應用於陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統的製作方法
2023-05-30 02:29:01
專利名稱：應用於陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種燃燒氣體和助燃空氣兩者的比例控制系統，特別是指一種應用於陶瓷窯爐餘熱間接加熱的高溫助燃空氣與天然氣的線性比例控制系統。
背景技術：
在陶瓷窯爐生產過程中，經常會燃燒並產生高溫餘熱，利用這高溫餘熱對助燃氣體加熱然後再參與燃燒將極大地提高燃燒效率，這種方法在現今的企業生產中已經較為普及。我們知道，天然氣和空氣具有一定的燃燒比例，當兩者比例偏小或偏大時都會影響燃燒效率，使天然氣得不到充分燃燒。在大規模的窯爐燒制過程中，沒有充分燃燒的天然氣將會造成極大的浪費，而且還會造成一定的空氣汙染。目前較先進的控制系統為粗略的空燃比例控制，即對每組助燃空氣的控制選用自動蝶閥控制其流量完成和天然氣的配比，而自動蝶閥的開度與流量特性不成線性，導致控制過程不穩定，控制精度差，進而影響天然氣的燃燒效率。另外，助燃空氣加熱後並沒有進一步採取恆溫控制，利用陶瓷窯爐餘熱間接加熱空氣至350度-450度範圍內(由於餘熱受天氣和產量的變化而變化)，加熱後的助燃空氣在恆壓不恆溫的情況下，助燃空氣的流量會隨著溫度的變化而變化，從而導致比例控制的失效，造成燃燒過程不穩定，能源浪費大的缺點。
實用新型內容本實用新型提供了比例控制系統，其目的在於克服現有技術存在的無法準確控制燃燒比例，燃燒效率較低的缺陷。本實用新型的技術方案如下應用於陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統，包括控制單元、熱空氣管道、冷空氣管道以及出口均與陶瓷窯爐的燃燒室連接的混合空氣管道和天然氣管道，所述冷空氣管道和熱空氣管道的出口端均與混合空氣管道連接，且冷空氣管道上設有電動閥；混合空氣管道上設有加壓風機以及測溫裝置；所述燃燒室上設有測溫元件，所述電動閥、加壓風機、測溫裝置以及測溫元件均與控制單元連接，所述天然氣管道和混合空氣管道之間通過調壓閥相互連接。作為本實用新型的改進，所述天然氣管道和混合空氣管道的口徑比例為1:8。作為本實用新型的進一步改進，所述控制單元具有一個變頻器，該變頻器與加壓風機連接。作為本實用新型的更進一步改進，所述控制單元為可編程控制器。作為本實用新型的改進，所述測溫裝置為鉬電阻；所述測溫元件為熱電偶。作為本實用新型的進一步改進，所述調壓閥為零壓閥。由上述對本實用新型的描述可知，和現有技術相比，本實用新型的優點在於1、本實用新型不僅有效地利用了窯爐餘熱，而且它能確保天然氣的流量隨著助燃空氣的流量線性變化，從而實現了天然氣的高效燃燒，進而大為節省生產成本，具有顯著的經濟效益。2、通過控制電動閥的開啟度，便可調節混合後的助燃空氣的溫度，並使助燃空氣始終處於某一恆定溫度，此時，助燃空氣的流量只跟壓力變化有關，這便於實現空燃比例的精準混合控制。3、助燃空氣流量通過變頻加壓風機轉速控制，其風機轉速-流量特性為線性特性 (蝶閥開度-流量特性為拋物線特性)，確保過程控制的穩定性和靈敏性。由於助燃空氣的流量是通過加壓風機的壓力大小來調節的，而調壓閥能確保助燃空氣管道和天然氣管道內的壓力比保持不變，因此當加壓風機的壓力變化時，天然氣管道內的天然氣壓力會隨著助燃空氣管道內的助燃空氣壓力同時變化，即兩者的流量會按照壓力比同時發生變化，這樣便可實現空燃比例的實時線性控制。
圖1為本實用新型的連接結構示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖說明本實用新型的具體實施方式
。應用於陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統，包括陶瓷窯爐1、可編程控制器2即PLC、天然氣管道3、熱空氣管道4、冷空氣管道5以及混合空氣管道6。天然氣管道3和混合空氣管道6的口徑比例通常為1:8 ；陶瓷窯爐1具有燃燒室13，天然氣管道3 和混合空氣管道6均通入燃燒室13內，燃燒室13上安裝有熱電偶14 (當然熱電偶14也可由其它溫度測量裝置替代)。冷空氣管道5和熱空氣管道4的出口端均與混合空氣管道6連接，且冷空氣管道5上設有電動閥51，可方便控制冷空氣的流量；混合空氣管道6上設有加壓風機61以及鉬電阻62 (通常為ptlOO，當然鉬電阻62也可由其它溫度測量裝置替代)， 電動閥51、加壓風機61、熱電偶14以及鉬電阻62均與可編程控制器2連接，天然氣管道3 和混合空氣管道6之間通過調壓閥7相互連接，調壓閥7較為常見，它可根據需要設定天然氣管道3和混合空氣管道6內的壓力比例，在此不再贅述。可編程控制器2具有一個變頻器21，該變頻器21能實時調節加壓風機61的壓力。工作時，先將調壓閥7調節至適當比例，常溫空氣從陶瓷窯爐1上部的進氣口 11 進入，利用陶瓷窯爐1的餘熱可將常溫空氣加熱至350度左右並形成高溫空氣，然後通過可編程控制器2將電動閥51適度開啟，此時常溫空氣與高溫空氣在混合空氣管道6內混合形成助燃空氣，當鉬電阻62檢測到的溫度大於300度時，便通過可編程控制器2將電動閥51 開啟度逐漸變大，這時冷空氣流量增大，助燃空氣的溫度逐漸降低，直至保持300度。陶瓷窯爐1的燃燒室13燃燒時，通常需要1400多度的高溫，當熱電偶61感應到燃燒室13內的溫度較低時，便只需通過可編程控制器2將加壓風機61的壓力(流量)增大，此時通過調壓閥7連接的天然氣管道3內的壓力(流量)也同步變大，即助燃空氣和天然氣的流量按某一比例同時變大，直至燃燒室13的溫度達到預定值；當熱電偶61監測到燃燒室13的溫度較高時，只需將加壓風機61的壓力降低，此時天然氣管道3內的壓力也同步減小，即助燃空氣和天然氣的流量按比例同時變小，直至燃燒室13的溫度達到預定值。[0021] 上述僅為本實用新型的具體實施方式
，但本實用新型的設計構思並不局限於此， 凡利用此構思對本實用新型進行非實質性的改動，均應屬於侵犯本實用新型保護範圍的行為。
權利要求1.應用於陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統，其特徵在於包括控制單元、熱空氣管道、冷空氣管道以及出口均與陶瓷窯爐的燃燒室連接的混合空氣管道和天然氣管道，所述冷空氣管道和熱空氣管道的出口端均與混合空氣管道連接，且冷空氣管道上設有電動閥；混合空氣管道上設有加壓風機以及測溫裝置；所述燃燒室上設有測溫元件， 所述電動閥、加壓風機、測溫裝置以及測溫元件均與控制單元連接，所述天然氣管道和混合空氣管道之間通過調壓閥相互連接。
2.如權利要求1所述的線性比例控制系統，其特徵在於所述天然氣管道和混合空氣管道的口徑比例為1:8。
3.如權利要求1所述的線性比例控制系統，其特徵在於所述控制單元具有一個變頻器，該變頻器與加壓風機連接。
4.如權利要求3所述的線性比例控制系統，其特徵在於所述控制單元為可編程控制ο
5.如權利要求1所述的線性比例控制系統，其特徵在於所述測溫裝置為鉬電阻；所述測溫元件為熱電偶。
6.如權利要求1所述的線性比例控制系統，其特徵在於所述調壓閥為零壓閥。
專利摘要本實用新型公開了一種應用於陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統，它包括控制單元、熱空氣管道、冷空氣管道以及出口均與陶瓷窯爐的燃燒室連接的混合空氣管道和天然氣管道，所述冷空氣管道和熱空氣管道的出口端均與混合空氣管道連接，且冷空氣管道上設有電動閥；混合空氣管道上設有加壓風機以及測溫裝置；所述燃燒室上設有測溫元件，所述電動閥、加壓風機、測溫裝置以及測溫元件均與控制單元連接，所述天然氣管道和混合空氣管道之間通過調壓閥相互連接。本實用新型能確保天然氣的流量隨著助燃空氣的流量按線性比例變化，從而實現了天然氣的高效燃燒，大為節省生產成本，具有顯著的經濟效益。
文檔編號F23N1/02GK202328348SQ20112042533
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月1日 優先權日2011年11月1日
發明者程振中 申請人:德化縣蘭星自動化工程有限公司