空燃電子比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及燃燒技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種空燃電子比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 化石燃料作為不可再生型資源在全球工業(yè)化進(jìn)程中面臨日漸枯竭，節(jié)能減排已成 為全球性主題。全國在運(yùn)燃?xì)忸悷崃υO(shè)備近20萬臺套，年燃燒氣體燃料約400~700億立方 米。在日復(fù)一日消耗著巨量資源的同時，燃燒產(chǎn)物CO油巧義約7700~13500萬噸/年，NOx排放 量也相應(yīng)巨大。
[0003] 目前，常規(guī)燃燒設(shè)備爐內(nèi)燃燒由于空燃配比不佳，導(dǎo)致燃燒效率不高，燃燒工況負(fù) 荷點(diǎn)位一般設(shè)計為4~6個。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例通過提供一種空燃電子比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有燃燒設(shè)備爐內(nèi)燃 燒效率不高的技術(shù)問題。
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種空燃電子比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括空氣調(diào)節(jié)閥、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥， 空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器，所述空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器的控制端與所述空氣調(diào)節(jié)閥的控 制信號輸入端連接，所述空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器的控制端與所述燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥的控制信號 輸入端連接，所述空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器用于執(zhí)行如下步驟：
[0006] 將檢測到的入爐空氣溫度參數(shù)輸入所述空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器中；
[0007] 將M個預(yù)選燃燒工況點(diǎn)單獨(dú)所需的理論最小燃?xì)饬髁糠謩e與所述入爐空氣溫度進(jìn) 行積算出每個所述預(yù)選燃燒工況點(diǎn)的最佳空燃流量，其中，M為8~40的整數(shù)；
[000引確定每個所述最佳空燃流量匹配的空氣調(diào)節(jié)閥開度和燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥開度；
[0009] 控制啟動點(diǎn)火；
[0010] 在點(diǎn)火之后，控制燃燒設(shè)備爐膛內(nèi)的燃燒負(fù)荷從點(diǎn)火負(fù)荷依次經(jīng)過所述M個預(yù)選 燃燒工況點(diǎn)后達(dá)到全負(fù)荷，其中，在經(jīng)過每個所述預(yù)選燃燒工況點(diǎn)時，控制所述空氣調(diào)節(jié)閥 調(diào)節(jié)至與當(dāng)前最佳空燃流量匹配的空氣調(diào)節(jié)閥開度，W及控制所述燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)至與所 述當(dāng)前最佳空燃流量匹配的燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥開度，并自動記憶存儲。
[0011] 優(yōu)選的，所述空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器還用于：
[0012] 在所述控制燃燒設(shè)備爐膛內(nèi)的燃燒負(fù)荷從點(diǎn)火負(fù)荷依次經(jīng)過所述M個預(yù)選燃燒工 況點(diǎn)后達(dá)到全負(fù)荷的過程中，監(jiān)測每個所述預(yù)選燃燒工況點(diǎn)的燃燒狀況；
[0013] 在監(jiān)測到第i預(yù)選燃燒工況點(diǎn)的燃燒效率小于預(yù)設(shè)效率闊值時，對所述第i預(yù)選燃 燒工況點(diǎn)所匹配的所述最佳空燃流量進(jìn)行修正，其中，所述第i預(yù)選燃燒工況點(diǎn)為所述M個 預(yù)選燃燒工況點(diǎn)中的任一個，i為大于1小于等于M的整數(shù)。
[0014] 優(yōu)選的，所述空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器具體控制所述燃燒設(shè)備爐膛內(nèi)燃燒過程經(jīng) 過運(yùn)行驗證的40個所述預(yù)選燃燒工況點(diǎn)，其中，每個所述預(yù)選燃燒工況點(diǎn)對應(yīng)一組閥開度 值，40個所述預(yù)選燃燒工況點(diǎn)中包括多個典型工況和介于相鄰所述典型工況間的多個過渡 工況。
[0015] 優(yōu)選的，所述典型工況包括火力順次增大的如下工況：點(diǎn)火工況、第一火力工況、 第二火力工況、第=火力工況，最大火力工況；
[0016] 其中，所述點(diǎn)火工況對應(yīng)的一組閥開度值為:所述燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥開度6%，所述空氣 調(diào)節(jié)閥開度為10%;
[0017] 其中，所述第一火力工況對應(yīng)的一組閥開度值為:所述燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥開度18%，所述 空氣調(diào)節(jié)閥開度為30%;
[0018] 其中，所述第二火力工況對應(yīng)的一組閥開度值為:所述燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥開度33%，所述 空氣調(diào)節(jié)閥開度為50%;
[0019] 其中，所述第=火力工況對應(yīng)的一組閥開度值為:所述燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥開度40%，所述 空氣調(diào)節(jié)閥開度為70%;
[0020] 其中，所述最大火力工況對應(yīng)的一組閥開度值為:所述燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥開度65%，所述 空氣調(diào)節(jié)閥開度為95%。
[0021] 優(yōu)選的，所述空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器具體用于:根據(jù)如下公式進(jìn)行積算每個所 述最佳空燃流量：
[002引其中，Vk為空氣熱態(tài)工況流量，Vr為所述理論最小燃?xì)饬髁?，此、C0、CmHn、此S、02表 示燃?xì)庵忻糠N氣體組分的體積分?jǐn)?shù)，m為碳原子數(shù)，n為氨原子數(shù)，a為過?？諝庀禂?shù)，T為入 爐空氣溫度。
[0024] 優(yōu)選的，所述空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器具體用于:根據(jù)如下公式積算關(guān)系得到每 個所述空氣調(diào)節(jié)閥開度：
[0025] 當(dāng)e為0%~10%時，Vk=(0%~10%)XVkm;
[0026] 當(dāng)0為 11 %~30%時，Vk= (11 %~30%) XVkmX 1.05;
[0027] 當(dāng)e為31%~40%時，Vk=(31%~40%)XVkmX1.08;
[002引 當(dāng)0為41%~75%時，Vk= (41%~75%) XV VkmX 1.1;
[0029] 當(dāng)0為80%~90%時，Vk = 95% XVkm;
[0030] 當(dāng) 0為 >91 %時，Vk = Vkm;
[0031] 其中，0為所述空氣調(diào)節(jié)閥開度，Vk為所述空氣熱態(tài)工況流量，Vkm為空氣熱態(tài)全流 量。
[0032] 優(yōu)選的，所述空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器還用于:根據(jù)如下公式積算關(guān)系得到每個 所述燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥開度：
[0033] 當(dāng)§為0%~10%時，VR=(0~10%)XVl?m;
[0034] 當(dāng)§為ll%~30%時，VR=(ll~30%)XVRmX1.05;
[0035] 當(dāng)§為31%~40%時，VR=(31~40%)XVRmX1.08;
[0036] 當(dāng)§為41 %~75%時，Vr= (41 ~75%) XVRmX 1.1;
[0037] 當(dāng)§為80%~90%時，Vr = 95% XVRm;
[003引 當(dāng)§為>91%時，VR = VRm;
[0039] 其中，§為所述燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥開度，Vr為所述理論最小燃?xì)饬髁浚琕Rm為燃?xì)馊髁俊?br>[0040] 優(yōu)選的，所述空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器具體為可編程邏輯控制器，其中，已在對所 述可編程邏輯控制器的編程中輸入燃?xì)獾慕M分特性、a值選取范圍，W及參與計算的全部數(shù) 學(xué)算式。
[0041] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種或多種技術(shù)方案，至少實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：
[0042] 本發(fā)明實(shí)施例提供的空燃電子比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)，將檢測到的入爐空氣溫度參數(shù)值輸 入空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器中；將M個預(yù)選燃燒工況點(diǎn)單獨(dú)所需的理論最小燃?xì)饬髁糠謩e 與入爐空氣溫度進(jìn)行積算出每個預(yù)選燃燒工況點(diǎn)的最佳空燃流量，確定每個最佳空燃流量 匹配的空氣調(diào)節(jié)閥開度和燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥開度;從而能夠使燃燒負(fù)荷變化在經(jīng)過每個預(yù)選燃燒 工況點(diǎn)時，控制空氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)至與當(dāng)前最佳空燃流量匹配的空氣調(diào)節(jié)閥開度，W及控制 燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)至與當(dāng)前最佳空燃流量匹配的燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥開度。確定出的多組最佳閥開度 值足夠保證燃燒工況負(fù)荷變化要求，解決了現(xiàn)有燃燒設(shè)備爐內(nèi)燃燒效率不高的技術(shù)問題， 達(dá)到精準(zhǔn)空燃配比，實(shí)現(xiàn)燃燒效率的提高，達(dá)到燃燒效率100%。
【附圖說明】
[0043] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0044] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中空燃電子比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)與燃燒設(shè)備連通的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中空燃電子比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0046] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0047] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種空燃電子比例調(diào)節(jié)系統(tǒng)，參考圖1所示，包括空氣調(diào)節(jié)閥 1、燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥2和空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器3,空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器3的控制端與空氣 調(diào)節(jié)閥1的控制信號輸入端連接，空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器3的控制端與燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥2的控 制信號輸入端連接，參考圖2所示，空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器3用于執(zhí)行如下步驟：
[0048] S1、將檢測到入爐空氣溫度參數(shù)輸入空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器3中。具體的，入爐 空氣溫度由燃燒設(shè)備4的測溫系統(tǒng)進(jìn)行檢測并輸出。
[0049] S2、將M個預(yù)選燃燒工況點(diǎn)單獨(dú)所需的理論最小燃?xì)饬髁糠謩e與入爐空氣溫度進(jìn) 行積算出每個預(yù)選燃燒工況點(diǎn)的最佳空燃流量，其中，M為8~40的整數(shù)；
[0050] 在具體實(shí)施過程中，空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器3具體用于根據(jù)如下公式1進(jìn)行積算 每個最佳空燃流量：
[00對其中，Vk為空氣熱態(tài)工況流量，Vr為理論最小燃?xì)饬髁?出、C0、CmHn、此S、02表示燃 氣中每種氣體組分的體積分?jǐn)?shù);m為碳原子數(shù)，n為氨原子數(shù);a為過剩空氣系數(shù)，T為入爐空 氣溫度。
[0053] 具體的，過剩空氣系數(shù)a為1.05~1.15，在具體實(shí)施過程中進(jìn)行不斷修正得到更適 配的過剩空氣系數(shù)。
[0054] 比如，W點(diǎn)火工況為例，理論計算出點(diǎn)火工況所需的理論最小燃?xì)饬髁?，將此理?最小燃?xì)饬髁繋牍?計算出點(diǎn)火工況下的空氣熱態(tài)工況流量。
[0055] 在具體實(shí)施過程中，預(yù)選燃燒工況點(diǎn)至少選擇9個，預(yù)選燃燒工況點(diǎn)包括多個典型 工況和介于相鄰典型工況間的多個過渡工況。典型工況包括火力順次增大的如下工況：點(diǎn) 火工況、第一火力工況、第二火力工況、第=火力工況，最大火力工況。
[0056] S3、確定每個最佳空燃流量匹配的空氣調(diào)節(jié)閥開度和燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥開度。
[0057] 在具體實(shí)施過程中，為了建立全面完善的最佳空燃比關(guān)系，通過大量運(yùn)行驗證，確 定40組最佳的閥開度值，即：M為40,40個預(yù)選燃燒工況點(diǎn)與40組最佳的閥開度值一對一的 對應(yīng)，則空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器3具體控制燃燒過程負(fù)荷變化經(jīng)過運(yùn)行驗證的40個預(yù)選 燃燒工況點(diǎn)并驗證后固化相應(yīng)工況值，形成程序化模式，從而滿足燃燒工況負(fù)荷變化要求。 [005引在具體實(shí)施過程中，空燃電子比例調(diào)節(jié)控制器3具體用于根據(jù)如下公式積算關(guān)系 得到每個預(yù)選燃燒工況點(diǎn)下的空氣調(diào)節(jié)閥開度：
[0059] 當(dāng)e為0%~10%時，Vk=(0%~10%)XVkm;
[0060] 當(dāng)e為ll%~30%時，Vk=(ll%~30%)XVkmX1.05;
[0061 ]當(dāng)e為31%~40%時，Vk=(31%~40%)XVkmX1.08;
[0062] 當(dāng)(6為41%~75%時，Vk=(41%~75%)XVVkmXl.l;
[0063] 當(dāng)0為80%~90%時，Vk = 95% XVkm;
[0064] 當(dāng) 0為 >91 %時，Vk = Vkm;<