[实用新型]富氧燃烧陶瓷辊道窑脉冲燃烧控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及工业窑炉燃烧控制领域，特别涉及需要燃气和氧气混合燃烧的工业窑炉。本实用新型能够智能跟随燃烧曲线，实现燃气与氧气的按比例混合燃烧，使它们燃烧更加充分。

背景技术

我国是陶瓷生产和出口大国，特别是近年来，我国卫生建筑陶瓷生产量已经占到全球总生产量的50%以上，出口额占全球总额的20%，日用、艺术陶瓷更是占到全球市场的40%。但是同时，我国的陶瓷生产行业存在着产品档次低、能耗高、生产效率低和智能化不高等问题。

在现代陶瓷工业的生产中，窑炉内的温度、压力和气氛对陶瓷产品的质量影响很大，而决定窑内参数的关键就是燃烧方式的差别。目前国内的陶瓷窑炉一般都采用连续燃烧控制的形式，即通过控制燃料、助燃空气流量的大小来使炉内的温度、燃烧气氛达到工艺要求。由于这种连续燃烧控制的方式往往受到燃料流量的调节和测量等环节的制约，目前大多数窑炉的控制效果不佳。而高档陶瓷制品对窑内温度场的均匀性和燃烧气氛的稳定可靠性要求较高，使用传统的连续燃烧控制将无法实现生产需求。脉冲燃烧技术是一种新型的工业窑炉燃烧控制技术，它对不同燃料介质有良好的适用性，不受燃料量的测量和调节环节的制约，在温度上升与下降的滞后性十分严重的大型窑炉均能达到理想的温度控制曲线，更加优于传统的连续燃烧控制。

本发明人在专利“富氧及全氧燃烧辊道窑的燃烧控制方法”（200810048783.5）提出了脉冲燃烧的控制方法。同时，国内也有一些公司提出了适用于脉冲烧嘴的控制器，比如辽宁华远能源工程技术有限公司设计的“热处理炉脉冲烧嘴的集成式燃烧控制器”（CN201120011254.5）。这种控制器在一定程度上提高了热处理炉的燃烧效率，但是在对于本发明人的富氧燃烧陶瓷窑炉时很难发挥作用。一方面富氧燃烧陶瓷辊道窑需要燃气和氧气按比例混合燃烧，另一方面也需要与脉冲燃烧器相配合。

因此，有必要开发一种新型的富氧燃烧陶瓷辊道窑脉冲燃烧控制装置。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术缺陷，提供一种富氧燃烧陶瓷辊道窑脉冲燃烧控制装置来控制富氧燃烧陶瓷辊道窑的燃烧。本实用新型使得窑内燃烧气氛中的氧气与燃气充分混合燃烧，提高了辊道窑的热效应。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：富氧燃烧陶瓷辊道窑脉冲燃烧控制装置包括处理器模块、脉冲宽度调制驱动模块、燃气电磁阀、氧气电磁阀、燃气流量计和氧气流量计，处理器模块的输入端与燃气流量计、氧气流量计和RS485通信接口相连，处理器模块的输出端与燃气电磁阀、氧气电磁阀和脉冲宽度调制驱动模块相连，燃气电磁阀和氧气电磁阀分别通过燃气管路和氧气管路接至燃烧装置，脉冲宽度调制驱动模块通过电缆接至燃烧装置，燃烧装置伸入富氧燃烧陶瓷辊道窑的内部，燃气流量计和氧气流量计分别设置在燃气管路和氧气管路上。

所述的装置，处理器模块包括相连的第一CPU和第二CPU，第一CPU与燃气流量计、氧气流量计相连，第二CPU与燃气电磁阀、氧气电磁阀和脉冲宽度调制驱动模块相连。

所述的装置，第一CPU与燃气流量计、氧气流量计之间接有模/数转换装置。

所述的装置，第二CPU与燃气电磁阀、氧气电磁阀之间分别接有燃气电压/电流转换模块和氧气电压/电流转换模块。

所述的装置，燃烧装置包括脉冲燃烧器和设置在其上的脉冲烧嘴。

所述的装置，处理器模块还通过RS485通信接口接至上位机。

本实用新型与现有技术相比，具有以下主要的优点：

1.本控制装置对于燃气和氧气流量均采用闭环负反馈控制，能大幅提高控制精度，并且能实时调节燃气和氧气的比例。

2.本控制装置采用双CPU协同工作方式，分离计算和控制部分，大幅提高控制精度和增强控制的实时性。并且控制器的输入和输出均采用光耦隔离，使得整个控制器在工业环境下运行稳定。

3.本控制装置采用大板结构，电路集成度高、处理速度快、便于维护。并能通过总线与上位机通信，便于大范围工业应用。

4.本控制装置对于燃气和氧气流量带有自锁和互锁机制，在不同的脉冲占空比和比例流量下智能控制燃气和氧气流量，防止管道压力超限。

5.本控制装置带有多路A/D和PWM模块，能同时工作于多个烧嘴。