工業加熱爐爐膛氧含量分布場連續在線分析裝置和方法
2023-04-26 17:15:31
專利名稱：工業加熱爐爐膛氧含量分布場連續在線分析裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種在工業加熱爐高溫爐膛內(1000-140(TC )氧含量分布場連續在線分析裝置和方法。
背景技術：
我國的冶金、機械、陶瓷等高耗能行業有大量的工業加熱爐，是這些行業燃料消耗和空氣汙染的主要源頭。為了降低能耗和排放，就需要將加熱爐燃燒器的空燃比調節到最優，使得燃料和空氣達到最佳配比，從而達到節能降耗和降低排放的雙重目的。調節空燃比的主要手段是通過連續在線地檢測燃燒煙氣中的氧含量，來判斷燃料是否充分燃燒，然後通過調節裝置來進行動態調節。對於一些大型工業加熱爐，如冶金行業的鋼坯均熱爐，均為多段多燒嘴加熱，一般整個爐膛分為3-4段，每段有3-5組燒嘴。要使得整個加熱爐達到最優燃燒，就必須對每組燒嘴單獨進行空燃比調節，因此必須準確地在線分析每組燒嘴燃燒煙氣中的氧含量，為該組燒嘴提供空燃比調節的依據。另外，由於工業加熱爐的爐體非常龐大，可能的漏風點很多，很難直觀判斷洩漏點。而爐膛洩漏是鋼坯氧化的重要原因，因此如果能夠對整個爐膛內的氧含量分布進行連續分析，將為判斷爐膛洩漏點提供直觀的參考。
發明內容
本發明的目的提供一種工業加熱爐爐膛氧含量分布場連續在線分析裝置和方法， 本發明採用高溫氧含量在線分析的氧傳感器在工業加熱爐的高溫爐膛上設置多個氧含量測點，實時在線地分析出爐膛內的氧含量分布場，調節每組燒嘴的空燃比，並為判斷爐膛洩漏點提供直觀的參考。本發明的技術方案為工業加熱爐爐膛氧含量分布場連續在線分析裝置，包括多個氧傳感器、多組燒嘴、 燃燒控制系統、多個無線數據傳輸模塊、上位計算機、一個無線接收模塊，多組燒嘴安裝在工業加熱爐爐膛上，其特徵在於每個氧傳感器分別安裝在工業加熱爐爐膛上的煙氣流的下遊方向，在每個氧傳感器上安裝一無線數據傳輸模塊，上位計算機與無線接收模塊相連， 無線數據傳輸模塊與無線接收模塊通過無線進行數據傳輸，上位計算機與燃燒控制系統相連，燃燒控制系統控制每組燒嘴。所述的每個氧傳感器為專利號ZL200920084872.5、名稱為氧化鋯前置式高溫直插安裝型氧傳感器。所述的燃燒控制系統採用現有的技術，不是本發明的創新點，在這不作進一步地說明。工業加熱爐爐膛氧含量分布場連續在線分析方法，其特徵在於按以下步驟進行 (1)依據工業加熱爐的分段、煙氣流向以及各組燒嘴的分布來確定氧含量測點來安裝氧傳感器，在每個氧傳感器上安裝一無線數據傳輸模塊，如圖la、圖Ib所示，原則是每組燒嘴都需要至少1個測點，測點也就是氧傳感器均布置在煙氣流的下遊方向，同時要避開煙氣流的迴風死角，由於測點較多，傳統布線方式工作量太大，傳輸可靠性也不高；(2)因此本發明還採用了無線傳輸網絡的技術，每個測點的氧傳感器通過無線數據傳輸模塊傳輸數據，上位計算機通過無線接收模塊接收數據，這種模式大大簡化了施工工作量，而且無線傳輸網絡中的每個傳輸模塊都是一個數據接續站，大大提高了數據傳輸的穩定性，數據傳輸到上位計算機後，由上位計算機使用相應軟體進行分析處理，擬合出爐膛的氧含量分布場且顯示，並將數據傳輸給燃燒控制系統，燃燒控制系統對每組燒嘴的空燃比進行控制。同時以圖塊顏色變化和數字的形式將氧含量分布場直觀地顯示出來。如圖2所示。每個測點1作一個圖塊，圖塊的顏色根據氧含量的值，從低到高，由藍色向紅色漸變，從而可以很直觀地觀察到整個爐膛的氧含量分布，為監測每組燒嘴的燃燒情況以及爐膛洩漏點提供直觀的參考。本發明採用高溫氧含量在線分析的氧傳感器在工業加熱爐的高溫爐膛上設置多個氧含量測點，實時在線地分析出爐膛內的氧含量分布場，使得每組燒嘴進行獨立的空燃比調節成為可能，也為判斷爐膛洩漏點提供直觀的參考。本發明採用無線傳輸網絡技術，將所有測點通過無線傳輸模塊組網，進行無線數據傳輸。並通過圖塊顏色和數字顯示方式將爐膛氧含量分布場直觀地顯示出來，圖塊顏色的變化和氧含量的值相關聯。
圖Ia為本發明在工業加熱爐爐膛俯視圖中的安裝示意圖。圖Ib為本發明在工業加熱爐爐膛側視圖中的安裝示意圖。圖2為本發明的示意圖。
具體實施例方式結合附圖對本發明作進一步的描述。如圖la、圖Ib所示，本發明的裝置包括多個氧傳感器1、多組燒嘴2、燃燒控制系統、多個無線數據傳輸模塊4、上位計算機6、一個無線接收模塊5，多組燒嘴2安裝在工業加熱爐爐膛上，每個氧傳感器1分別安裝在工業加熱爐爐膛上的煙氣流的下遊方向，在每個氧傳感器1上安裝一無線數據傳輸模塊4，上位計算機6與無線接收模塊5相連，無線數據傳輸模塊4與無線接收模塊5通過無線進行數據傳輸，上位計算機6與燃燒控制系統相連， 燃燒控制系統控制每組燒嘴2。所述的每個氧傳感器為專利號ZL 200920084872. 5、名稱為氧化鋯前置式高溫直插安裝型氧傳感器。所述的燃燒控制系統採用現有的技術，不是本發明的創新點，在這不作進一步地說明。工業加熱爐爐膛氧含量分布場連續在線分析方法，其特徵在於按以下步驟進行 (1)依據工業加熱爐的分段、煙氣流向以及各組燒嘴的分布來確定氧含量測點來安裝氧傳感器，在每個氧傳感器1上安裝一無線數據傳輸模塊4，如圖la、圖Ib所示，原則是每組燒嘴都需要至少1個測點，測點也就是氧傳感器均布置在煙氣流的下遊方向，同時要避開煙氣流的迴風死角，由於測點較多，傳統布線方式工作量太大，傳輸可靠性也不高；(2)因此本發明還採用了無線傳輸網絡的技術，每個測點的氧傳感器通過無線數據傳輸模塊傳輸數據，上位計算機通過無線接收模塊接收數據，這種模式大大簡化了施工工作量；而且無線傳輸網絡中的每個傳輸模塊都是一個數據接續站，大大提高了數據傳輸的穩定性；數據傳輸到上位計算機後，由上位計算機使用相應軟體進行分析處理，擬合出爐膛的氧含量分布場且顯示，並將數據傳輸給燃燒控制系統，燃燒控制系統對每組燒嘴的空燃比進行控制。同時以圖塊顏色變化和數字(圖塊有底色，申請專利附圖不允許，去除底色，建議直接以數字顯示)的形式將氧含量分布場直觀地顯示出來，如圖2所示。每個測點1作一個圖塊，圖塊的顏色根據氧含量的值，從低到高，由藍色向紅色漸變，從而可以很直觀地觀察到整個爐膛的氧含量分布，為監測每組燒嘴的燃燒情況以及爐膛洩漏點提供直觀的參考。
權利要求
1.工業加熱爐爐膛氧含量分布場連續在線分析裝置，包括多個氧傳感器、多組燒嘴、 燃燒控制系統、多個無線數據傳輸模塊、上位計算機、一個無線接收模塊，多組燒嘴安裝在工業加熱爐爐膛上，其特徵在於每個氧傳感器分別安裝在工業加熱爐爐膛上的煙氣流的下遊方向，在每個氧傳感器上安裝一無線數據傳輸模塊，上位計算機與無線接收模塊相連， 無線數據傳輸模塊與無線接收模塊通過無線進行數據傳輸，上位計算機與燃燒控制系統相連，燃燒控制系統控制每組燒嘴，所述的每個氧傳感器為專利號ZL 200920084872. 5、名稱為氧化鋯前置式高溫直插安裝型氧傳感器。
2.工業加熱爐爐膛氧含量分布場連續在線分析方法，其特徵在於按以下步驟進行 (1)依據工業加熱爐的分段、煙氣流向以及各組燒嘴的分布來確定氧含量測點來安裝氧傳感器，在每個氧傳感器上安裝一無線數據傳輸模塊；( 每個測點的氧傳感器通過無線數據傳輸模塊傳輸數據，上位計算機通過無線接收模塊接收數據，數據傳輸到上位計算機後， 由上位計算機使用相應軟體進行分析處理，擬合出爐膛的氧含量分布場且顯示，並將數據傳輸給燃燒控制系統，燃燒控制系統對每組燒嘴的空燃比進行控制。
全文摘要
本發明涉及工業加熱爐爐膛氧含量分布場連續在線分析裝置和方法，多組燒嘴安裝在工業加熱爐爐膛上，每個氧傳感器分別安裝在工業加熱爐爐膛上的煙氣流的下遊方向，每個氧傳感器上安裝一無線數據傳輸模塊，上位計算機與無線接收模塊相連，上位計算機與燃燒控制系統相連，燃燒控制系統控制每組燒嘴，每個測點的氧傳感器通過無線數據傳輸模塊傳輸數據，上位計算機通過無線接收模塊接收數據，由上位計算機使用相應軟體進行分析處理，擬合出爐膛的氧含量分布場且顯示，並將數據傳輸給燃燒控制系統，燃燒控制系統對每組燒嘴的空燃比進行控制。發明實時在線地分析出爐膛內的氧含量分布場，調節每組燒嘴的空燃比，並為判斷爐膛洩漏點提供直觀的參考。
文檔編號F27D19/00GK102506590SQ201110286698
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月23日 優先權日2011年9月23日
發明者吳鍇, 孫陽 申請人:武漢華敏測控技術有限公司