專利名稱:燃燒監(jiān)測控制裝置的制作方法
本實(shí)用新型與用于燃燒爐監(jiān)測控制燃燒的儀表及控制裝置有關(guān)，屬于一種節(jié)能與環(huán)保技術(shù)。
監(jiān)測控制燃燒主要是完成空／燃比的比率控制，目前的裝置配備是燃?xì)饣蛉剂系臒嶂禍y量儀表，空氣及燃?xì)饣蛉剂先霠t量測量儀表，燃燒產(chǎn)物(以下稱廢氣)殘氧表，調(diào)節(jié)控制器，執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它配置復(fù)雜，費(fèi)用昂貴，不易在技術(shù)改造中推廣，特別是在中、小燃燒爐上推廣，是其主要缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型則要克服上述缺點(diǎn)，提供一種實(shí)用的監(jiān)測控制裝置，以便在大范圍內(nèi)推廣使用。
本裝置由監(jiān)測頭和監(jiān)測控制器兩部分組成。
監(jiān)測頭，見附圖1，將它插入燃燒爐或煙道內(nèi)，入口⑧正對廢氣流來方向，廢氣從⑧流入，從出口⑨流出，通過接頭⑥可通入檢測氣經(jīng)小孔③(也可以是個噴咀)到監(jiān)測頭內(nèi)。如果是檢測廢氣中的殘存可燃物，檢測氣為助燃?xì)馊缈諝饣蜓鯕?；如果是檢測廢氣中的殘氧，檢測氣則為可燃?xì)馊缑簹獾取⒈O(jiān)測頭裝在廢氣未冷卻的部位，其溫度要高于廢氣中可燃物的著火點(diǎn)；監(jiān)測氣用可燃?xì)鈺r，則要高于可燃?xì)獾闹瘘c(diǎn)；這樣檢測氣通入監(jiān)測頭后將與廢氣混合并發(fā)生氧化反應(yīng)。熱電偶④與熱電偶⑤輸出是反串聯(lián)的，④測量的是廢氣溫度，⑤測量的是檢測氣與廢氣混合后的溫度，④與⑤的輸出⑦得到的是它們的溫差，溫差即代表著可燃物或氧在廢氣中殘存情況；為了減少熱電偶本身帶來的誤差，④與⑤聯(lián)在一起的電偶絲采用一根完整的材料，另一根電偶絲則用另一種同一根電偶絲材料截成兩段使用，這樣④與⑤的參數(shù)則相同或十分相近；如果監(jiān)測頭內(nèi)只使用一只測溫元件，則放在⑤的位置，通入檢測器前后兩次測溫值之差所代表的意義與上述溫差相同，但它的精確性要差些。
監(jiān)測控制器，見附圖2，它與上述監(jiān)測頭聯(lián)用，監(jiān)測頭采用雙熱電偶，檢測氣使用空氣，其流量為進(jìn)入監(jiān)測頭廢氣流量的1／10－1／5，監(jiān)測頭輸出的溫差信號為附圖2中③。爐溫偏差信號①加入比例－積分－微分調(diào)節(jié)器②，②的輸出去控制入爐燃料或燃?xì)饬康脑黾踊驕p少；監(jiān)測頭輸出的溫差③加入比例－積分－微分調(diào)節(jié)器④，④的輸出與②的輸出加到加法器⑤，⑤的輸出去控制入爐空氣流量的增加或減少；即爐溫偏差為正時，減少燃料或燃?xì)獾娜霠t量，同時按比例減小入爐空氣調(diào)節(jié)閥開度，(如在②的輸出與⑤的輸入之間加入一個比例運(yùn)算器，則控制更方便些。)監(jiān)測頭輸出溫差信號為正時，增加入爐空氣調(diào)節(jié)閥的開度，這樣的調(diào)節(jié)將空／燃比趨于合理，完成了空／燃比的比率控制。如果爐溫信號和溫差信號較弱可加前置放大。如果整個監(jiān)測控制裝置使用兩只監(jiān)測頭，其中一個監(jiān)測頭內(nèi)檢測氣使用可燃?xì)?，另一個檢測頭內(nèi)檢測氣使用助燃?xì)猓瑢⑺鼈儨夭钶敵鲂盘柗创?lián)起來，并在廢氣中殘存可燃物量高時，為正信號，這個混合的溫差信號與給定值比較再輸入④，則可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)氣氛和廢氣殘氧量的大范圍可靠控制。如果裝置采用雙監(jiān)測頭，并用微處理器為核心構(gòu)成監(jiān)測控制器，監(jiān)測及控制效果更為理想，用微處理器的監(jiān)測控制器的具體技術(shù)特征將在實(shí)施例中詳盡描述。
根據(jù)以上對本裝置技術(shù)構(gòu)成的分析，它具有以下優(yōu)點(diǎn)裝置配備簡單，成本低，控制準(zhǔn)確可靠，有節(jié)能、減少大氣污染、改善工藝條件的積極效果，并且易于推廣，特別是用于中小型燃燒爐上。
附圖1監(jiān)測頭剖面圖，①為殼體，②為芯體，③通入檢測氣的小孔，④和⑤為帶保護(hù)套管的熱電偶，⑥為通入檢測器的接頭，⑦溫差信號輸出，⑧為廢氣入口，⑨為廢氣出口，⑩為爐墻或煙道壁，(11)、(12)為內(nèi)部通道。
附圖2監(jiān)測控制器方框圖，①為爐溫偏差信號，②和④為比例－積分－微分調(diào)節(jié)器，③為監(jiān)測頭的溫差信號，⑤為加法器。
附圖3最佳監(jiān)測控制器方框圖，①為掃描開關(guān)，②為A／D轉(zhuǎn)換器，③為微處理器，④為只讀存貯器，⑤、⑥和⑦為D／A轉(zhuǎn)換器，⑤的輸出控制檢測氣流量，⑥和⑦的輸出分別為入爐空氣及燃料或燃?xì)獾恼{(diào)節(jié)量，⑧為溫差信號，⑨為爐溫信號，⑩為手動溫差定值信號，(11)為手動爐溫定值信號。
為了本發(fā)明得到很好的實(shí)現(xiàn)，下面提供了一個最佳實(shí)施方案。
監(jiān)測頭的結(jié)構(gòu)采用附圖1，①與②采用氧化鋁，⑧或⑨的截面積比(11)、(12)小，是為了減緩流入監(jiān)測頭廢氣流的流連，并有利于測溫元件安裝時便于做到其感溫部分不會直接受外界熱輻射影響。(11)和(12)相互垂直或成一定夾角，可避免分別安裝在(11)和(12)內(nèi)的測溫元件受到對方所測溫度的影響。④與⑤的保護(hù)套管采用石英玻璃，檢測氣采用空氣，用微型風(fēng)機(jī)供氣，最大風(fēng)量為進(jìn)入監(jiān)測頭廢氣流量的1／6－1／4，微型風(fēng)機(jī)用微型直流電動機(jī)驅(qū)動。監(jiān)測頭直接插入燃燒爐或煙道內(nèi)，插入廢氣流動較平穩(wěn)其溫度高于殘存可燃物著火點(diǎn)有代表性的部位，⑧正對廢氣流來的方向，由于監(jiān)測頭處于廢氣流中，監(jiān)測頭被加熱到與廢氣溫度相近，作為監(jiān)測氣用的空氣經(jīng)過⑥與③之間的管道時也被加熱，但其溫度要比廢氣低一些，顯然當(dāng)廢氣中可燃物很少，殘氧量偏高時，通入檢測用的空氣后，輸出的溫差會出現(xiàn)負(fù)值(這里始終是把⑤測的溫度高時，溫差信號定為正)監(jiān)測控制器與上述監(jiān)測頭配合，它一方面要對監(jiān)測頭進(jìn)行信號處理與控制，使所得溫差信號更精確，更能反映廢氣的真實(shí)情況，另一方面還要完成燃燒的過程控制，為此采用以微處理器為核心構(gòu)成的監(jiān)測控制器來完成這一任務(wù)。監(jiān)測控制器見附圖3，監(jiān)測控制器是按已編好的程序進(jìn)行工作的，程序固化在只讀存貯器④里，用硬件組成的定時脈沖發(fā)生器產(chǎn)生復(fù)位信號使微處理器③復(fù)位，程序從0開始，完成程序的循環(huán)，這樣做可靠性高一些。④里的程序安排如下一、微處理器復(fù)位進(jìn)入初始化。二、測試溫差信號并記憶，作為起始值，起始值的絕對值與給定起始值比較(起始給定值一般是相當(dāng)于溫差30℃－50℃的絕對值)大于給定起始值，報(bào)警，并進(jìn)入暫停，否則進(jìn)行下一步。三、給微型風(fēng)機(jī)一份電壓，使增加的檢測氣流量為檢測氣最大流量的10％，延時2－5秒，測溫差信號，檢查計(jì)數(shù)值是否為0，為0記憶溫差信號，不為0則所測的溫差信號與記憶的相比，再記憶大的，計(jì)數(shù)加1，檢查計(jì)數(shù)是否到10，不到10程序回到三的第一步，到10，將記憶的溫差值減去起始值，并記憶，作為最大真實(shí)溫差值保留，進(jìn)入下一步。四、把最大真實(shí)溫差值與給定值相比較，產(chǎn)生溫差偏差值T差。(給定值是附圖3中的⑩，是操作燃燒爐時根據(jù)空氣過剩系數(shù)要求給出的一般可為0。)五、測爐溫，并與爐溫給定值比較，產(chǎn)生爐溫偏差值T爐。六、計(jì)算入爐空氣、燃料或燃?xì)馊霠t調(diào)節(jié)量，按下列運(yùn)算式進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)量＝－K1·T爐＋K2·T差燃?xì)饣蛉剂险{(diào)節(jié)量＝－K3·T爐－K4·T差其中K1、K2、K3及K4為預(yù)定的比例系數(shù)，為正數(shù)。
為改善調(diào)節(jié)特性，可加積分和微分環(huán)節(jié)，為了防止“冒黑煙”，還可進(jìn)行交叉限幅運(yùn)算。七、暫停，等待下次復(fù)位脈沖到來。
權(quán)利要求
1.一種可供燃燒爐使用的燃燒監(jiān)測控制裝置，本實(shí)用新型的特征是，至少有一個能不斷通入未冷卻燃燒產(chǎn)物(亦稱廢氣)的監(jiān)測頭，監(jiān)測頭內(nèi)部有一個小孔或噴咀，可通入可燃?xì)饣蛑細(xì)馐怪c通入的燃燒產(chǎn)物混合并發(fā)生氧化反應(yīng)，監(jiān)測頭內(nèi)至少有一個測溫元件用來測量上述混合前后的溫差，此外還有一個與監(jiān)測頭配合的監(jiān)測控制器。
2.如權(quán)利要求
1所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是監(jiān)測頭內(nèi)的測溫元件采用兩支參數(shù)相同或相近的熱電偶，它們的輸出是反串聯(lián)的，用于分別測量通入的燃燒產(chǎn)物與可燃?xì)饣蛑細(xì)饣旌锨昂蟮臏囟取?br>3.如權(quán)利要求
2所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是所說的監(jiān)測控制器是由一個以微處理器為核心組成的，它能在未通入可燃?xì)饣蛑細(xì)馇皽y出兩支熱電偶的輸出，作為起始值并記憶，然后從零開始逐步控制加大通入可燃?xì)饣蛑細(xì)獾牧髁?，同時不斷測量兩支熱電偶輸出的溫差并求出最大溫差值，再減去初始值，進(jìn)而得到真實(shí)的最大溫差值。
4.如權(quán)利要求
1所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是所指的監(jiān)測頭是直接插入燃燒爐或煙道的。
5.如權(quán)利要求
1所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是所指的測量頭內(nèi)部通道的截面積大于進(jìn)口或出口截面積。
6.如權(quán)利要求
1所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是所指的測量頭內(nèi)部通道分為兩部分，這兩部份是相互垂直或有角的，測溫元件的感溫部份分別在通道的兩個部份。
7.如權(quán)利要求
1所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是所指的監(jiān)測頭內(nèi)通入的可燃?xì)饣蛑細(xì)獾牧髁渴怯梦⑿惋L(fēng)機(jī)或調(diào)節(jié)器控制的，流量控制可從零開始。
8.如權(quán)利要求
1所述的燃燒監(jiān)測控制裝置，其特征是所指的監(jiān)測頭是兩個時，一個通入可燃?xì)?，一個通入助燃?xì)狻?br>專利摘要
燃燒監(jiān)測控制裝置。本實(shí)用新型屬于一種用在燃燒爐中監(jiān)測控制燃燒的節(jié)能裝置。為了解決目前此類裝置配置復(fù)雜、費(fèi)用昂貴、不易大范圍推廣等缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種適用的燃燒監(jiān)測控制裝置，它由監(jiān)測頭和監(jiān)測控制器兩部份構(gòu)成。監(jiān)測方法是在監(jiān)測頭內(nèi)給未冷卻的燃燒產(chǎn)物通入可燃?xì)饣蛑计鳒y量其溫差來實(shí)現(xiàn)，監(jiān)測控制器以微處理器為核心組成，除完成本身要求的燃燒監(jiān)測與比率控制外，還可完成爐溫調(diào)節(jié)和燃燒交叉限幅控制。本裝置配置簡單，成本低廉，應(yīng)用廣泛，能取得良好的調(diào)節(jié)效果，并能減少大氣污染，改善工藝條件，尤其適用于中小型燃燒爐。
文檔編號F23N5/10GK85201091SQ85201091
公開日1986年3月26日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者張承輝 申請人:張承輝導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan