專利名稱：應(yīng)用于陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃燒氣體和助燃空氣兩者的比例控制系統(tǒng)，特別是指一種應(yīng)用于陶瓷窯爐余熱間接加熱的高溫助燃空氣與天然氣的線性比例控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在陶瓷窯爐生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)燃燒并產(chǎn)生高溫余熱，利用這高溫余熱對(duì)助燃?xì)怏w加熱然后再參與燃燒將極大地提高燃燒效率，這種方法在現(xiàn)今的企業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)較為普及。我們知道，天然氣和空氣具有一定的燃燒比例，當(dāng)兩者比例偏小或偏大時(shí)都會(huì)影響燃燒效率，使天然氣得不到充分燃燒。在大規(guī)模的窯爐燒制過(guò)程中，沒(méi)有充分燃燒的天然氣將會(huì)造成極大的浪費(fèi)，而且還會(huì)造成一定的空氣污染。目前較先進(jìn)的控制系統(tǒng)為粗略的空燃比例控制，即對(duì)每組助燃空氣的控制選用自動(dòng)蝶閥控制其流量完成和天然氣的配比，而自動(dòng)蝶閥的開(kāi)度與流量特性不成線性，導(dǎo)致控制過(guò)程不穩(wěn)定，控制精度差，進(jìn)而影響天然氣的燃燒效率。另外，助燃空氣加熱后并沒(méi)有進(jìn)一步采取恒溫控制，利用陶瓷窯爐余熱間接加熱空氣至350度-450度范圍內(nèi)(由于余熱受天氣和產(chǎn)量的變化而變化)，加熱后的助燃空氣在恒壓不恒溫的情況下，助燃空氣的流量會(huì)隨著溫度的變化而變化，從而導(dǎo)致比例控制的失效，造成燃燒過(guò)程不穩(wěn)定，能源浪費(fèi)大的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了比例控制系統(tǒng)，其目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的無(wú)法準(zhǔn)確控制燃燒比例，燃燒效率較低的缺陷。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
應(yīng)用于陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統(tǒng)，包括控制單元、熱空氣管道、 冷空氣管道以及出口均與陶瓷窯爐的燃燒室連接的混合空氣管道和天然氣管道，所述冷空氣管道和熱空氣管道的出口端均與混合空氣管道連接，且冷空氣管道上設(shè)有電動(dòng)閥；混合空氣管道上設(shè)有加壓風(fēng)機(jī)以及測(cè)溫裝置；所述燃燒室上設(shè)有測(cè)溫元件，所述電動(dòng)閥、加壓風(fēng)機(jī)、測(cè)溫裝置以及測(cè)溫元件均與控制單元連接，所述天然氣管道和混合空氣管道之間通過(guò)調(diào)壓閥相互連接。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述天然氣管道和混合空氣管道的口徑比例為1:8。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制單元具有一個(gè)變頻器，該變頻器與加壓風(fēng)機(jī)連接。作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制單元為可編程控制器。作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述測(cè)溫裝置為鉬電阻；所述測(cè)溫元件為熱電偶。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述調(diào)壓閥為零壓閥。由上述對(duì)本發(fā)明的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1、本發(fā)明不僅有效地利用了窯爐余熱，而且它能確保天然氣的流量隨著助燃空氣的流量線性變化，從而實(shí)現(xiàn)了天然氣的高效燃燒，進(jìn)而大為節(jié)省生產(chǎn)成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效
■、Λ
frff. ο2、通過(guò)控制電動(dòng)閥的開(kāi)啟度，便可調(diào)節(jié)混合后的助燃空氣的溫度，并使助燃空氣始終處于某一恒定溫度，此時(shí)，助燃空氣的流量只跟壓力變化有關(guān)，這便于實(shí)現(xiàn)空燃比例的精準(zhǔn)混合控制。3、助燃空氣流量通過(guò)變頻加壓風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，其風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速-流量特性為線性特性 (蝶閥開(kāi)度-流量特性為拋物線特性)，確保過(guò)程控制的穩(wěn)定性和靈敏性。由于助燃空氣的流量是通過(guò)加壓風(fēng)機(jī)的壓力大小來(lái)調(diào)節(jié)的，而調(diào)壓閥能確保助燃空氣管道和天然氣管道內(nèi)的壓力比保持不變，因此當(dāng)加壓風(fēng)機(jī)的壓力變化時(shí)，天然氣管道內(nèi)的天然氣壓力會(huì)隨著助燃空氣管道內(nèi)的助燃空氣壓力同時(shí)變化，即兩者的流量會(huì)按照壓力比同時(shí)發(fā)生變化，這樣便可實(shí)現(xiàn)空燃比例的實(shí)時(shí)線性控制。


圖1為本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參照

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。應(yīng)用于陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統(tǒng)，包括陶瓷窯爐1、可編程控制器2即PLC、天然氣管道3、熱空氣管道4、冷空氣管道5以及混合空氣管道6。天然氣管道3和混合空氣管道6的口徑比例通常為1:8 ；陶瓷窯爐1具有燃燒室13，天然氣管道3 和混合空氣管道6均通入燃燒室13內(nèi)，燃燒室13上安裝有熱電偶14 (當(dāng)然熱電偶14也可由其它溫度測(cè)量裝置替代)。冷空氣管道5和熱空氣管道4的出口端均與混合空氣管道6連接，且冷空氣管道5上設(shè)有電動(dòng)閥51，可方便控制冷空氣的流量；混合空氣管道6上設(shè)有加壓風(fēng)機(jī)61以及鉬電阻62 (通常為ptlOO，當(dāng)然鉬電阻62也可由其它溫度測(cè)量裝置替代)， 電動(dòng)閥51、加壓風(fēng)機(jī)61、熱電偶14以及鉬電阻62均與可編程控制器2連接，天然氣管道3 和混合空氣管道6之間通過(guò)調(diào)壓閥7相互連接，調(diào)壓閥7較為常見(jiàn)，它可根據(jù)需要設(shè)定天然氣管道3和混合空氣管道6內(nèi)的壓力比例，在此不再贅述?？删幊炭刂破?具有一個(gè)變頻器21，該變頻器21能實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加壓風(fēng)機(jī)61的壓力。工作時(shí)，先將調(diào)壓閥7調(diào)節(jié)至適當(dāng)比例，常溫空氣從陶瓷窯爐1上部的進(jìn)氣口 11 進(jìn)入，利用陶瓷窯爐1的余熱可將常溫空氣加熱至350度左右并形成高溫空氣，然后通過(guò)可編程控制器2將電動(dòng)閥51適度開(kāi)啟，此時(shí)常溫空氣與高溫空氣在混合空氣管道6內(nèi)混合形成助燃空氣，當(dāng)鉬電阻62檢測(cè)到的溫度大于300度時(shí)，便通過(guò)可編程控制器2將電動(dòng)閥51 開(kāi)啟度逐漸變大，這時(shí)冷空氣流量增大，助燃空氣的溫度逐漸降低，直至保持300度。陶瓷窯爐1的燃燒室13燃燒時(shí)，通常需要1400多度的高溫，當(dāng)熱電偶61感應(yīng)到燃燒室13內(nèi)的溫度較低時(shí)，便只需通過(guò)可編程控制器2將加壓風(fēng)機(jī)61的壓力(流量)增大，此時(shí)通過(guò)調(diào)壓閥7連接的天然氣管道3內(nèi)的壓力(流量)也同步變大，即助燃空氣和天然氣的流量按某一比例同時(shí)變大，直至燃燒室13的溫度達(dá)到預(yù)定值；當(dāng)熱電偶61監(jiān)測(cè)到燃燒室13的溫度較高時(shí)，只需將加壓風(fēng)機(jī)61的壓力降低，此時(shí)天然氣管道3內(nèi)的壓力也同步減小，即助燃空氣和天然氣的流量按比例同時(shí)變小，直至燃燒室13的溫度達(dá)到預(yù)定值。
上述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
權(quán)利要求
1.應(yīng)用于陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統(tǒng)，其特征在于包括控制單元、熱空氣管道、冷空氣管道以及出口均與陶瓷窯爐的燃燒室連接的混合空氣管道和天然氣管道，所述冷空氣管道和熱空氣管道的出口端均與混合空氣管道連接，且冷空氣管道上設(shè)有電動(dòng)閥；混合空氣管道上設(shè)有加壓風(fēng)機(jī)以及測(cè)溫裝置；所述燃燒室上設(shè)有測(cè)溫元件， 所述電動(dòng)閥、加壓風(fēng)機(jī)、測(cè)溫裝置以及測(cè)溫元件均與控制單元連接，所述天然氣管道和混合空氣管道之間通過(guò)調(diào)壓閥相互連接。
2.如權(quán)利要求1所述的線性比例控制系統(tǒng)，其特征在于所述天然氣管道和混合空氣管道的口徑比例為1:8。
3.如權(quán)利要求1所述的線性比例控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元具有一個(gè)變頻器，該變頻器與加壓風(fēng)機(jī)連接。
4.如權(quán)利要求3所述的線性比例控制系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元為可編程控制ο
5.如權(quán)利要求1所述的線性比例控制系統(tǒng)，其特征在于所述測(cè)溫裝置為鉬電阻；所述測(cè)溫元件為熱電偶。
6.如權(quán)利要求1所述的線性比例控制系統(tǒng)，其特征在于所述調(diào)壓閥為零壓閥。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于陶瓷窯爐的助燃空氣和天然氣線性比例控制系統(tǒng)，它包括控制單元、熱空氣管道、冷空氣管道以及出口均與陶瓷窯爐的燃燒室連接的混合空氣管道和天然氣管道，所述冷空氣管道和熱空氣管道的出口端均與混合空氣管道連接，且冷空氣管道上設(shè)有電動(dòng)閥；混合空氣管道上設(shè)有加壓風(fēng)機(jī)以及測(cè)溫裝置；所述燃燒室上設(shè)有測(cè)溫元件，所述電動(dòng)閥、加壓風(fēng)機(jī)、測(cè)溫裝置以及測(cè)溫元件均與控制單元連接，所述天然氣管道和混合空氣管道之間通過(guò)調(diào)壓閥相互連接。本發(fā)明能確保天然氣的流量隨著助燃空氣的流量按線性比例變化，從而實(shí)現(xiàn)了天然氣的高效燃燒，大為節(jié)省生產(chǎn)成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F23N1/02GK102418937SQ20111033911
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者程振中 申請(qǐng)人:德化縣蘭星自動(dòng)化工程有限公司