[发明专利]应用于陶瓷窑炉的助燃空气和天然气线性比例控制系统

说明书

技术领域

    本发明涉及一种燃烧气体和助燃空气两者的比例控制系统，特别是指一种应用于陶瓷窑炉余热间接加热的高温助燃空气与天然气的线性比例控制系统。

背景技术

在陶瓷窑炉生产过程中，经常会燃烧并产生高温余热，利用这高温余热对助燃气体加热然后再参与燃烧将极大地提高燃烧效率，这种方法在现今的企业生产中已经较为普及。我们知道，天然气和空气具有一定的燃烧比例，当两者比例偏小或偏大时都会影响燃烧效率，使天然气得不到充分燃烧。在大规模的窑炉烧制过程中，没有充分燃烧的天然气将会造成极大的浪费，而且还会造成一定的空气污染。

目前较先进的控制系统为粗略的空燃比例控制，即对每组助燃空气的控制选用自动蝶阀控制其流量完成和天然气的配比，而自动蝶阀的开度与流量特性不成线性，导致控制过程不稳定，控制精度差，进而影响天然气的燃烧效率。

另外，助燃空气加热后并没有进一步采取恒温控制，利用陶瓷窑炉余热间接加热空气至350度-450度范围内(由于余热受天气和产量的变化而变化)，加热后的助燃空气在恒压不恒温的情况下，助燃空气的流量会随着温度的变化而变化，从而导致比例控制的失效，造成燃烧过程不稳定，能源浪费大的缺点。

发明内容

本发明提供了比例控制系统，其目的在于克服现有技术存在的无法准确控制燃烧比例，燃烧效率较低的缺陷。

本发明的技术方案如下：

应用于陶瓷窑炉的助燃空气和天然气线性比例控制系统，包括控制单元、热空气管道、冷空气管道以及出口均与陶瓷窑炉的燃烧室连接的混合空气管道和天然气管道，所述冷空气管道和热空气管道的出口端均与混合空气管道连接，且冷空气管道上设有电动阀；混合空气管道上设有加压风机以及测温装置；所述燃烧室上设有测温元件，所述电动阀、加压风机、测温装置以及测温元件均与控制单元连接，所述天然气管道和混合空气管道之间通过调压阀相互连接。

作为本发明的改进，所述天然气管道和混合空气管道的口径比例为1:8。

作为本发明的进一步改进，所述控制单元具有一个变频器，该变频器与加压风机连接。

作为本发明的更进一步改进，所述控制单元为可编程控制器。

作为本发明的改进，所述测温装置为铂电阻；所述测温元件为热电偶。

作为本发明的进一步改进，所述调压阀为零压阀。

由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明不仅有效地利用了窑炉余热，而且它能确保天然气的流量随着助燃空气的流量线性变化，从而实现了天然气的高效燃烧，进而大为节省生产成本，具有显著的经济效益。

2、通过控制电动阀的开启度，便可调节混合后的助燃空气的温度，并使助燃空气始终处于某一恒定温度，此时，助燃空气的流量只跟压力变化有关，这便于实现空燃比例的精准混合控制。

3、助燃空气流量通过变频加压风机转速控制，其风机转速-流量特性为线性特性（蝶阀开度-流量特性为抛物线特性），确保过程控制的稳定性和灵敏性。由于助燃空气的流量是通过加压风机的压力大小来调节的，而调压阀能确保助燃空气管道和天然气管道内的压力比保持不变，因此当加压风机的压力变化时，天然气管道内的天然气压力会随着助燃空气管道内的助燃空气压力同时变化，即两者的流量会按照压力比同时发生变化，这样便可实现空燃比例的实时线性控制。

附图说明

    图1为本发明的连接结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

应用于陶瓷窑炉的助燃空气和天然气线性比例控制系统，包括陶瓷窑炉1、可编程控制器2即PLC、天然气管道3、热空气管道4、冷空气管道5以及混合空气管道6。天然气管道3和混合空气管道6的口径比例通常为1:8；陶瓷窑炉1具有燃烧室13，天然气管道3和混合空气管道6均通入燃烧室13内，燃烧室13上安装有热电偶14（当然热电偶14也可由其它温度测量装置替代）。冷空气管道5和热空气管道4的出口端均与混合空气管道6连接，且冷空气管道5上设有电动阀51，可方便控制冷空气的流量；混合空气管道6上设有加压风机61以及铂电阻62（通常为pt100，当然铂电阻62也可由其它温度测量装置替代），电动阀51、加压风机61、热电偶14以及铂电阻62均与可编程控制器2连接，天然气管道3和混合空气管道6之间通过调压阀7相互连接，调压阀7较为常见，它可根据需要设定天然气管道3和混合空气管道6内的压力比例，在此不再赘述。可编程控制器2具有一个变频器21，该变频器21能实时调节加压风机61的压力。