專利名稱：一種智能燃燒系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在工程機(jī)械設(shè)備上使用的智能燃燒系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
工程機(jī)械設(shè)備上，使用燃燒器的基本要求在于火焰充分燃燒，及保持穩(wěn)定的被加熱料的出料溫度。燃燒不充分不僅會(huì)降低燃燒熱效率，在極端的情況下還可能引起干燥滾筒燃燒，被加熱料的溫度不穩(wěn)定，將嚴(yán)重影響成品料的質(zhì)量；如何準(zhǔn)確可靠地判斷干燥滾筒中火焰燃燒狀態(tài)，并保持充分的燃燒狀態(tài)就成了首要解決的問(wèn)題，而被加熱料的出料溫度的穩(wěn)定將直接影響到成品料質(zhì)量的穩(wěn)定性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的工程機(jī)械設(shè)備的燃燒系統(tǒng)中由于火焰燃燒不充分及骨料出料溫度不穩(wěn)定造成的熱量浪費(fèi)及骨料成品料質(zhì)量不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，提供一種智能燃燒系統(tǒng)及其控制方法。
本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種智能燃燒系統(tǒng)，包括有一燃燒室及一燃燒器，還包括有設(shè)置于該燃燒室上的一骨料進(jìn)料溫度檢測(cè)裝置、一尾氣溫度及CO含量檢測(cè)裝置、一骨料出料溫度檢測(cè)裝置和一火焰圖像檢測(cè)裝置，該燃燒器、該骨料進(jìn)料溫度檢測(cè)裝置、該尾氣溫度及CO含量檢測(cè)裝置、該骨料出料溫度檢測(cè)裝置和該火焰圖像檢測(cè)裝置均連接于一中央控制器，該中央控制器還連接有一報(bào)警裝置和一人機(jī)交互界面。
一種上述的智能燃燒系統(tǒng)的智能燃燒控制方法，采集骨料進(jìn)料溫度信息、采集尾氣溫度及CO含量信息、采集骨料出料溫度信息和采集燃燒火焰圖像信息，采集到的信息返回中央處理器，與燃燒器設(shè)定參數(shù)進(jìn)行對(duì)比運(yùn)算，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果來(lái)控制燃燒器的供油量、供風(fēng)量及霧化油壓，在控制過(guò)程中如有異常信息或機(jī)械故障信息，則通過(guò)報(bào)警裝置輸出報(bào)自目 I R ο
上述的智能燃燒控制方法，包括如下步驟:
步驟一，根據(jù)各種骨料比熱值及采集到的進(jìn)料溫度信息計(jì)算出當(dāng)前所有骨料的總熱量，根據(jù)設(shè)定骨料出料溫度信息計(jì)算出需要的總熱量；
步驟二，根據(jù) 能量守恒定律計(jì)算出燃燒器目標(biāo)供油量，根據(jù)風(fēng)油比，計(jì)算出燃燒器目標(biāo)供風(fēng)量；
步驟三，根據(jù)尾氣溫度及干燥滾筒自身熱量損耗計(jì)算出總熱損耗，干燥滾筒自身熱量損耗根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值得到；
步驟四，根據(jù)采集到的骨料出料溫度信息判斷骨料出料溫度是否達(dá)到設(shè)定目標(biāo)溫度，根據(jù)采集到的燃燒火焰圖像信息和尾氣CO含量信息判斷火焰燃燒是否充分，假設(shè)都滿足要求，則不再進(jìn)行調(diào)整；假設(shè)未達(dá)到設(shè)定目標(biāo)溫度，則根據(jù)總熱損耗，返回步驟二 ；假設(shè)火焰燃燒不充分，則調(diào)整燃燒器目標(biāo)供風(fēng)量；
步驟五，燃燒正常后，將骨料信息、燃油信息及燃燒參數(shù)記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，在下次相同燃燒情況時(shí)，可將燃燒器快速調(diào)整到位；
步驟六，在燃燒過(guò)程中，若出現(xiàn)異常信息或由于機(jī)械故障一直調(diào)整不到燃燒最佳狀態(tài)，中央控制器將對(duì)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警指令，由報(bào)警裝置輸出報(bào)警信息。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種智能燃燒系統(tǒng)及其控制方法可保證火焰燃燒充分并控制骨料出料溫度穩(wěn)定可靠，從而保證燃燒熱量不浪費(fèi)并保證最終成品料的質(zhì)量穩(wěn)定可靠，且本發(fā)明不需考慮各地的油品品質(zhì)差異，可采用不同地區(qū)的油品作為燃料，具有廣泛的適應(yīng)性。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖2為本發(fā)明的邏輯框圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1、圖2，本發(fā)明的一種智能燃燒系統(tǒng)，包括有一燃燒室6及一燃燒器7，還包括有設(shè)置于燃燒室6上的一骨料進(jìn)料溫度檢測(cè)裝置1、一尾氣溫度及CO含量檢測(cè)裝置2、一骨料出料溫度檢測(cè)裝置3和一火焰圖像檢測(cè)裝置4，燃燒器7、骨料進(jìn)料溫度檢測(cè)裝置1、尾氣溫度及CO含量檢測(cè)裝置2、骨料出料溫度檢測(cè)裝置3和火焰圖像檢測(cè)裝置4均連接于一中央控制器5，中央控制器5還連接有一報(bào)警裝置8和一人機(jī)交互界面9。
骨料進(jìn)料溫度檢測(cè)裝置I用于采集骨料進(jìn)料溫度信息，尾氣溫度及CO含量檢測(cè)裝置2用于采集尾氣溫度及CO含量信息，骨料出料溫度檢測(cè)裝置3用于采集骨料出料溫度信息，火焰圖像檢測(cè)裝置4用于采集燃燒火焰圖像信息，采集到的信息返回中央處理器5，與燃燒器7的設(shè)定參數(shù)進(jìn)行對(duì)比運(yùn)算，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果來(lái)控制燃燒器7的供油量、供風(fēng)量及霧化油壓，在控制過(guò)程中如有異常信息或機(jī)械故障信息，則通過(guò)報(bào)警裝置8輸出報(bào)警信息。
下面以3000型浙青設(shè)備的燃燒系統(tǒng)為例來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明:
1、假設(shè)骨料進(jìn)料按標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷計(jì)算，每小時(shí)240噸，進(jìn)料標(biāo)準(zhǔn)速度為66.7kg/s ;假設(shè)其中冷骨料中有粗沙I種、細(xì)沙I種、石子3種，每種料為20%。其中料溫為30度(進(jìn)料溫度)，料都是比較干的含水率為0%;假設(shè)設(shè)定骨料加熱目標(biāo)溫度為180度；假設(shè)Qr為Ikg燃油產(chǎn)生的熱量:425 00kJ/kg;
2、按照上述確定各種骨料的比熱值，采用公式QB=GXC計(jì)算出骨料各自的比熱量QB，式中G為骨料實(shí)際重量，C該骨料的比熱值，通過(guò)計(jì)算得出:
粗沙:66.7*20%*0.22=2.93 (kcal/s.°C )
細(xì)沙:66.7*20%*0.18=2.4 (kcal/s.°C )
石子:66.7*20%*0.22*3=8.79 (kcal/s.°C )
骨料總比熱量:2.93+2.4+8.79=14.12 (kcal/s.V );
3、骨料加熱到 180 度需要熱量:(180-30) *14.12=2118 (kcal/s)；根據(jù)lkj=238cal 公式得燃燒系統(tǒng)的有效利用熱 ％:42500 α/1^=10115000ο&1/1^=101151 ^1/kg ;根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算出每秒理論供油量2118/10115*1=0.21 (kg/s)；
4、根據(jù)風(fēng)油比關(guān)系計(jì)算出每秒理論供風(fēng)量，確保燃燒充分；根據(jù)油壓比計(jì)算出霧化壓力，確保霧化效果；
5、上述是在沒(méi)有計(jì)算熱能損失情況下供油的，由于燃燒系統(tǒng)向周圍空氣散失的熱量比較固定可用經(jīng)驗(yàn)值計(jì)算Q4 (3%);排煙帶走的熱量與出風(fēng)量大小，煙氣溫度高低有很大的關(guān)系，因此排煙損失熱量是不斷的變化的Q2 ；
6、假設(shè)尾氣溫度為228.7度，常溫為30度，則尾氣溫度損失比例根據(jù)公式:H= (H1-H2)/Q* 100
H:表示溫度損失率
H1:表不尾氣溫度排煙洽
H2:表示常溫空氣j:含
Q:表示燃油產(chǎn)生的熱量；
根據(jù)查溫焓表30度溫焓為425.1 ；228.7度溫焓為4039.4 ;代入公式得(4039.4-425.1) /42500*100=8.50%，計(jì)算得出尾氣溫度損失率為 8.50% ；
在燃燒充分的情況下根據(jù)Qr=Qi+Q2+Q4公式可得
Qr=Q^Qr=I=S.5%+Qr*3%
Q1=Qr^(1-1LS0Zo)；
由上述數(shù)據(jù)及公式可得，供油裝置實(shí)際供油需要0.21/88.5%=0.237 (kg/s)；
7、再根據(jù)風(fēng)油比關(guān)系，計(jì)算出實(shí)際供風(fēng)量；再根據(jù)油壓比計(jì)算出需要霧化壓力的實(shí)際壓力；
8、通過(guò)火焰圖像檢測(cè)返回圖像信號(hào)，由中央控制器5判斷火焰燃燒是否充分，假設(shè)火焰燃燒不充分，中央控制器5根據(jù)實(shí)際燃燒情況再發(fā)出指令增加供風(fēng)量，以達(dá)到燃燒充分要求。
上述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì) 性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
權(quán)利要求
1.一種智能燃燒系統(tǒng)，包括有一燃燒室及一燃燒器，其特征在于:還包括有設(shè)置于該燃燒室上的一骨料進(jìn)料溫度檢測(cè)裝置、一尾氣溫度及CO含量檢測(cè)裝置、一骨料出料溫度檢測(cè)裝置和一火焰圖像檢測(cè)裝置，該燃燒器、該骨料進(jìn)料溫度檢測(cè)裝置、該尾氣溫度及CO含量檢測(cè)裝置、該骨料出料溫度檢測(cè)裝置和該火焰圖像檢測(cè)裝置均連接于一中央控制器，該中央控制器還連接有一報(bào)警裝置和一人機(jī)交互界面。
2.—種權(quán)利要求1所述的智能燃燒系統(tǒng)的智能燃燒控制方法，其特征在于:采集骨料進(jìn)料溫度信息、采集尾氣溫度及CO含量信息、采集骨料出料溫度信息和采集燃燒火焰圖像信息，采集到的信息返回中央處理器，與燃燒器設(shè)定參數(shù)進(jìn)行對(duì)比運(yùn)算，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果來(lái)控制燃燒器的供油量、供風(fēng)量及霧化油壓，在控制過(guò)程中如有異常信息或機(jī)械故障信息，則通過(guò)報(bào)警裝置輸出報(bào)警信息。
3.如權(quán)利要求2所述的智能燃燒控制方法，其特征在于包括如下步驟: 步驟一，根據(jù)各種骨料比熱值及采集到的進(jìn)料溫度信息計(jì)算出當(dāng)前所有骨料的總熱量，根據(jù)設(shè)定骨料出料溫度信息計(jì)算出需要的總熱量； 步驟二，根據(jù)能量守恒定律計(jì)算出燃燒器目標(biāo)供油量，根據(jù)風(fēng)油比，計(jì)算出燃燒器目標(biāo)供風(fēng)量； 步驟三，根據(jù)尾氣溫度及干燥滾筒自身熱量損耗計(jì)算出總熱損耗，干燥滾筒自身熱量損耗根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值得到； 步驟四，根據(jù)采集到的骨料出料溫度信息判斷骨料出料溫度是否達(dá)到設(shè)定目標(biāo)溫度，根據(jù)采集到的燃燒火焰圖像信息和尾氣CO含量信息判斷火焰燃燒是否充分，假設(shè)都滿足要求，則不再進(jìn)行調(diào)整；假設(shè)未達(dá)到設(shè)定目標(biāo)溫度，則根據(jù)總熱損耗，返回步驟二 ；假設(shè)火焰燃燒不充分，則調(diào)整燃燒器目標(biāo)供風(fēng)量； 步驟五，燃燒正常后，將骨料信息、燃油信息及燃燒參數(shù)記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中，在下次相同燃燒情況時(shí)，可將燃燒器快速調(diào)整到位； 步驟六，在燃燒過(guò)程中，若出現(xiàn)異常信息或由于機(jī)械故障一直調(diào)整不到燃燒最佳狀態(tài)，中央控制器將對(duì)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警指令，由報(bào)警裝置輸出報(bào)警信息。
全文摘要
一種智能燃燒系統(tǒng)及其控制方法，采集骨料進(jìn)料溫度信息、采集尾氣溫度及CO含量信息、采集骨料出料溫度信息和采集燃燒火焰圖像信息，采集到的信息返回中央處理器，與燃燒器設(shè)定參數(shù)進(jìn)行對(duì)比運(yùn)算，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果來(lái)控制燃燒器的供油量、供風(fēng)量及霧化油壓，在控制過(guò)程中如有異常信息或機(jī)械故障信息，則通過(guò)報(bào)警裝置輸出報(bào)警信息。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可保證火焰燃燒充分并控制骨料出料溫度穩(wěn)定可靠，從而保證燃燒熱量不浪費(fèi)并保證最終成品料的質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
文檔編號(hào)F26B23/02GK103162309SQ20131006993
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者彭思明, 李國(guó)付, 肖鐘錫, 余生根 申請(qǐng)人:福建南方路面機(jī)械有限公司