[发明专利]一种用于燃气燃烧的梯级供氧系统及调节方法

说明书

本发明公开了一种用于燃气燃烧的梯级供氧系统及调节方法，该系统包括氧气供给器、空气供给器、第一混合器、第二混合器、第三混合器、第四混合器、氧气总管道、第一支管道、第二支管道和第三支管道，其调节方法包括：确定目标空气流量和各目标氧气浓度，初始化氧气浓度值和助燃风目标流量值；调节空气管道和送气管道上的流量调节阀；计算出各空气管道的流量值和各氧气管道的流量值；调节氧气管道上的流量调节阀；更新各处空气流量、氧气流量和助燃风目标流量值；计算调节后的误差，判断误差是否在允许范围内，在允许范围内则结束氧气调节，否则继续调节。与现有技术相比，本发明旨在解决现有技术中氧气调节精度低且炉膛各处氧气浓度相同的缺陷。

技术领域

本发明涉及富氧燃烧技术领域，尤其是涉及一种用于燃气燃烧的 梯级供氧系统及调节方法。

背景技术

富氧能提高燃料燃烧温度，但同时也增大了炉膛燃烧温度的波 动，这是因为，火焰温度对富氧浓度的敏感性非常高。以热值为 800kcal/Nm3的高炉煤气为例，试验数据表明，在相同的散热条件下， 助燃空气氧含量由0.21提升至0.31时，燃烧温度由937℃提升至1183℃，增加了约250℃，即助燃风氧含量每增加1％(绝对值)， 燃烧温度增加25℃。而烧结点火的适宜温度区间宽仅为100℃，即 富氧浓度的控制误差超过±2％(绝对值)就会导致点火温度偏低或 偏高，造成料面过生或过融。而现有富氧点火技术中，对氧气和空 气流量的调节都很粗糙，难以满足富氧点火对浓度的精度要求，造 成点火温度波动大，对点火质量有不利影响。其次，实际生产过程 中，炉膛各处由于散热、烧结进程等的差异，炉膛各处特别是沿台 车运行方向上各处对氧气浓度的要求一般不相同。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于此，本发明提出一种用于燃气燃烧的梯级供氧系统及调节方 法，旨在解决现有技术中氧气调节精度低且炉膛各处氧气浓度相同 的缺陷。

(二)技术方案

本发明为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，提供一种 用于燃气燃烧的梯级供氧系统，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。

优选的，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。

优选的，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。

本发明还提供了一种应用了如上述所述的用于燃气燃烧的梯级供 氧系统的调节方法，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；