專利名稱：一種燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐吹灰設備技術領域，特別涉及一種燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合
比控制方法。
背景技術：
吹灰器是各類余熱鍋爐和電站鍋爐不可或缺的重要輔機設備，它對提高鍋爐各受熱面的換熱效率即提高鍋爐出力起著至關重要的作用。吹灰器有許多種類，如蒸汽吹灰器、聲波吹灰器、空氣激波吹灰器和燃氣激波吹灰器等，不同種類的吹灰器，有著不同的特點和適用范圍，但其中燃氣激波吹灰器具有其它種類吹灰器沒有的許多優(yōu)勢特點，如運行成本較低、吹灰能量較大、吹灰運行穩(wěn)定、檢修維護量小，且適用范圍廣。因此，燃氣激波吹灰設備近些年市場份額增加較快，目前燃氣激波吹灰系統(tǒng)在鍋爐吹灰領域扮演著非常重要的角色。 但與此同時，現(xiàn)有的燃氣激波吹灰系統(tǒng)存在著諸多有待改進之處，其中燃氣激波吹灰系統(tǒng)中采用的混合比控制方法就存在著比較突出的缺陷和不足，這直接影響著燃氣激波吹灰系統(tǒng)整機的吹灰效果和生產成本。 現(xiàn)有燃氣激波吹灰系統(tǒng)采用的混合比控制方法存在的主要問題包括
1、混合比控制不準確。 現(xiàn)有燃氣激波吹灰裝置中采用的氣體混合方法主要分為下列三種
1)在燃氣激波吹灰系統(tǒng)的空氣管路和燃氣管路中均采用只有檢測功能，但無流量電信號輸出的流量計對管路中的氣體流量進行檢測；這種方式不僅不能直接對混合氣體的比例進行控制，而且無法及時了解各氣體管路的實時流量。 2)在燃氣激波吹灰系統(tǒng)的空氣管路和燃氣管路中均設置既帶有現(xiàn)場檢測功能又帶流量電信號輸出的流量計。這種方法可以實時了解各氣體管路的氣體流量，但無法對氣體流量進行有效控制。 3)在燃氣激波吹灰系統(tǒng)的空氣管路和燃氣管路中分別配置上述1)和2)所述的流 采用以上3種方式的流量控制均無法保證混合比控制的準確。由于氣體的可壓縮性，使得氣體流量的控制會受到許多工況條件的影響，所以氣體流量較難實現(xiàn)準確控制，其中最主要的是氣體壓力的影響。因此，若要準確控制氣體的流量，就必須充分考慮氣體壓力對流量的影響，但氣體壓力的控制也并非易事。上述3種配置方式的混合比控制裝置中，空氣和燃氣的輸出流量均處于非受控狀態(tài)，它們各自的輸出流量受制于其管路的入口壓力、管路長度和出口氣路裝置的有效口徑。但在實際工程中，即使在氣體管路中設置穩(wěn)壓裝置，其入口壓力也很難保證穩(wěn)定，其不穩(wěn)定的程度可能使其氣體流量發(fā)生較大的變化。所以如果不對氣體的流量采取有效的控制手段就無法保證混合氣體輸入流量比例的準確。
2、整體吹灰系統(tǒng)運行效果差。 輸入的空氣和燃氣流量不穩(wěn)定，必然會導致二者的混合比不準確，而空氣和燃氣混合比的準確程度，是直接影響燃氣激波吹灰系統(tǒng)吹灰效果的重要因素。由于無法保證空氣和燃氣的精確混合，使得配置現(xiàn)有混合比控制方式的燃氣激波吹灰系統(tǒng)的整體吹灰效果較差。 3、生產成本高。 除前述3種流量控制方式外，為了提高空氣和燃氣混合比的準確度，保證燃氣激波吹灰系統(tǒng)的吹灰運行效果，近年又出現(xiàn)了在空氣管路和燃氣管路同時配置氣體流量控制單元，這樣兩條氣體管路可以同時檢測輸入的兩種氣體流量，并根據(jù)設定輸入值來控制兩條管路的氣體輸出流量。這種流量控制方法在一定程度上提高了空氣和燃氣混合比的準確度，可以保證燃氣激波吹灰系統(tǒng)的吹灰運行效果，但由于實現(xiàn)該方法需要在兩條管路中均配置價格昂貴的氣體流量控制單元如氣體質量流量控制器，大大增加了生產成本，導致該方法無法在實際應用中普及。

發(fā)明內容
為了解決現(xiàn)有燃氣激波吹灰系統(tǒng)中混合比無法實現(xiàn)精確控制，吹灰運行效果差、
且生產成本高等問題，本發(fā)明提供一種燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法。 為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下 本發(fā)明的一種燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法，包括下列步驟
步驟A :設定混合氣體的最佳流量混合比；
步驟B :監(jiān)測參與混合的第一種氣體的流量值； 步驟C:以所述第一種氣體的流量值為基礎，根據(jù)所述最佳流量混合比計算出參與混合的第二種氣體的最佳流量值； 步驟D :根據(jù)所述最佳流量值控制所述參與混合的第二種氣體的實際輸出流量。
本發(fā)明的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法，所述步驟B具體為采用氣體流量檢測器實時監(jiān)測參與混合的第一種氣體的流量值。 本發(fā)明的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法，所述步驟C具體為通過數(shù)據(jù)處理模塊采集所述第一種氣體的流量值，經數(shù)據(jù)處理后按最佳流量混合比計算出所述參與混合的第二種氣體的最佳流量值。
本發(fā)明的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法，所述步驟D具體為根據(jù)所述最佳流量值，采用氣體流量控制器實時控制所述參與混合的第二種氣體的實際輸出流量。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的技術方案具有如下有益效果
1 、本發(fā)明的方法可以精確控制空氣和燃氣的混合比。 采用本發(fā)明的方法后，輸出一種氣體的流量(燃氣流量或空氣流量)是以另一種相混合氣體流量(空氣流量或燃氣流量)的實時監(jiān)測值為依據(jù)，并通過最佳混合比計算后得出的理想流量值來在線實時控制燃氣流量或空氣流量的輸出值，確保了空氣和燃氣的混合比精確符合設定要求。 2 、本發(fā)明的方法提高了整體燃氣激波吹灰系統(tǒng)的運行效果。 采用本發(fā)明的方法可以實現(xiàn)對混合比的精確控制，使可燃氣體能夠充分燃燒和爆燃，保證了燃氣激波吹灰系統(tǒng)可以始終運行在最佳狀態(tài)。


圖1是本發(fā)明實施例提供的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法第一種應用方式結構示意圖； 圖2是本發(fā)明實施例提供的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法第一種應用方式結構示意圖； 圖3是本發(fā)明實施例提供的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法流程圖。
附圖標記 1-空氣入口 ， 2-燃氣入口 ， 3-空氣出口 ， 4-燃氣出口 ， 5-手動球閥，6_過濾減壓器，7-氣體流量監(jiān)測單元，8_電磁閥，9-手動球閥，10-過濾器，ll-氣體流量控制單元，12-電磁閥，13-空氣壓力變送器，14-燃氣壓力變送器，15-預混引爆裝置，16-PLC控制器。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。 本發(fā)明的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法可廣泛適用與現(xiàn)有的燃氣激波吹灰系統(tǒng)。 如圖1所示，現(xiàn)有的燃氣激波吹灰系統(tǒng)包括兩條氣體輸入管路，分別用于輸入?yún)⑴c吹灰爆燃的第一種氣體和參與吹灰爆燃的第二種氣體。在一般情況下，兩條管路中一條為空氣管路，另一條為燃氣管路。在本實施例中，空氣管路的入口為空氣入口 1 ，空氣管路的出口為空氣出口 3 ;燃氣管路的入口為燃氣入口 2，燃氣管路的出口為燃氣出口 4。在空氣入口 1和空氣出口 3之間依次設置有手動球閥5、過濾減壓器6、氣體流量監(jiān)測單元7、空氣壓力變送器13和電磁閥8。在燃氣入口 2和燃氣出口 4之間依次設置有手動球閥9、過濾器10、氣體流量控制單元11、燃氣壓力變送器14和電磁閥12. 燃氣從燃氣入口 2進入燃氣管路，通過燃氣管路后從燃氣出口 4流出燃氣管路?？諝鈴目諝馊肟?l進入空氣管路，通過空氣管路后從空氣出口 3流出空氣管路。空氣和燃氣最終被送入預混引爆裝置15內進行混合然后引爆吹灰。 本發(fā)明的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法就是在上述燃氣激波吹灰系統(tǒng)基礎上，通過氣體流量監(jiān)測單元7監(jiān)測參與混合的第一種氣體的流量，通過PLC控制器16按預設的最佳流量混合比計算出參與混合的第二種氣體的最佳流量值，并通過氣體流量控制單元11控制第二種氣體的實際輸出流量。 本發(fā)明的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法具體包括下列步驟
步驟10 :設定混合氣體的最佳流量混合比。 燃氣激波吹灰系統(tǒng)通常需要輸入兩種參與吹灰爆燃的氣體， 一種為可燃氣體，另一種為空氣?？扇細怏w根據(jù)實際需要可以是乙炔、天然氣等。每種氣體都需要與適量的空氣相混合，但可燃氣體與空氣的混合比例需要根據(jù)氣體的不同性質以及可燃氣體的爆炸范圍等來確定。所以實現(xiàn)本方法的第一步就是要根據(jù)可燃氣體的性質以及可燃氣體的爆炸范圍等來設定燃氣與空氣的最佳輸入流量比例即混合比。 在實際生產中，該步驟可以由人工設定后輸入到數(shù)據(jù)處理模塊如PLC控制器16中。
步驟20 :監(jiān)測參與混合的第一種氣體的流量值。 本發(fā)明的方法是以相混合的第一種氣體的輸入流量來確定第二種氣體的輸入流量，因此必須首先確定第一種氣體的輸入流量。要獲得輸入氣體的流量就需要對該氣體的流量進行實時監(jiān)測。 實際生產中，該步驟可以通過氣體流量監(jiān)測單元7來實現(xiàn)。氣體流量監(jiān)測單元主要由氣體流量檢測器構成。氣體流量檢測器監(jiān)測到輸入氣體的流量值后，將流量值轉換成模擬電流信號或電壓信號輸出。 步驟30 :以監(jiān)測到的第一種氣體的流量值為基礎，根據(jù)預設的最佳流量混合比計算出參與混合的第二種氣體的最佳流量值； 該步驟可以通過數(shù)據(jù)處理模塊的控制程序來實現(xiàn)。數(shù)據(jù)處理模塊收到由氣體流量監(jiān)控單元輸出的第一種氣體流量模擬電流信號或電壓信號后，通過數(shù)據(jù)處理并依據(jù)預設的氣體混合最佳流量比計算出參與混合的第二種氣體的最佳流量值。 步驟40 :根據(jù)第二種氣體的最佳流量值來控制參與混合的第二種氣體的實際輸出流量。 該步驟可以由氣體流量控制單元來實現(xiàn)。氣體流量控制單元11與數(shù)據(jù)處理模塊
如PLC控制器16相連接，氣體流量控制單元主要包括流量控制模塊和流量控制電磁閥。數(shù)
據(jù)處理模塊向氣體流量控制單元發(fā)出指令，氣體流量控制單元的流量控制模塊和流量控制
電磁閥按指令控制第二種氣體的流量，使第二種氣體的輸入流量滿足最佳流量值。 經過上述步驟，即可使燃氣激波吹灰系統(tǒng)兩種輸入氣體的混合比達到最佳的設定
狀態(tài)，從而使燃氣激波吹灰系統(tǒng)實現(xiàn)最佳的吹灰運行效果。 本發(fā)明的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法可以通過混合比控制裝置來實施。該裝置主要分為兩部分， 一部分為氣體流量監(jiān)測單元，另一部分為氣體流量控制單元，二者通過數(shù)據(jù)處理模塊傳遞控制數(shù)據(jù)。氣體流量監(jiān)測單元主要由流量檢測器構成，氣體流量檢測器監(jiān)測到輸入氣體流量值后，將流量值轉換成模擬電流信號或電壓信號輸出；氣體流量控制單元主要由流量控制模塊和流量控制電磁閥構成，氣體流量控制單元可以根據(jù)需要控制氣體的輸出流量，同時將流量輸出值轉換成模擬電流信號或電壓信號進行輸出。
氣體監(jiān)測單元監(jiān)測到的氣體流量轉換為模擬電流或電壓信號后，輸入至數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理模塊內的控制程序可以根據(jù)實際生產需要設定混合氣體的最佳混合比。數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)氣體監(jiān)測單元監(jiān)測到的氣體輸入流量按照最佳混合比計算，進而得出另一種混合氣體的最佳輸出流量的模擬電信號，然后將該電信號輸入到氣體流量控制單元的流量控制模塊，流量控制模塊按該指令控制氣體流量控制單元的流量控制電磁閥，從而控制氣體的實際輸出流量。經過上述過程即可實現(xiàn)兩種不同氣體按設定比例精確地混合輸入。
本發(fā)明的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用精確的混合比控制方法與燃氣激波吹灰系統(tǒng)有兩種配合方式。第一種方式是將氣體流量監(jiān)測單元連接在空氣入口 1與空氣出口 3之間，而將氣體流量控制單元連接在燃氣入口 2與燃氣出口 4之間。第二種方式是將氣體流量監(jiān)測單元連接在燃氣入口 2與燃氣出口 4之間，而將氣體流量控制單元連接在空氣入口 1和空氣出口 3之間。 實際的生產實踐中，本發(fā)明的控制方法在燃氣激波吹灰系統(tǒng)中有兩種具體的實現(xiàn)方式。
本發(fā)明的第二種應用方式具體如下 如圖1所示，在本實施方式中，實現(xiàn)燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法的氣體 流量監(jiān)測單元7設置在空氣管路中；而氣體流量控制單元11設置在燃氣管路中。
首先，操作人員根據(jù)輸入燃氣的性質以及可燃氣體的爆炸范圍等設定燃氣與空氣 的最佳輸入混合比，并將該混合比數(shù)據(jù)輸入到PLC控制器16。 然后，壓縮空氣由空氣入口 l進入空氣管路，通過手動球閥5并經過濾減壓器6 過濾穩(wěn)壓后，進入氣體流量監(jiān)測單元7 ;氣體流量監(jiān)測單元7在線實時監(jiān)測空氣輸入流量， 并將監(jiān)測到的實時空氣流量轉換成模擬電流或電壓信號，并將該電信號輸入到PLC控制器 16。 PLC控制器16接到空氣流量輸入電信號后，根據(jù)最佳流量混合比進行計算，得到 在上述空氣輸入流量下燃氣的最佳輸入流量值，并將該流量值的電信號輸入至氣體流量控 制單元11。 另一方面，燃氣由燃氣入口 2進入燃氣管路，通過手動球閥9并經過濾器10過濾 后，進入氣體流量控制單元11 ;氣體流量控制單元11根據(jù)PLC控制器16輸入的燃氣最佳 流量值控制其燃氣的實際輸出流量，使燃氣的輸入流量與空氣的輸入流量滿足最佳輸入流 量混合比。 此后空氣流量經電磁閥8，通過空氣出口 3向相應的預混引爆裝置15的空氣入口
輸送空氣；同時，滿足最佳混合比的燃氣流量經電磁閥12通過燃氣出口 4向相應的預混引
爆裝置15的燃氣入口輸送燃氣。這樣通過空氣出口 3的空氣流量和通過燃氣出口 4的燃
氣流量總是按一定比例輸送的，可以保證在預混引爆裝置15內參與混合的燃氣和空氣混
合比總處于最佳狀態(tài)且非常精確，進而保證了燃氣激波吹灰系統(tǒng)的吹灰運行效果。 這種方式適用于燃氣激波吹灰系統(tǒng)要求空氣的輸入量大于燃氣的輸入量的情況。
這也是在實際生產中最常見的情況。 本發(fā)明的第二種應用方式具體如下 如圖2所示，在本實施方式中，實現(xiàn)燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法的氣體 流量監(jiān)測單元7設置在燃氣管路中；而氣體流量控制單元11設置在空氣管路中。
首先，操作人員根據(jù)輸入燃氣的性質以及可燃氣體的爆炸范圍等設定燃氣與空氣 的最佳輸入混合比，并將該混合比數(shù)據(jù)輸入到PLC控制器16。 然后，燃氣由燃氣入口 2通過手動球閥9經過濾器10過濾后，進入氣體流量監(jiān)測 單元7 ;氣體流量監(jiān)測單元7在線實時監(jiān)測燃氣的輸入流量，并將實時檢測到的燃氣流量值 轉換成模擬電流信號或電壓信號，該電信號被輸入到PLC控制器16。 PLC控制器16接到燃氣流量輸入電信號后，根據(jù)最佳流量混合比進行計算，得到 在上述燃氣輸入流量下空氣的最佳輸入流量值，并將該流量值的電信號輸入至氣體流量控 制單元11。 另一方面，壓縮空氣由空氣入口 1通過手動球閥5經過濾減壓器6過濾穩(wěn)壓后進 入氣體流量控制單元11 ;氣體流量控制單元11根據(jù)PLC控制器16輸入的空氣最佳輸入流 量值控制其空氣的實際輸出流量，使空氣的輸入流量與燃氣的輸入流量滿足最佳輸入流量 混合比。 此后燃氣流量經電磁閥12通過燃氣出口 4向相應的預混引爆裝置15的燃氣入口
7輸送燃氣；同時，滿足最佳混合比的空氣流量經電磁閥8通過空氣出口3向相應的預混引爆 裝置15的空氣入口輸送空氣。這樣通過空氣出口 3的空氣流量和通過燃氣出口 4的燃氣 流量總是按一定比例進行輸送的，可以保證在預混引爆裝置15內參與混合的燃氣和空氣 混合比總處于最佳狀態(tài)且非常精確，進而保證了燃氣激波吹灰系統(tǒng)的吹灰運行效果。
這種方式適用于燃氣激波吹灰系統(tǒng)要求燃氣的輸入量大于空氣的輸入量的情況。
本發(fā)明的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法是根據(jù)參與吹灰爆燃的第一種氣 體的實際監(jiān)測值，按最佳輸入流量比例換算后得出第二種氣體的最佳輸入流量值，從而控 制第二種氣體的實際輸出流量。因此，只要按實際條件確定空氣和燃氣的最佳混合比，就能 夠保證輸入至燃氣激波吹灰系統(tǒng)預混引爆裝置內的混合氣體符合設定要求，從而使燃氣激 波吹灰系統(tǒng)始終工作在最佳狀態(tài)。 同時，實施本發(fā)明的混合比控制裝置生產成本低。由于實現(xiàn)本發(fā)明的方法只需要
在燃氣激波吹灰系統(tǒng)中配置一套流量監(jiān)測裝置和一套流量控制裝置，在保證系統(tǒng)運行效果
的同時，最大限度降低了生產成本。使采用本發(fā)明混合比控制方法的燃氣激波吹灰系統(tǒng)，不
僅具有較強的技術優(yōu)勢，而其具有很強的價格優(yōu)勢，易于普遍推廣使用。 此外，本發(fā)明的混合比控制方法適應性強。本發(fā)明的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比
控制方法易于實現(xiàn)，操作簡單，可以應用于各種余熱鍋爐和電站鍋爐的燃氣激波吹灰系統(tǒng)。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和
原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
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權利要求
一種燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法，其特征在于所述方法具體包括下列步驟步驟A設定混合氣體的最佳流量混合比；步驟B監(jiān)測參與混合的第一種氣體的流量值；步驟C以所述第一種氣體的流量值為基礎，根據(jù)所述最佳流量混合比計算出參與混合的第二種氣體的最佳流量值；步驟D根據(jù)所述最佳流量值控制所述參與混合的第二種氣體的實際輸出流量。
2. 根據(jù)權利要求1所述的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法，其特征在于所述步驟B具體為采用氣體流量檢測器實時監(jiān)測參與混合的第一種氣體的流量值。
3. 根據(jù)權利要求1所述的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法，其特征在于所述步驟C具體為通過數(shù)據(jù)處理模塊采集所述第一種氣體的流量值，經數(shù)據(jù)處理后按最佳流量混合比計算出所述參與混合的第二種氣體的最佳流量值。
4. 根據(jù)權利要求1所述的燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法，其特征在于所述步驟D具體為根據(jù)所述最佳流量值，采用氣體流量控制器實時控制所述參與混合的第二種氣體的實際輸出流量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃氣激波吹灰系統(tǒng)用混合比控制方法，屬于鍋爐吹灰設備技術領域。包括下列步驟首先設定混合氣體的最佳流量混合比；然后監(jiān)測參與混合的第一種氣體的流量值；下一步，以所述第一種氣體的流量值為基礎，根據(jù)最佳流量混合比計算出參與混合的第二種氣體的最佳流量值，并根據(jù)所述最佳流量值控制所述參與混合的第二種氣體的實際輸出流量。本發(fā)明中一種氣體的流量以另一種相混合氣體流量的實時監(jiān)測值為依據(jù)，通過最佳混合比計算后得出的理想流量值來控制氣體流量的輸出值，確保了空氣和燃氣的混合比精確符合設定要求，保證了燃氣激波吹灰系統(tǒng)可以始終運行在最佳狀態(tài)；此外，實施本發(fā)明的混合比控制裝置生產成本低，適應性強。
文檔編號G05D11/00GK101763123SQ20091026613
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權日2009年12月30日
發(fā)明者周萌鑫, 程慶寶 申請人:北京光華紡織集團有限公司;北京光華啟明烽科技有限公司