zhì)量流量控制器或?qū)恿魇搅髁坑?jì)組成；控制主機(jī)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)/信號(hào)傳輸線與質(zhì)量流量控制器或?qū)恿魇搅髁坑?jì)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)與控制指令的雙向傳輸。[0012]上述混合氣母管是由直徑為支管路直徑1 5倍的同材質(zhì)管材構(gòu)成的一段管道， 一側(cè)密封，一側(cè)開口。上述壓力顯示裝置由壓力變送器及壓力計(jì)或壓力表組成，傳輸?shù)臄?shù)字壓力信號(hào)通過(guò)信號(hào)傳輸線和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊與控制主機(jī)連接。上述混氣管路緊急切斷裝置由一只管道閥門及一只電動(dòng)或氣動(dòng)開關(guān)閥串聯(lián)構(gòu)成， 通過(guò)控制臺(tái)的按鈕或?qū)嶒?yàn)測(cè)試控制軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合燃?xì)夤苈返木o急狀況時(shí)的切斷操作。上述氣體過(guò)濾器內(nèi)部安裝有兩道目數(shù)不大于0. 5mm的不銹鋼網(wǎng)格。上述安全放散裝置由放散閥、放散管路、放散氣體流量計(jì)、放散燃燒器組成，安全放散閥的放散壓力值為5kPa <放散壓力< lOkPa。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是該測(cè)定燃?xì)饩邭赓|(zhì)適應(yīng)域或燃燒工況的測(cè)試系統(tǒng)，可測(cè)試不同燃具熱負(fù)荷時(shí)的氣質(zhì)適應(yīng)域及燃燒工況。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以簡(jiǎn)單、實(shí)用的設(shè)備流程及靈敏、多能的遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)不同測(cè)試條件時(shí)，同一混合氣管道上不同運(yùn)行壓力的輸出；并在測(cè)試同一燃具運(yùn)行工況時(shí)， 維持管路輸出恒定的燃?xì)饪偭髁颗c燃燒器前運(yùn)行壓力。也可依據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，進(jìn)行變?nèi)細(xì)饩邿嶝?fù)荷條件的連續(xù)壓力調(diào)整和輸出。該系統(tǒng)可以依據(jù)燃具燃燒時(shí)燃?xì)獾娜拷M分或某些特性指數(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、高精度的燃?xì)庾詣?dòng)配氣，以配制燃具正常工作所需的不同基準(zhǔn)氣或試驗(yàn)氣，測(cè)定燃?xì)饩叩臒峁ば阅芑蛉紵r。

圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)流程圖。圖2是遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置的系統(tǒng)示意圖。其中1-管路閥門；2-流量計(jì)量裝置；3-原料氣輸送支管路；4-混合氣母管； 5-壓力顯示裝置；6-總混氣管路緊急切斷閥；7-過(guò)濾器；8-安全放散閥；9-流量計(jì)；10-總混氣輸送管路；11-遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置；12-燃燒器前閥門；13-連接膠管；14-測(cè)試用燃?xì)饩撸?5-煙氣取樣器；16-煙氣分析儀；17-數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；18-控制主機(jī)；19-數(shù)據(jù)/信號(hào)傳輸線；20-普通氣體調(diào)壓器；21-電機(jī)支架；22-調(diào)壓彈簧；23-調(diào)壓閥彈簧預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺釘；24-電機(jī)軸；25-帶正反轉(zhuǎn)的減速電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)；26-銷子；27-方形軸桿；28-上蓋；29-出口。
具體實(shí)施方式
如圖1所示一種測(cè)定燃?xì)饩邭赓|(zhì)適應(yīng)域或燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分。其硬件系統(tǒng)由原料氣供應(yīng)裝置、支管路氣體流量計(jì)量裝置、管道閥門、 混合氣母管、混氣壓力顯示裝置、混氣管路緊急切斷裝置、氣體過(guò)濾器、安全放散裝置、遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置、燃?xì)饩呷紵髑皦毫︼@示裝置、燃燒器前閥門、連接軟管、測(cè)試用燃?xì)饩?、煙氣取樣器、煙氣分析儀、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、控制主機(jī)、數(shù)據(jù)/信號(hào)傳輸線構(gòu)成。其軟件系統(tǒng)為燃?xì)饩邭赓|(zhì)適應(yīng)域或燃燒工況測(cè)試程序控制軟件系統(tǒng)。[0025]其中，由多路單一氣體或多路多組分氣體組成配氣原料氣支管路，各支管路上分別依次連接原料氣供給裝置、支管路氣體流量計(jì)量裝置、管道閥門后，連接至同一原料氣混合母管；該原料氣混合母管與總混氣輸送管路的輸入端口連通，總混氣輸送管路上依次連接有混氣壓力顯示裝置、混氣緊急切斷裝置、氣體過(guò)濾器、安全放散裝置、遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置、燃具燃燒器前壓力顯示裝置、燃燒器前閥門，閥門出口通過(guò)軟管與燃?xì)饩哌B接。其中的支管路氣體流量計(jì)量裝置、混氣壓力顯示裝置、遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置、燃具燃燒器前壓力顯示裝置，皆有數(shù)據(jù)/信號(hào)傳輸線與控制主機(jī)的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接，實(shí)現(xiàn)氣體流量、壓力等電壓或電流信號(hào)和控制指令的雙向/單向傳輸；煙氣分析儀通過(guò)數(shù)據(jù)線與主機(jī)的串口連接?；鞖饩o急切斷裝置與控制主機(jī)相連接。上述各配氣原料氣支管路上主要完成各路原料氣的體積或質(zhì)量流量的計(jì)量和數(shù)據(jù)傳輸反饋，并通過(guò)軟件系統(tǒng)，控制支管路上流量計(jì)量裝置的閥門開度，得到所需的各種氣體流量。各燃燒工況所對(duì)應(yīng)的不同混合燃?xì)鈮毫Φ恼{(diào)整，將由軟件系統(tǒng)按照相應(yīng)指令控制總混氣輸送管路上的遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)完成，或手動(dòng)操作控制臺(tái)上的相應(yīng)按鈕實(shí)現(xiàn)總混氣管路上的恒定壓力或連續(xù)變化的壓力輸出?；诳刂栖浖到y(tǒng)，可以對(duì)各配氣原料氣支管路的氣體流量進(jìn)行同比例聯(lián)控調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)恒定混合燃?xì)饬髁亢瓦\(yùn)行壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)。上述原料氣體供應(yīng)裝置為多路單一氣體組分或多路多氣體組分構(gòu)成的配氣原料氣輸送支管路，各支管路上分別依次安裝原料氣瓶或原料氣源、減壓或調(diào)壓裝置、管路切斷閥門。上述支管路氣體流量計(jì)量裝置由兼具高精度流量計(jì)量與閥門動(dòng)態(tài)控制功能的質(zhì)量流量控制器或?qū)恿魇搅髁坑?jì)組成；控制主機(jī)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)/信號(hào)傳輸線與質(zhì)量流量控制器或?qū)恿魇搅髁坑?jì)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)與控制指令的雙向傳輸。上述混合氣母管是由直徑為支管路直徑1 5倍的同材質(zhì)管材構(gòu)成的一段管道， 一側(cè)密封，一側(cè)開口。上述壓力顯示裝置由壓力變送器及壓力計(jì)(或壓力表)組成，傳輸?shù)臄?shù)字壓力信號(hào)通過(guò)信號(hào)傳輸線和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊與控制主機(jī)連接。上述混氣管路緊急切斷裝置由一只管道閥門及一只電動(dòng)或氣動(dòng)開關(guān)閥串聯(lián)構(gòu)成， 通過(guò)控制臺(tái)的按鈕或?qū)嶒?yàn)測(cè)試控制軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合燃?xì)夤苈返木o急狀況時(shí)的切斷操作。上述氣體過(guò)濾器，功能上等同于阻火裝置，內(nèi)部安裝有兩道目數(shù)不大于0. 5mm的不銹鋼網(wǎng)格，具有過(guò)濾混合燃?xì)?、阻止氫氣等高速燃燒的燃?xì)饣鼗鹑紵墓δ堋Ｉ鲜霭踩派⒀b置由放散閥、放散管路、放散氣體流量計(jì)、放散燃燒器組成，安全放散閥的放散壓力值為5kPa <放散壓力< lOkPa。如圖2所示上述遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置由普通氣體調(diào)壓器、電機(jī)和可伸縮聯(lián)軸器組成；普通氣體調(diào)壓器的上蓋上固定電機(jī)支架，電機(jī)安裝在電機(jī)支架上；可伸縮聯(lián)軸器由帶方孔的調(diào)壓器彈簧預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺釘、方形軸桿和銷子組成，方形軸桿及銷子安裝在電機(jī)軸上，方形軸桿垂直穿過(guò)帶方孔的調(diào)壓器彈簧預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺釘和氣體調(diào)壓閥內(nèi)的調(diào)壓彈簧；電機(jī)通過(guò)導(dǎo)線與工控機(jī)或手動(dòng)按鈕連接。該裝置利用微型伺服電機(jī)或有正反轉(zhuǎn)的微型減速電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)可伸縮聯(lián)軸器，轉(zhuǎn)動(dòng)普通氣體調(diào)壓器彈簧預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓緊力，實(shí)現(xiàn)氣體輸出壓力的大范圍變化和精確控制。如圖1所示，各支管路氣體經(jīng)流量(體積或質(zhì)量)計(jì)量后，通過(guò)支管路閥門出口與混合氣母管連接?；旌蠚饽腹艹隹谂c總混氣輸送管路連接，之后依次安裝壓力顯示裝置、混氣管路緊急切斷裝置、過(guò)濾器后，以三通方式連接，其一端管路接有安全放散裝置，放散壓力在5 lOltfa之間，將管路中多余的燃?xì)鈿怏w泄流燃燒；另一出口端依次連接遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置、混氣壓力顯示裝置、燃燒器前閥門，由連接軟管和燃?xì)饩呷紵饕牍芙宇^相連。燃?xì)饩呷紵魃喜窟B接有煙氣取樣器和煙氣分析儀，對(duì)燃燒煙氣進(jìn)行取樣、分析和數(shù)據(jù)傳輸；燃?xì)饩叩娜紵r通過(guò)火焰監(jiān)測(cè)器或人工進(jìn)行監(jiān)控。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的燃?xì)饩邷y(cè)試控制軟件系統(tǒng)，包括測(cè)試流程控制軟件模塊、自動(dòng)配氣控制軟件模塊、管路氣體流量或壓力數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)換軟件模塊、數(shù)據(jù)處理與曲線圖形繪制軟件模塊等。該軟件程序是在控制主機(jī)內(nèi)，按照一定運(yùn)行規(guī)則編譯的，可以實(shí)現(xiàn)燃?xì)饩邷y(cè)試所需的試驗(yàn)氣配制、實(shí)時(shí)流程控制、運(yùn)行工況調(diào)整、數(shù)據(jù)處理、保存和打印功能的綜合軟件系統(tǒng)。通過(guò)程序控制各支管路的氣體流量和閥門開度，得到合適的燃?xì)饬髁?；通過(guò)軟件系統(tǒng)控制總混氣管路上的遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)輸出恒定的或連續(xù)變化的運(yùn)行壓力；并接收測(cè)試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的流量、壓力和溫度等燃?xì)鈹?shù)據(jù)，及煙氣中的C0、02、C02、N0x含量等數(shù)據(jù)，與燃具的燃燒火焰工況信號(hào)；實(shí)現(xiàn)燃燒流程控制、數(shù)據(jù)接收與處理、運(yùn)行工況分析、試驗(yàn)曲線繪制、計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)、打印等功能。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)①燃?xì)庠囼?yàn)配氣。進(jìn)行全組分燃?xì)獾呐錃?；或基于互換性原理，進(jìn)行等效燃燒特性參數(shù)的燃?xì)庠囼?yàn)氣配制；可以進(jìn)行不同城市燃?xì)饨M分的模擬配制，精確配制不同的城市基準(zhǔn)氣或試驗(yàn)氣。②燃?xì)饩邭赓|(zhì)適應(yīng)域測(cè)試?？梢詣?dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的配制燃具測(cè)試用各種試驗(yàn)氣或界限氣，進(jìn)行燃?xì)饩邔?duì)燃?xì)饨M分變化適應(yīng)性的量化測(cè)定。③燃?xì)饩呷紵r的測(cè)試。根據(jù)試驗(yàn)測(cè)試要求，進(jìn)行各種運(yùn)行壓力條件下的、標(biāo)準(zhǔn)的或非標(biāo)的燃具運(yùn)行工況測(cè)定。④運(yùn)行壓力和流量的隨機(jī)調(diào)節(jié)。根據(jù)試驗(yàn)測(cè)試需要，實(shí)現(xiàn)在同一混氣輸送管路上， 輸出恒定的壓力或連續(xù)變化的壓力；及實(shí)現(xiàn)恒定混合燃?xì)饬髁亢瓦\(yùn)行壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)?？刂撇僮鞑襟E如下開始前狀態(tài)，測(cè)試系統(tǒng)中所有原料氣瓶及管道氣全部關(guān)閉，相應(yīng)管路的閥門處于常閉狀態(tài)，總混氣管路的緊急切斷閥門為常開。按照測(cè)試系統(tǒng)要求，安裝好燃?xì)饩撸_啟控制主機(jī)電源及各相應(yīng)電源。之后，1、燃?xì)饩呋鶞?zhǔn)氣燃燒工況與燃燒模式確定(1)燃?xì)饩呋鶞?zhǔn)氣類別已知時(shí)，①如基準(zhǔn)氣為外接的管道燃?xì)釴G，則打開基準(zhǔn)氣管道閥門1-5、1-10，打開總混合氣體管路中手動(dòng)閥門5、燃燒器前閥門12，點(diǎn)燃燃?xì)饩?4的燃燒器，將供氣壓力穩(wěn)定至額定運(yùn)行壓力Po后，調(diào)整燃?xì)饩吖r至最佳燃燒狀況，使燃燒器頭部的火孔內(nèi)外焰清晰、火焰
尚度穩(wěn)定。②進(jìn)行燃燒火焰數(shù)據(jù)特征采集或確定及氣體參數(shù)采集(壓力、溫度、流量)。根據(jù)色譜分析或基準(zhǔn)氣管路上流量計(jì)2-5的反饋數(shù)據(jù)，計(jì)算出基準(zhǔn)氣的燃燒特性參數(shù)，如熱值Hs、華白數(shù)W、燃燒勢(shì)CP、黃焰指數(shù)I”火焰燃燒速度&、理論空氣量Vtl等。③當(dāng)基準(zhǔn)氣不是外接的管道氣時(shí)，根據(jù)燃?xì)饩咩懪粕蠘?biāo)注的燃?xì)忸悇e，按照預(yù)先設(shè)定或手工輸入的試驗(yàn)氣各組分的體積比例，打開各原料氣瓶開關(guān)及減壓閥或調(diào)壓閥，開啟相應(yīng)原料氣管路的流量控制器2-1至2-4，……等至合適的流量開度，使符合該基準(zhǔn)氣組分比例的各原料氣輸出，形成基準(zhǔn)混合燃?xì)?。完成上面的燃?xì)饩呋鶞?zhǔn)氣工況調(diào)整。(2)燃?xì)饩呋鶞?zhǔn)氣類別未知時(shí)，①打開控制軟件系統(tǒng)，進(jìn)行燃?xì)饩呷細(xì)忸悇e確定。首先使用CH4支管路原料氣，點(diǎn)燃燃?xì)饩撸{(diào)整燃具的風(fēng)門開度，看是否為最佳燃燒工況。②如果是，則該灶具為天然氣類12T燃?xì)饩?。③如果不是最佳工況，則根據(jù)GB/T13611-2006標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)燃?xì)夥诸惡突咎匦浴?中表2對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)0#氣的組分比例，開啟測(cè)試系統(tǒng)中相應(yīng)支管路的流量控制器至適當(dāng)開度， 分別進(jìn)行天然氣類(10T、6T、4T、3T)和人工氣類(7R、6R、5R、4R、3R)0#氣的基準(zhǔn)氣測(cè)定，直至確定出該燃?xì)饩叩幕鶞?zhǔn)氣類別。④當(dāng)以上步驟完成后，仍未檢出最佳燃燒工況，則該燃?xì)饩叩倪m用燃?xì)鉃橐夯蜌?，此時(shí)關(guān)閉上面的ch4、H2、&等各支管路流量控制器。⑤開啟C3H8、C4H1(1等管路，按照19Y、20Y、22Y基準(zhǔn)0#氣的組分要求，判定燃?xì)饩邔?duì)應(yīng)的基準(zhǔn)燃?xì)忸悇e。2、燃?xì)饩邭赓|(zhì)適應(yīng)域或燃燒工況的測(cè)定燃?xì)饩邭赓|(zhì)適應(yīng)域或燃燒工況的測(cè)定，主要是調(diào)整燃?xì)饩叩倪\(yùn)行工況，使分別在極限工況下燃燒，一般分別測(cè)試脫火(離焰)、回火、CO超標(biāo)或黃焰等燃燒工況，進(jìn)行一系列極限工況狀態(tài)點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)界限燃?xì)饨M分的數(shù)據(jù)采集和分析。根據(jù)采集的各支管路的流量控制器的體積流量或組分比例，計(jì)算對(duì)應(yīng)的燃燒特性參數(shù)，繪制各燃燒特性曲線。具體如下(1)燃?xì)饩吖r調(diào)整開啟管路中相應(yīng)閥門，管路中通入基準(zhǔn)燃?xì)猓Ⅻc(diǎn)燃燃?xì)饩?。在額定運(yùn)行壓力時(shí)， 調(diào)整燃?xì)饩叩倪\(yùn)行工況，使燃具各項(xiàng)運(yùn)行工況指標(biāo)正常；之后，關(guān)閉燃?xì)饩邆溆谩?2)原料氣源準(zhǔn)備打開各原料氣支管路的供氣閥門，將各原料氣調(diào)壓或減壓至0. 10 0. 30MPa,并
保持穩(wěn)定。(3)燃?xì)饩邊?shù)設(shè)定根據(jù)測(cè)試燃?xì)饩叩氖褂萌細(xì)忸悇e、燃具額定熱負(fù)荷、燃?xì)忸~定運(yùn)行壓力等參數(shù)，設(shè)定燃?xì)饩邷y(cè)試在對(duì)應(yīng)脫火(離焰)、回火、CO超標(biāo)或黃焰等各燃燒工況時(shí)，混氣管路的總?cè)細(xì)饬髁?單位:L/min)。(4)進(jìn)行燃?xì)饩叩拿摶饦O限燃燒工況測(cè)試設(shè)定燃?xì)饣鞖夤苈返目偭髁考皡⑴c配氣的各種原料氣類別，確定參與配氣的各原料氣的實(shí)驗(yàn)步長(zhǎng)，即每次配氣循環(huán)對(duì)應(yīng)的原料氣增減量。將總混氣管路中燃燒器前壓力調(diào)整至1.5倍的額定運(yùn)行壓力。在每次配氣時(shí)，按某一固定比例增加參與配氣組分中的氮?dú)庠蠚獾捏w積(或質(zhì)量)流量，至燃?xì)饩叱霈F(xiàn)脫火時(shí)為止，記錄此時(shí)對(duì)應(yīng)參與配氣的各路原料氣管路的流量計(jì)量裝置的數(shù)據(jù)，計(jì)算混合燃?xì)庵懈鞣N原料氣的體積比例，由此計(jì)算出混合燃?xì)獾母鞣N燃燒特性參數(shù)，如高熱值、相對(duì)密度、華白數(shù)、燃燒勢(shì)、黃焰指數(shù)、火焰燃燒速度、理論空氣量等。在測(cè)試過(guò)程中，由實(shí)驗(yàn)測(cè)試軟件系統(tǒng)自動(dòng)控制各原料氣支管路的流量計(jì)量裝置與總混氣管路的遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置，對(duì)混氣管路的總流量和燃燒器前壓力進(jìn)行自動(dòng)聯(lián)控閉環(huán)調(diào)節(jié)，保持恒定混氣流量時(shí)輸出恒定的燃燒器前壓力；也可操作控制臺(tái)上的調(diào)節(jié)按鈕， 對(duì)總混氣管路上的遠(yuǎn)控氣體壓力調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，維持恒定壓力輸出。(5)進(jìn)行燃?xì)饩叩幕鼗饦O限燃燒工況測(cè)試設(shè)定燃?xì)饣鞖夤苈返目偭髁考皡⑴c配氣的各種原料氣類別，確定參與配氣的各原料氣的實(shí)驗(yàn)步長(zhǎng)，即每次配氣循環(huán)對(duì)應(yīng)的原料氣增減量。將總混氣管路中燃燒器前壓力調(diào)整至0.5倍的額定運(yùn)行壓力。在每次配氣時(shí)，按某一固定比例增加參與配氣組分中的氫氣原料氣的體積(或質(zhì)量)流量，至燃?xì)饩叱霈F(xiàn)回火時(shí)為止，記錄此時(shí)對(duì)應(yīng)參與配氣的各原料氣支管路的流量計(jì)量裝置的參數(shù)數(shù)據(jù)，并計(jì)算混合燃?xì)獾母黜?xiàng)燃燒特性指數(shù)。保持測(cè)試試驗(yàn)中，總混氣管路中燃燒器前壓力的穩(wěn)定。(6)進(jìn)行燃?xì)饩叩腃O超標(biāo)或黃焰極限燃燒工況測(cè)試同理進(jìn)行燃?xì)饩叩腃O超標(biāo)或黃焰極限燃燒工況測(cè)試，維持總混氣管路中燃燒器前壓力為1.5倍的額定運(yùn)行壓力，每次配氣時(shí)，按某一固定比例增加參與配氣組分中的丙烷或丁烷等高烴組分原料氣的體積(或質(zhì)量)流量，至燃?xì)饩叱霈F(xiàn)CO超標(biāo)或黃焰時(shí)為止； 記錄出現(xiàn)CO超標(biāo)或黃焰時(shí)對(duì)應(yīng)混合燃?xì)庵懈髀吩蠚獾谋壤?，?jì)算混合燃?xì)獾母黜?xiàng)燃燒特性參數(shù)。保持測(cè)試試驗(yàn)中總混氣管路的燃燒器前壓力的穩(wěn)定。(7)燃具氣質(zhì)適應(yīng)域的建立選擇燃?xì)獾年P(guān)鍵燃燒特性參數(shù)，如華白數(shù)、燃燒勢(shì)；以華白數(shù)——燃燒勢(shì)參數(shù)分別為X軸自變量和Y軸因變量建立平面直角坐標(biāo)系，標(biāo)出燃?xì)饩咴诨鶞?zhǔn)燃?xì)鈺r(shí)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)， 及分別在脫火(離焰)、回火、CO超標(biāo)或黃焰時(shí)各測(cè)試極限點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)位置；各極限點(diǎn)圍成的區(qū)域，即為燃?xì)饩叩臍赓|(zhì)適應(yīng)域。同樣可以選擇其他燃燒特性參數(shù)組合，建立二維平面或三維立面的坐標(biāo)系，表示燃?xì)獾臍赓|(zhì)適應(yīng)域。3、燃?xì)鈱?shí)驗(yàn)配氣(1)根據(jù)燃?xì)馊拷M分進(jìn)行配氣根據(jù)燃?xì)饩呷紵璧幕鶞?zhǔn)氣或試驗(yàn)氣的所有組分比例，設(shè)定好燃?xì)饩呷紵璧目偦鞖饬髁考案鳉怏w組分比例；打開各原料氣支管路，控制各路流量計(jì)量裝置的閥門開度，使各路原料氣輸出所需組分比例份額的氣體流量，流入總混氣管路，經(jīng)過(guò)調(diào)壓后備用。(2)根據(jù)燃?xì)獾娜紵匦灾笖?shù)進(jìn)行等效實(shí)驗(yàn)配氣。按照燃?xì)饩呷紵璧幕鶞?zhǔn)氣的關(guān)鍵燃燒特性參數(shù)，如燃?xì)獾母邿嶂?、相?duì)密度、 華白數(shù)、燃燒勢(shì)、黃焰指數(shù)、火焰燃燒速度、理論空氣量，計(jì)算出試驗(yàn)氣在與基準(zhǔn)氣相同燃燒特性參數(shù)時(shí)的各原料氣的組分比例，進(jìn)行燃燒性能等效的實(shí)驗(yàn)配氣。后續(xù)步驟同上。
權(quán)利要求1.一種測(cè)定燃?xì)饩叩臍赓|(zhì)適應(yīng)域或燃具燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于由多個(gè)原料氣供應(yīng)裝置、支管路氣體流量計(jì)量裝置、管道閥門、混合氣母管、混氣壓力顯示裝置、混氣管路緊急切斷裝置、氣體過(guò)濾器、安全放散裝置、遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置、燃?xì)饩呷紵髑皦毫︼@示裝置、燃燒器前閥門、連接軟管、測(cè)試用燃?xì)饩摺煔馊悠?、煙氣分析儀、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、控制主機(jī)、數(shù)據(jù)/信號(hào)傳輸線構(gòu)成；由多路單一氣體或多路多組分氣體組成配氣原料氣支管路，各支管路上分別依次連接原料氣供給裝置、支管路氣體流量計(jì)量裝置、管道閥門后匯合連接至原料氣混合母管，該混合氣母管與總混氣輸送管路的輸入端口連通，總混氣輸送管路上依次安裝有壓力顯示裝置、混氣緊急切斷裝置、氣體過(guò)濾器、安全放散裝置、遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置、燃具燃燒器前壓力顯示裝置、燃燒器前閥門，閥門出口通過(guò)連接軟管與燃?xì)饩哌B接；其中支管路上安裝的氣體流量計(jì)量裝置、壓力顯示裝置、遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置、燃具燃燒器前壓力顯示裝置，皆通過(guò)數(shù)據(jù)/信號(hào)傳輸線與控制主機(jī)的數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接，實(shí)現(xiàn)氣體流量、壓力等電壓或電流信號(hào)和控制指令的雙向/單向傳輸；煙氣分析儀通過(guò)數(shù)據(jù)線與主機(jī)的串口連接，混氣緊急切斷裝置與控制主機(jī)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定燃?xì)饩叩臍赓|(zhì)適應(yīng)域或燃具燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于上述遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置由普通氣體調(diào)壓器、電機(jī)和可伸縮聯(lián)軸器組成；普通氣體調(diào)壓器的上蓋上固定電機(jī)支架，電機(jī)安裝在電機(jī)支架上；可伸縮聯(lián)軸器由帶方孔的調(diào)壓器彈簧預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺釘、方形軸桿和銷子組成，方形軸桿及銷子安裝在電機(jī)軸上，方形軸桿垂直穿過(guò)帶方孔的調(diào)壓器彈簧預(yù)緊力調(diào)節(jié)螺釘和氣體調(diào)壓閥內(nèi)的調(diào)壓彈簧；電機(jī)通過(guò)導(dǎo)線與工控機(jī)或手動(dòng)按鈕連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定燃?xì)饩叩臍赓|(zhì)適應(yīng)域或燃具燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于上述支管路氣體流量計(jì)量裝置由兼具高精度流量計(jì)量與閥門動(dòng)態(tài)控制功能的質(zhì)量流量控制器或?qū)恿魇搅髁坑?jì)組成；控制主機(jī)通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)/信號(hào)傳輸線與質(zhì)量流量控制器或?qū)恿魇搅髁坑?jì)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)與控制指令的雙向傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定燃?xì)饩叩臍赓|(zhì)適應(yīng)域或燃具燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于上述混合氣母管是由直徑為支管路直徑1 5倍的同材質(zhì)管材構(gòu)成的一段管道，一側(cè)密封，一側(cè)開口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定燃?xì)饩叩臍赓|(zhì)適應(yīng)域或燃具燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于上述壓力顯示裝置由壓力變送器及壓力計(jì)或壓力表組成，傳輸?shù)臄?shù)字壓力信號(hào)通過(guò)信號(hào)傳輸線和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊與控制主機(jī)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定燃?xì)饩叩臍赓|(zhì)適應(yīng)域或燃具燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于上述混氣管路緊急切斷裝置由一只管道閥門及一只電動(dòng)或氣動(dòng)開關(guān)閥串聯(lián)構(gòu)成， 通過(guò)控制臺(tái)的按鈕或?qū)嶒?yàn)測(cè)試控制軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合燃?xì)夤苈返木o急狀況時(shí)的切斷操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定燃?xì)饩叩臍赓|(zhì)適應(yīng)域或燃具燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于上述氣體過(guò)濾器內(nèi)部安裝有兩道目數(shù)不大于0. 5mm的不銹鋼網(wǎng)格。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)定燃?xì)饩叩臍赓|(zhì)適應(yīng)域或燃具燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于上述安全放散裝置由放散閥、放散管路、放散氣體流量計(jì)、放散燃燒器組成，安全放散閥的放散壓力值為51^^<放散壓力< lOkPa。
專利摘要一種測(cè)定燃?xì)饩叩臍赓|(zhì)適應(yīng)域或燃具燃燒工況的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，由原料氣供應(yīng)裝置、支管路氣體流量計(jì)量裝置、管道閥門、混合氣母管、混氣壓力顯示裝置、混氣管路緊急切斷裝置、氣體過(guò)濾器、安全放散裝置、遠(yuǎn)控混氣壓力調(diào)節(jié)裝置、燃?xì)饩呷紵髑皦毫︼@示裝置、燃燒器前閥門、連接軟管、測(cè)試用燃?xì)饩摺煔馊悠?、煙氣分析儀、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、控制主機(jī)、數(shù)據(jù)/信號(hào)傳輸線構(gòu)成。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是①可高精度地完成燃?xì)庠囼?yàn)配氣。②可進(jìn)行燃?xì)饩邭赓|(zhì)適應(yīng)域的量化測(cè)試。③可進(jìn)行燃?xì)饩呷紵r的隨機(jī)測(cè)試。④可進(jìn)行運(yùn)行壓力和流量的隨機(jī)調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)G01M99/00GK202133557SQ201120219538
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者王啟, 王立權(quán), 趙自軍, 高文學(xué) 申請(qǐng)人:中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院