[发明专利]一种无焰燃烧器的控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种无焰燃烧器的控制系统及控制方法，其中系统包括：预热器，用于为燃料和空气进行预热；燃料组分检测模块，用于检测燃料的组分信息；烟气浓度检测模块，用于检测烟气的氧含量浓度和氮化物浓度；温度检测模块，用于检测燃烧室的温度信息，以及检测燃烧室尾部无焰燃烧区的温度；控制模块，用于根据燃料的组分信息进行燃料热值分析，根据检测到的温度信息和烟气的氧含量浓度获取控制信息；气体质量流量控制器，用于根据控制信息控制通道中输出气体的质量和流量。本发明在热解气源头检测燃料的组分信息，计算出燃料的热值，得到规定热负荷下的燃料流量，实现宽热值的效果，满足不同燃料组分的情况，可广泛应用于燃料燃烧器技术领域。

技术领域

本发明涉及燃料燃烧器技术领域，尤其涉及一种无焰燃烧器的控制系统及控制方法。

背景技术

气体燃烧方式有扩散燃烧和预混燃烧，两者均为火焰燃烧。火焰燃烧的致命缺点是燃烧物质在自由基参与下的氧化反应，存在可见光的形式释放能量，造成能量利用率低；另外，空气中的氮气参与燃烧反应形成毒性污染物NOx，低的燃烧效率产生可观的未完全燃烧的HC和CO，排入大气会造成环境污染。无焰燃烧是解决气体燃料燃烧不完全、热效率低、CO排放浓度高等问题的有效途径之一。但传统的无焰燃烧器主要通过催化，解决低效和高排放的燃烧问题、或针对一定热值范围的燃料进行设计，或增加空气预热器进行预热以提高燃烧效率等，这样的燃烧器燃料适用范围窄，适用领域单一，不适用于城镇生活垃圾、陈腐垃圾及工业固体废弃物组分复杂的热解气燃烧需求。存在燃烧不稳定、燃烧不充分等安全隐患。

发明内容

为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供一种无焰燃烧器的控制系统及控制方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种无焰燃烧器的控制系统，包括：

预热器，用于为燃料和空气进行预热；

燃料组分检测模块，设置在所述预热器的前端，用于检测燃料的组分信息；

烟气浓度检测模块，设置在燃烧器的末端，用于检测烟气的氧含量浓度和氮化物浓度；

温度检测模块，设置在燃烧器的中部，用于检测燃烧室的温度信息，以及检测燃烧室尾部无焰燃烧区的温度；

控制模块，用于根据燃料的组分信息进行燃料热值分析，根据检测到的温度信息和烟气的氧含量浓度获取控制信息，以及控制预热器的工作状态；

气体质量流量控制器，设置在燃料通道和空气通道上，用于根据控制信息控制通道中输出气体的质量和流量。

进一步，所述控制系统还包括：

空气引射器，设置在空气通道的末端，用于根据预设的角度和喷速度喷射空气；

燃料引射器，设置在燃料通道的末端，用于根据预设的角度和喷速度喷射燃料。

进一步，引射器的头部喷嘴的大小可调，且头部喷嘴可轴向旋转。

进一步，所述头部喷嘴为带有直管的锥形喷口，所述锥形喷口的内径小于或等于所述直管的内径的五分之一。

进一步，燃料的喷速度范围为10～30m/s，空气的喷速度范围为100～200m/s。

进一步，所述燃烧室的温度范围为1000℃-1400℃。

进一步，燃料组分包括H₂、CH₄、C₂和CO。

本发明所采用的另一技术方案是：

一种无焰燃烧器的控制方法，包括以下步骤：

根据燃料的组分信息获取燃料热值；