燃燒器控制設(shè)計(jì)過(guò)程主要對(duì)燃燒器燃燒中爐膛溫度控制,送風(fēng)量控制,引風(fēng)量控制進(jìn)行分析.并基于以上的變量方案進(jìn)行硬件和軟件設(shè)計(jì),給出具體控制過(guò)程,對(duì)于研究燃燒器的控制系統(tǒng)具有重要意義.下面小編就給大家來(lái)分解一下燃燒器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是怎么樣的？
對(duì)工業(yè)爐的基本要求是：滿足產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量要求，能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低，安全、可靠、操作強(qiáng)度低、自動(dòng)化程度高，污染物排放符合環(huán)保要求。
圖1是以天然氣為燃料沒(méi)有對(duì)煙氣所攜帶熱量進(jìn)行回的熱平衡圖。由圖可見(jiàn)，煙氣將帶走所供天然氣燃燒產(chǎn)生的總熱量中的很大一部分。
以低位熱值8600kcal/Nm3的天然氣，按化學(xué)當(dāng)量比狀態(tài)燃燒，爐溫1100℃，排煙溫度1000℃為例計(jì)算：
結(jié)果表明單單排煙損失就高達(dá)49.5%，十分驚人。
如果我們?cè)O(shè)法將煙氣中的熱量回收返回爐內(nèi)，如圖2所示。將會(huì)極大地提高熱量利用率。
回收利用煙氣熱量最簡(jiǎn)單的方法就是采用換熱器對(duì)助燃空氣進(jìn)行預(yù)熱。這種方法既可以提高助燃空氣溫度增加空氣帶入的物理顯熱還可以降低煙氣排放溫度，改善煙氣對(duì)環(huán)境的影響。
按上述天然氣燃燒條件，爐溫1100℃，采用空氣預(yù)熱器回收煙氣熱量，通過(guò)換熱將空氣溫度由室溫提高至350℃，排煙溫度降至500℃為例進(jìn)行理論計(jì)算：
結(jié)果表明有效熱利用可以高達(dá)82.7%，節(jié)能39%。效果十分顯著。
我們這個(gè)系統(tǒng)方案要確定的有效措施首先就是采用換熱器對(duì)助燃空氣進(jìn)行預(yù)熱，極大限度的回收煙氣熱量。
一、換熱器的選擇
空氣預(yù)熱器選用能夠承受入口煙氣1250℃，空氣預(yù)熱溫度400℃的高效金屬換熱器。
二、空燃比控制
為了降低能耗，必須盡可能保障空氣與燃?xì)獾幕旌媳壤咏瘜W(xué)當(dāng)量比。
以上計(jì)算結(jié)果表明，在相同條件下，空燃比偏差10%就可以增加6.7%的能耗。
由于采用預(yù)熱助燃空氣，而空氣溫度會(huì)影響空氣密度，為保證空燃比的恒定，還必須對(duì)空氣溫度進(jìn)行修正。因此，我們采用帶空氣溫度補(bǔ)償?shù)目杖急壤刂葡到y(tǒng)。
三、燃燒器選擇
高速燃燒器為熱處理工藝創(chuàng)造了完美的加熱解決方案。燃燒器高出口速度可以導(dǎo)致?tīng)t氣的強(qiáng)烈循環(huán)，因此確保了被加熱材料的溫度均勻性。與其他類(lèi)型燃燒器相比，高速燃燒器的NOx排放也較低，這是因?yàn)楦叱隹谒俣戎苯訉?dǎo)致?tīng)t內(nèi)大量煙氣被吸入火焰形成低氧燃燒并且降低火焰溫度從而大大減少了NOx的生成。
為了進(jìn)一步降低NOx排放，采用BCU（燃燒控制裝置）控制，允許在兩種操作模式之間切換：低爐溫下的傳統(tǒng)火焰模式和在較高爐溫（850℃）以上的無(wú)焰燃燒低NOx模式。
四、過(guò)程控制部分
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下
過(guò)程控制設(shè)備是整個(gè)系統(tǒng)的控制中樞，系統(tǒng)所有控制過(guò)程均由其完成。過(guò)程控制設(shè)備的核心是PLC系統(tǒng)。
系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：
1、安全監(jiān)測(cè)
接受來(lái)自燃?xì)?、空氣輸配管路檢測(cè)元件信號(hào)實(shí)時(shí)對(duì)Gas-min,Gas-max,Air-min.和燃?xì)馇袛嚅y氣密性、爐溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
2、實(shí)時(shí)控制
系統(tǒng)吹掃，向燃燒器控制單元發(fā)出啟動(dòng)啟用信號(hào)。實(shí)現(xiàn)燃燒器控制單元的啟動(dòng)控制。根據(jù)爐溫信號(hào)通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或電磁閥實(shí)時(shí)對(duì)爐膛溫度進(jìn)行控制。空燃比恒值控制，
全部控制系統(tǒng)分為燃?xì)庵鞴?、燃?xì)庵Ч?、燃燒控制、空氣主管、空氣支管、過(guò)程控制幾大部分組成。
燃?xì)庵鞴茉O(shè)備主要用于完成為燃燒器穩(wěn)定燃燒提供所必須的穩(wěn)定的燃?xì)鈮毫?，確保燃?xì)鈮毫Πl(fā)生異常時(shí)系統(tǒng)依據(jù)燃?xì)庖?guī)范對(duì)燃?xì)膺M(jìn)行快速無(wú)泄漏的切斷、報(bào)警。
燃?xì)庵Ч茉O(shè)備主要用于實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程和燃燒過(guò)程的控制。
燃燒控制設(shè)備主要用于實(shí)現(xiàn)燃燒和安全燃燒控制。
空氣主管設(shè)備主要提供穩(wěn)定的助燃空氣和保證在助燃空氣壓力出現(xiàn)異常時(shí)立即中斷燃燒、報(bào)警以確保設(shè)備和操作人員的安全。
空氣支管設(shè)備與燃?xì)庵Ч茉O(shè)備相同主要用于實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程和燃燒過(guò)程的控制。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足EN746-2工業(yè)熱處理設(shè)備燃燒系統(tǒng)安全規(guī)范。全部設(shè)備均采用進(jìn)口或具有品質(zhì)保障的產(chǎn)品。
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