一種燃燒比例優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法與流程

本發(fā)明涉及一種燃燒控制系統(tǒng)，具體涉及一種燃燒比例優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

按比例燃燒實現(xiàn)理想燃燒是所有燃燒控制系統(tǒng)最求的目標(biāo)。然而現(xiàn)有的一些燃燒控制系統(tǒng)的空燃比沒有實現(xiàn)閉環(huán)控制，即沒有氧量傳感器將實際過程中的氧含量反饋給空燃比控制回路，造成控制的效果差。而一些高端的控制系統(tǒng)雖然設(shè)置了氧量傳感器，但是控制回路采用人工手動控制，調(diào)節(jié)過程復(fù)雜，控制效果不佳。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種燃燒比例優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法，其便于控制調(diào)節(jié)，可以有效對燃燒過程中的空燃比進行有效監(jiān)控和調(diào)節(jié)。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種燃燒比例優(yōu)化控制系統(tǒng)包括：溫度傳感器，用于實時檢測燃燒爐內(nèi)的溫度；氧氣傳感器，用于實時檢測燃燒爐內(nèi)的氧氣含量；空氣控制閥，用于控制進入燃燒爐內(nèi)的空氣流量；燃氣控制閥，用于控制進入燃燒爐內(nèi)的燃氣流量；控制器，分別與溫度傳感器、氧氣傳感器、空氣控制閥和燃氣控制閥連接，溫度傳感器和氧氣傳感器分別將檢測得到的實時溫度和實時氧量發(fā)送給控制器，控制器進行對比分析，形成空氣控制信號和燃氣控制信號分別發(fā)送給空氣控制閥和燃氣控制閥。

本發(fā)明一種燃燒比例優(yōu)化控制系統(tǒng)利于溫度傳感器和氧氣傳感器實時檢測燃燒爐內(nèi)的溫度和氧氣含量，控制器進行分析和計算，對空氣控制閥和燃氣控制閥進行控制。發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，在執(zhí)行過程中，無需人工進行干預(yù)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可做如下改進：

作為優(yōu)選的方案，還包括一氧化碳傳感器，用于實時檢測燃燒爐內(nèi)的一氧化碳含量。

采用上述優(yōu)選的方案，一氧化碳傳感器可以有效檢測燃燒爐內(nèi)燃燒的效率。

作為優(yōu)選的方案，還包括報警裝置，報警裝置與控制器連接。

采用上述優(yōu)選的方案，提高系統(tǒng)整體的安全性能。

作為優(yōu)選的方案，報警裝置為蜂鳴器和/或指示燈，不同的危險等級的蜂鳴器的叫聲不同，不同危險等級的指示燈閃爍的頻率不同或指示燈的顏色不同。

采用上述優(yōu)選的方案，提高系統(tǒng)整體的安全性能，操作人員進行根據(jù)具體情形采取相應(yīng)的措施。

作為優(yōu)選的方案，控制器內(nèi)設(shè)有計時裝置。

采用上述優(yōu)選的方案，計時裝置進行延時判斷，極大地平緩了控制過程，避免由于檢測誤差作無謂的變動。

一種燃燒比例優(yōu)化控制方法，利用燃燒比例優(yōu)化控制系統(tǒng)進行控制，具體包括以下步驟：

1)控制器對溫度傳感器檢測的實時溫度pvtemp和設(shè)定溫度sptemp進行對比，

若兩者的溫度差大于允許偏差值，則進入步驟2)；

否則，控制器對氧氣傳感器檢測的實時氧量進行分析；

2)控制器對實時溫度pvtemp和設(shè)定溫度sptemp進行溫度控制分析，形成該實時溫度下的設(shè)定空氣量spair；

3)通過空氣控制閥可以得到進入燃燒爐內(nèi)的實時空氣量pvair，控制器對設(shè)定空氣量spair和實時空氣量pvair進行空氣流量控制分析，形成空氣控制信號發(fā)送給空氣控制閥，空氣控制閥對進入燃燒爐的空氣流量進行控制；

4)控制器對氧氣傳感器檢測的實時氧量pvo2和設(shè)定氧量spo2進行比例控制分析，形成實時燃燒比outratio；

5)控制器對實時空氣量pvair和實時燃燒比outratio進行計算處理，形成設(shè)定燃氣量spgas；

6)通過燃氣控制閥可以得到進入燃燒爐內(nèi)的實時燃氣量pvgas，控制器對設(shè)定燃氣量和實時燃氣量pvgas進行燃氣流量控制分析，形成燃氣控制信號發(fā)送給燃氣控制閥，燃氣控制閥對進入燃燒爐的燃氣流量進行控制。

本發(fā)明一種燃燒比例優(yōu)化控制方法采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，對燃燒比例進行優(yōu)化控制，保證整個燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定的運行，同時各相關(guān)參數(shù)處于最佳配比狀態(tài)，燃燒充分，熱效率高，以最小的能源消耗滿足生產(chǎn)需求。

作為優(yōu)選的方案，步驟5)中，spgas＝pvair/outratio。

采用上述優(yōu)選的方案，參數(shù)設(shè)置合理。

作為優(yōu)選的方案，步驟1)具體包括以下步驟：

1.1)控制器對溫度傳感器檢測的實時溫度pvtemp和設(shè)定溫度sptemp進行對比，

若兩者的溫度差大于允許偏差值，則進入步驟2)；

1.2)否則，控制器對氧氣傳感器檢測的實時氧量pvo2進行分析，判斷實時氧量pvo2和設(shè)定氧量spo2的氧量差是否大于允許偏差值，

若大于，則重新進入步驟1.1)；

1.3)否則，控制器對一氧化碳傳感器檢測的一氧化碳含量進行分析，判斷一氧化碳含量是否持續(xù)大于允許偏差值超過設(shè)定時間，

若超過，則每隔一定時間，設(shè)定溫度sptemp增加1度，超過上限后，報警裝置報警，然后重新進入步驟1.2)；

1.4)否則，則每隔一定時間，設(shè)定溫度sptemp降低1度，超過下限后，報警裝置報警，然后重新進入步驟1.2)。

采用上述優(yōu)選的方案，對燃燒爐內(nèi)的一氧化碳含量進行檢測，從而得到燃燒爐內(nèi)燃燒效率，若一氧化碳含量太高，則說明不充分燃燒，修改設(shè)定溫度，進行修正。

作為優(yōu)選的方案，步驟1.3)中，其設(shè)定時間為60s。

采用上述優(yōu)選的方案，60s延時判斷，判斷更精準(zhǔn)。

作為優(yōu)選的方案，在步驟1.3)和步驟1.4)中，每隔5分鐘，設(shè)定溫度sptemp增加或降低1度。

采用上述優(yōu)選的方案，5分鐘的間隔時間，更合理。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種燃燒比例優(yōu)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖之一。

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種燃燒比例優(yōu)化控制方法的流程圖。

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種燃燒比例優(yōu)化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖之二。

其中：1溫度傳感器、2氧氣傳感器、3空氣控制閥、4燃氣控制閥、5控制器、6一氧化碳傳感器、7報警裝置。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。

為了達到本發(fā)明的目的，一種燃燒比例優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法的其中一些實施例中，

如圖1所示，一種燃燒比例優(yōu)化控制系統(tǒng)包括：溫度傳感器1、氧氣傳感器2、空氣控制閥3、燃氣控制閥4以及控制器5。

溫度傳感器1用于實時檢測燃燒爐內(nèi)的溫度；氧氣傳感器2用于實時檢測燃燒爐內(nèi)的氧氣含量；空氣控制閥3用于控制進入燃燒爐內(nèi)的空氣流量；燃氣控制閥4用于控制進入燃燒爐內(nèi)的燃氣流量。

控制器5分別與溫度傳感器1、氧氣傳感器2、空氣控制閥3和燃氣控制閥4連接，溫度傳感器1和氧氣傳感器2分別將檢測得到的實時溫度和實時氧量發(fā)送給控制器5，控制器5進行對比分析，形成空氣控制信號和燃氣控制信號分別發(fā)送給空氣控制閥3和燃氣控制閥4。

如圖2所示，一種燃燒比例優(yōu)化控制方法，利用燃燒比例優(yōu)化控制系統(tǒng)進行控制，具體包括以下步驟：

1)控制器5對溫度傳感器1檢測的實時溫度pvtemp和設(shè)定溫度sptemp進行對比，

若兩者的溫度差大于允許偏差值，則進入步驟2)；

否則，控制器5對氧氣傳感器2檢測的實時氧量進行分析；

2)控制器5對實時溫度pvtemp和設(shè)定溫度sptemp進行溫度控制分析，形成該實時溫度下的設(shè)定空氣量spair；

3)通過空氣控制閥3可以得到進入燃燒爐內(nèi)的實時空氣量pvair，控制器5對設(shè)定空氣量spair和實時空氣量pvair進行空氣流量控制分析，形成空氣控制信號發(fā)送給空氣控制閥3，空氣控制閥3對進入燃燒爐的空氣流量進行控制；

4)控制器5對氧氣傳感器2檢測的實時氧量pvo2和設(shè)定氧量spo2進行比例控制分析，形成實時燃燒比outratio；

5)控制器5對實時空氣量pvair和實時燃燒比outratio進行計算處理，形成設(shè)定燃氣量spgas，spgas＝pvair/outratio；

6)通過燃氣控制閥4可以得到進入燃燒爐內(nèi)的實時燃氣量pvgas，控制器5對設(shè)定燃氣量和實時燃氣量pvgas進行燃氣流量控制分析，形成燃氣控制信號發(fā)送給燃氣控制閥4，燃氣控制閥4對進入燃燒爐的燃氣流量進行控制。

本發(fā)明一種燃燒比例優(yōu)化控制系統(tǒng)及方法利于溫度傳感器1和氧氣傳感器2實時檢測燃燒爐內(nèi)的溫度和氧氣含量，控制器5進行分析和計算，對空氣控制閥3和燃氣控制閥4進行控制。

其具有以下有益效果：

第一，結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，在執(zhí)行過程中，無需人工進行干預(yù)。

第二，采用閉環(huán)控制系統(tǒng)，對燃燒比例進行優(yōu)化控制，保證整個燃燒系統(tǒng)穩(wěn)定的運行，同時各相關(guān)參數(shù)處于最佳配比狀態(tài)，燃燒充分，熱效率高，以最小的能源消耗滿足生產(chǎn)需求。

第三，當(dāng)溫度沒有發(fā)生變化時，控制回路不做調(diào)整，只對氧含量進行分析，調(diào)節(jié)更便捷。

如圖3所示，為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明的實施效果，在另外一些實施方式中，其余特征技術(shù)相同，不同之處在于，燃燒比例優(yōu)化控制系統(tǒng)還包括一氧化碳傳感器6和報警裝置7，一氧化碳傳感器6用于實時檢測燃燒爐內(nèi)的一氧化碳含量，報警裝置7與控制器5連接?？刂破?內(nèi)設(shè)有計時裝置。

如圖2所示，一種燃燒比例優(yōu)化控制方法中步驟1)具體包括以下步驟：

1.1)控制器5對溫度傳感器1檢測的實時溫度pvtemp和設(shè)定溫度sptemp進行對比，

若兩者的溫度差大于允許偏差值，則進入步驟2)；

1.2)否則，控制器5對氧氣傳感器2檢測的實時氧量pvo2進行分析，判斷實時氧量pvo2和設(shè)定氧量spo2的氧量差是否大于允許偏差值，

若大于，則重新進入步驟1.1)；

1.3)否則，控制器5對一氧化碳傳感器6檢測的一氧化碳含量進行分析，判斷一氧化碳含量是否持續(xù)大于允許偏差值超過60s，

若超過，則每隔5分鐘，設(shè)定溫度sptemp增加1度，超過上限后，報警裝置7報警，然后重新進入步驟1.2)；

1.4)否則，則每隔5分鐘，設(shè)定溫度sptemp降低1度，超過下限后，報警裝置7報警，然后重新進入步驟1.2)。

采用上述優(yōu)選的方案，對燃燒爐內(nèi)的一氧化碳含量進行檢測，從而得到燃燒爐內(nèi)燃燒效率，若一氧化碳含量太高，則說明不充分燃燒，修改設(shè)定溫度，進行修正。計時裝置進行延時判斷，極大地平緩了控制過程，避免由于檢測誤差作無謂的變動。

進一步，上述是實施例中，報警裝置7為蜂鳴器和/或指示燈，不同的危險等級的蜂鳴器的叫聲不同，不同危險等級的指示燈閃爍的頻率不同或指示燈的顏色不同。

采用上述優(yōu)選的方案，提高系統(tǒng)整體的安全性能，操作人員進行根據(jù)具體情形采取相應(yīng)的措施。

為了進一步地優(yōu)化本發(fā)明的實施效果，在另外一些實施方式中，其余特征技術(shù)相同，不同之處在于，為了提高測量的精準(zhǔn)度，可以采用單獨的空氣傳感器測量實時空氣量pvair，采用單獨的燃氣傳感器測量實時燃氣量pvgas。

以上的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。