[发明专利]用于校正一组燃烧室的燃烧调节的方法和实施该方法的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于调节用其属性可变的助燃剂和燃料进行供给的一组燃烧室的供给装置的调节方法。本发明允许考虑这些属性的可能波动，以保持所期望的燃烧质量。

背景技术

许多工业加热设备由一组分开的燃烧室组成，这些燃烧室通过共用的供给装置被供给助燃剂和燃料。例如，在钢铁工业，加热设备是用于配有辐射管的金属带钢的连续处理线的炉子。

在许多情形中，所使用的助燃剂或燃料具有随着时间可变的属性。例如，在使用富氧空气或贫氧空气时，或在使用在现场共生的燃料时，如炼焦气体、炼钢气体、气体混合物或甚至可选的燃料，如生物气或瓦斯。

存在许多根据燃料的属性对炉子的调节进行校正的方法。这些方法允许校正燃料的主要参数之一的波动，例如热值PCI、可燃能（pouvoir comburivore）、燃烧指数或沃伯指数。

这些方法并不能完全考虑到燃料和助燃剂的属性，这是因为，在大部分情形中，采样会改变燃料和助燃剂的属性。这些方法还具有这样的弊端：响应时间相对长和需要在受保护地点布置测量装置。

一种具体方法通过文献FR2712961提出。根据该方法，通过提取给定流量的燃料，执行对烧嘴的调节，在专门的燃烧室中用一定流量的空气——如引起过量空气燃烧的空气——燃烧该燃料，和在燃料的完全燃烧的烟气中测量反应化学计量差值的一量值。该量值继而用于确定表示烧嘴的助燃空气流量的调节系数的值。该燃烧计装置由一燃烧隧道窑、一烧嘴和一些合适的测量部件组成。

该系统具有在特别构造的小型炉中实施的弊端，在小型炉中焚烧比例调整过的空气/燃料混合物，以具有过量空气。该小型炉消耗燃料和需要以过量空气运行。燃烧在该小型炉中在一运行点上实施，该运行点可远离要调节的设备的运行点，例如就烧嘴的功率、空气/气体比例、炉子温度、和火焰的密闭性（confinement）而言。对结果的处理从而需要使用数学校正公式。

该系统还具有只考虑燃料的属性变化的弊端。该系统不考虑助燃剂的属性变化，也不考虑受控设备的自身燃烧参数，即未燃率或氮氧化物NOx排放率。

发明内容

本发明的目的尤其在于对参与制造工艺的一组燃烧室的燃烧调节进行改进；特别地，本发明旨在对金属带钢的连续处理线的一组辐射管的调节进行改进。

这些燃烧室具有相同的属性。每个燃烧室的功率是可变的，不过所实施的技术是相似的。在这些燃烧室之间的可能差异对期望控制的燃烧参数没有影响。

为了保证对所有辐射管的燃烧进行调节，使用安装在炉室中的这些辐射管之一作为基准辐射管。该辐射管如所有其它辐射管一样参与对带钢的加热。该辐射管的构造与其它辐射管的构造相似和以代表参与加热的其它辐射管的运行的方式起作用。

在辐射管出口的燃烧产物通过参与炉子的加热工艺进行冷却。在该基准辐射管的出口，安装一测量装置，测量装置提供关于辐射管下游的燃烧产物的状态的信息。其一般涉及气体分析仪，特别地允许例如知晓过量空气和/或未燃尽物。

因此，根据本发明，对具有相近特征、通过相同的助燃剂和燃料网络进行供给的一组热燃烧室进行实时和连续调节的方法的特征在于：

-燃烧室之一被作为基准燃烧室使用，

-在基准燃烧室的出口的烟气中测量燃烧参数，

-所有燃烧室的调节参数根据在基准燃烧室的出口测量的燃烧参数，特别地根据在助燃剂和燃料和/或助燃剂的成分和/或燃料的成分之间的比例进行校正。

在基准燃烧室的出口的烟气中测量的燃烧参数可由至少氧气浓度、和/或二氧化碳浓度、和/或氢气浓度、和/或氮氧化物浓度和/或未燃尽率组成。

过量空气可根据在基准燃烧室的出口的烟气中的氧气或二氧化碳浓度来确定。空气不足可通过在基准燃烧室的出口的烟气中的一氧化碳浓度或氢气浓度、或未燃尽物浓度来确定。

有利地，对所有燃烧室的调节参数进行校正，以获得所期望的过量空气和/或未燃尽率。可对所有燃烧室的调节参数进行校正，以获得所期望的空气不足，和/或未燃尽率。

氮氧化物浓度可通过对助燃剂的成分和/或燃料的成分进行校正，特别地通过用燃烧产物稀释来调节。

热燃烧室可由用与基准燃烧室的气体比例不同的气体比例来进行供给的辐射管组成。

本发明还涉及用于实施如前文所定义的方法的一种设备，所述设备包括一组热燃烧室，这些热燃烧室具有相近的特征、通过相同的助燃剂和燃料网络进行供给，其特征在于：

-燃烧室之一被作为基准燃烧室使用，