[发明专利]一种燃烧节能安全控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃烧系统技术，具体是一种燃烧节能安全控制系统及方法。

背景技术

目前燃气锅炉的燃烧调试，通常是由工作人员凭肉眼观察进行调试，其燃烧状况完全由工作人员的经验决定，其往往凭火焰的颜色及形状对燃烧进行调试，这种主观调控往往都达不到理想的燃烧状况。虽然也有单位也通过烟气分析仪等设备对烟气成分进行检测分析，并据此定期调整燃烧器的空燃比，但燃烧工况始终是实时变化的，比如天然气压力波动会同比例影响天然气的流量，以致在大部分的运行时间里，燃烧空燃比事实上处于失控状态。

而燃烧空燃比失控通常是由于欠氧燃烧或者过氧燃烧造成。在欠氧燃烧时，天然气得不到充分燃烧，可燃气体会大量增加，部分天然气会在未经充分燃烧就排放掉了。这种情况肉眼基本无法察觉，只有在非常严重时，才会出现冒黑烟现象，但这时燃料损失已经超过20%。而在过氧燃烧时，肉眼则看不到任何异常，过氧燃烧对锅炉能效的影响非常大，过剩空气系数越大、能耗越高。实际运行中，燃气锅炉过剩空气系数超过1.5的情况非常普遍。

国家标准《燃气锅炉技术规范TSG G0003-2010》要求空气过量系数小于1.15，但实际上，目前的燃气锅炉调试及运行基本都是只能达到点着火、不冒烟的状态。同时，国标要求锅炉烟气的氧含量应控制在1%～3%，但是，由于燃气管网压力波动等原因，传统的锅炉燃烧控制方式完全不能适时调整燃烧状况，造成在大多数情况下燃烧工况恶化。

因此，对燃烧设备的燃烧过程进行在线实时自适应控制，以改善燃烧工况是提高燃烧效率和燃烧安全性的有效途径。如CN 103486608 A公开的一种锅炉自动化燃烧节能控制方法和节能系统，其通过变频器控制鼓风机的鼓风量和/或给煤机的给煤量，直至所述烟气含氧量的检测值在所述设定范围内。但是，对鼓风机进行变频控制，固然可以根据燃气量的大小增/减风量，却也会改变鼓风机的工作曲线，改变燃烧室内的压力，可能会影响燃烧的稳定性。

另外，燃烧系统的安全性也是一个亟待解决的问题。目前的燃烧系统几乎都有吹扫功能，目的是将燃烧设备炉膛内残留的可燃气体吹扫干净，然后再自动点火。但是，在实际运行中，如果燃气阀门有泄漏，尽管经过吹扫，可燃气体仍可能经过阀门泄漏进炉膛里造成安全隐患。目前，一些大中型的燃烧器上加装了燃气检漏装置在点火前对燃气阀门是否泄漏进行检测，检测合格才启动点火流程，但在燃气检漏装置故障的情况下仍可能出现点火爆炸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃烧节能安全控制系统及方法，采用智能控制技术解决现有燃烧系统空气燃气配比难以实现精确控制的问题，并与监管中心云数据处理平台网络形成工控网络，采用互联网信息技术，实时在线监测燃烧工况。

本发明的技术方案如下：

一种燃烧节能安全控制系统，包括带燃烧器和烟道的燃烧设备，所述燃烧器的进风口内设置有风机，燃烧器的燃气进气口与燃气源管路连接。所述燃烧器的进风口串接有风量调节器，燃烧器与燃气源连接的管路上设置有燃气流量调节器，所述风机、风量调节器和燃气流量调节器受控于一终端控制器。所述烟道内设置有包括检测烟气中O₂、CO、CH₄成份浓度以及烟气温度的传感器组，所述传感器组反馈连接至终端控制器。终端控制器网络连接至监管中心云数据处理平台。

本系统的终端控制器是与燃烧器原有燃烧控制系统并联连接的，不替代原有燃烧控制系统，仅在原有燃烧控制系统的基础上，依据检测到排放烟气中的特定成分浓度来控制风量调节器从而精确进风量，或控制进气管路上的燃气调节阀从而精确进气量。

进一步的，所述风量调节器包括框架本体，所述框架本体包括风道，所述风道的一端为与燃烧器进风口连接的风道接口，风道的另一端为风道进风口，风道内置风门调节挡板，风道外置风门执行器，风门调节挡板由与风门执行器相连的风量调节连杆控制，所述风门执行器与终端控制器控制连接。

进一步的，所述燃气流量调节器包括从燃气源向燃气进气口依次设置的燃气压力表、燃气过滤器、燃气调压阀、燃气关断阀和燃气流量调节阀，燃气压力表与终端控制器通信连接，燃气调压阀、燃气关断阀和燃气流量调节阀与终端控制器控制连接。