[发明专利]智能换向控制系统及方法和辐射管智能蓄热装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能蓄热控制领域，尤其涉及一种蓄热式辐射管的智能换向控制系统及其方法，以及一种具有该智能换向系统的辐射管智能蓄热装置及其方法。

背景技术

蓄热式燃烧技术是利用耐火材料作蓄热载体，交替地被烟气加热，再将蓄热体蓄存的热量加热空气或燃气，使空气和燃气获得高温预热，达到废热回收的目的。蓄热体通常采用特殊的陶瓷材料制造，呈蜂窝体状，具有很大的换热面积和良好的传热性、耐热性，热效率高。由于蓄热体是周期性地加热、放热，为了保证燃烧的连续性，蓄热体必须成对设置。烧嘴成对地安装在辐射管两端，一个燃烧，另一个排烟，然后定时进行换向，使原来用于燃烧的烧嘴排烟，而原来用于排烟的烧嘴燃烧，不断周而复始。

蓄热式辐射管是一种采用蓄热式燃烧技术的辐射管加热装置，通过换向燃烧，以提高介质预热温度，降低烟气排放温度。燃烧在辐射管内进行，可对物料进行保护性加热。这种技术将蓄热式燃烧技术和辐射管加热技术的优势完美结合，不仅热效率大大提高，而且表面温度分布均匀、NO_x排放浓度低、使用寿命长，具有明显的经济和环保效益。

蓄热式辐射管相比传统辐射管有两个显著特点：一、使用蜂窝蓄热体最大限度回收烟气余热；二、采用周期性换向燃烧技术对回收的热量进行循环利用。

在现有技术中，为了提高蓄热式辐射管燃烧器的燃烧效率，改善环保性能，通常对辐射管的结构进行优化设计。例如，一种燃烧装置，其通过在临近蓄热式燃烧器的烧嘴喷口附件设置烟气回流支管，形成烟气循环通道，使大部分烟气在辐射管内循环，借此,解决目前蓄热式辐射管中存在的烧嘴结构和管型结构导致的高温下污染物NO_X排放浓度较高和管壁温度分布不均现象。但该技术仅从装置结构上降低NO_X排放浓度和提高管壁温度均匀性，不能提高燃烧效率和控制精度。

此外，一种智能烧嘴控制器，其采用单片机作为主控模块，与之相连还包括火焰监测模块、工况环境监测模块、两级电源切换模块、阀门制动模块、点火过程指示器、燃烧指示器、故障指示器、存储模块和通信诊断模块等。该控制器通过这些模块实时采集工况参数，通过现场总线与工业现场的PLC进行通信，可以降低原料管道的设计、安装、使用成本。但该技术仅仅是将一部分PLC的数据采集功能和控制功能交给控制器的单片机担任，并未对烧嘴燃烧和控制技术进行改进，本身不能自动实现温度控制和功率调节。

现有技术的另一种智能烧嘴控制器，该装置由可编程控制器、按钮板、火焰检测板、一些多芯航空插头构成，但它主要是通过检测火焰信号判断燃烧状况，功能较为简单，缺少燃烧过程调节功能。另外，该装置只适用于常规烧嘴，一般只能实现燃烧状况监控和燃烧中断后自动点火功能，缺少燃烧过程加热功率调节、超温保护等必要功能，不能应用在具有周期性换向和脉冲燃烧特点的蓄热式辐射管烧嘴上

由上述可知，在现有技术中，人们多数着眼于蓄热式辐射管的结构优化以及对烧嘴的简单控制，并且多数为检测烧嘴的燃烧情况，并未对辐射管燃烧蓄热的控制技术进行改进，不能实现温度控制和功率调节。所以亟待抛开传统思维来改进辐射管燃烧蓄热的控制技术。

发明内容

本发明的目的在于改进辐射管燃烧蓄热的控制技术，实现蓄热式辐射管的智能换向，进而提供一种蓄热式辐射管的智能换向控制系统及其方法，以及一种具有该智能换向系统的辐射管智能蓄热装置及其方法。

本发明提供了一种智能换向控制系统，用于辐射管蓄热装置的智能换向，所述辐射管蓄热装置具有辐射管、燃气通道与空气通道。所述系统包括烟气温度传感器、排烟温度传感器、燃气换向阀、空气换向阀、主控模块；其中，

所述燃气换向阀设置在所述燃气通道上；

所述空气换向阀设置在所述空气通道上，所述空气换向阀具有输出口；

所述烟气传感器设置于所述辐射管内，用于检测所述辐射管内的烟气温度，并将温度信号传递给所述主控模块；

所述排烟温度传感器设置在所述空气换向阀的输出口处，用于检测排出的烟气的温度，并将温度信号传递给所述主控模块；

所述主控模块用于接收所述烟气传感器和所述排烟温度传感器的温度信号，进行计算与分析，控制所述空气换向阀与燃气换向阀换向。

进一步地，该系统还包括燃气快切阀，其设置在所述燃气通道上，所述主控模块控制所述燃气快切阀的开闭。

进一步地，该系统还包括辐射管表面温度传感器，其设置在所述辐射管表面，用于检测辐射管表面的温度，并将温度信号传递给所述主控模块。