[发明专利]一种用于燃气燃烧的梯级供氧系统及调节方法

权利要求书

1.一种用于燃气燃烧的梯级供氧系统，其特征在于，包括氧气供给器、空气供给器、第一混合器、第二混合器、第三混合器和第四混合器，所述氧气供给器与第一混合器之间连通有氧气总管道，所述氧气总管道与第二混合器之间连通有第一支管道，所述第一支管道与第三混合器之间连通有第二支管道，所述第二支管道与第四混合器之间连通有第三支管道，所述氧气总管道、第一支管道、第二支管道和第三支管道上分别设有总氧气调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧气调节子系统和第三氧气调节子系统，所述总氧气调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧气调节子系统和第三氧气调节子系统设于氧气供给器与第四混合器之间，所述空气供给器上连通有空气管道，所述空气管道依次连通于第一混合器、第二混合器、第三混合器和第四混合器，所述空气供给器与第一混合器之间的空气管道上设有空气调节子系统，所述第二混合器、第三混合器和第四混合器上分别连通有第一送气管道、第二送气管道和第三送气管道，所述第一送气管道、第二送气管道和第三送气管道上分别设有第一送气调节子系统、第二送气调节子系统和第三送气调节子系统。

2.根据权利要求1所述的用于燃气燃烧的梯级供氧系统，其特征在于，相邻的两个混合器之间的空气管道上设有氧气浓度测量仪，所述第三送气管道上设有氧气浓度测量仪。

3.根据权利要求1所述的用于燃气燃烧的梯级供氧系统，其特征在于，所述总氧气调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧气调节子系统、第三氧气调节子系统、空气调节子系统、第一送气调节子系统、第二送气调节子系统和第三送气调节子系统均设有流量计和流量调节阀。

4.一种应用了如权利要求1-3任一项用于燃气燃烧的梯级供氧系统的调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：根据工况确定目标空气流量Q′_air,t、第二混合器的目标氧气浓度C′₁、第三混合器的目标氧气浓度C′₂和第四混合器的目标氧气浓度C′₃；

S2：设置第一混合器的目标氧气浓度C′₀，使C′₀满足：C′₀＝max{(C′₂-C′₁),(C′₃-C′₂)}；

S3：初始化氧气浓度值和助燃风目标流量值，使

C_i＝C′_i，

其中，为氧气总管道的氧气流量，该步骤中，C₁为第二混合器的氧气浓度，C₂为第三混合器的氧气浓度，C₃为第四混合器的氧气浓度，为第二混合器的目标流出量，为第三混合器的目标流出量，为第四混合器的目标流出量；i＝1，2，3；

S4：调节空气调节子系统、第一送气调节子系统、第二送气调节子系统和第三送气调节子系统，使第二混合器的流出量第三混合器的流出量和第四混合器的流出量和空气流量Q_air,t满足：

Q_air,t＝Q′_air,t，

其中，i＝1，2，3；

S5：根据第一混合器的氧气浓度和空气流量计算出第一混合器与第二混合器之间的流通量Q_air,1，然后根据第二混合器的氧气浓度和Q_air,1计算出第二混合器与第三混合器之间的流通量Q_air,2，然后根据第三混合器的氧气浓度和Q_air,2计算出第三混合器与第四混合器之间的流通量Q_air,3；

S6：计算出氧气总管道进入第一混合器的目标氧气流量第一支管道进入第二混合器的目标氧气流量第二支管道进入第三混合器的目标氧气流量和第三支管道进入第四混合器的目标氧气流量

S7：由和获得第三支管道的目标氧气流量第二支管道的目标氧气流量第一支管道的目标氧气流量和氧气总管道的目标氧气流量

S8：通过调节总氧气调节子系统、第一氧气调节子系统、第二氧气调节子系统和第三氧气调节子系统，使

其中i＝1，2，3；为第一支管道的氧气流量，为第二支管道的氧气流量，为第三支管道的氧气流量；

S9：更新Q_air,t、和的值，其中i＝1，2，3；

S10：更新进入各混合器的氧气流量值和

S11：更新第二混合器的目标流出量第三混合器的目标流出量和第四混合器的目标流出量

其中i＝1，2，3；

S12：计算本次调节后的误差：

其中i＝1，2，3；

S13：设置误差阈值E_air,t，max、判断误差是否在可接受范围，若满足以下条件：

E_air,t≤E_air,t，max，

其中i＝1，2，3；

则结束氧气调节；否则，则转步骤S4。