[发明专利]一种燃料气燃烧控制方法、系统及装置

说明书

本发明提供了一种燃料气燃烧控制方法、系统及装置，包括：实时测量燃料气的流量；分析燃料气中的气体组分，并确定每种气体组分在燃料气中的体积分数及该气体组分完全燃烧所需的空气系数；根据燃料气流量及燃料气中每种气体组分所占的体积分数和该种气体组分完全燃烧所需的空气系数确定完全燃烧当前流量的燃烧气所需助燃空气的流量值，以根据助燃空气的流量值控制助燃空气的实际进气流量。本发明根据燃料气的流量、每种气体组分在燃料气中的体积分数及该气体组分完全燃烧所需的空气系数计算出所需的助燃空气的流量值，最终根据助燃空气的流量值控制助燃空气的实际进气流量，提高了燃烧过程的自动化程度，可精确控制燃料气与助燃空气的流量比例。

技术领域

本发明涉及加热炉控制技术领域，具体而言，涉及一种燃料气燃烧控制方法、系统及装置。

背景技术

在食品、化工、冶金等行业的生产过程中，通常需要使用热量进行干燥、加热等操作，采用鼓入热风的方式明显更易于实现，因此应用较为广泛。

热风的来源除电加热外，基本均为采用各种窑炉，使用燃料气燃烧发热后将热风输送走供使用。现有的窑炉在燃烧时，可能由于气流不稳、燃料气组分波动等原因，造成产出的热风温度出现波动，不利于热风的利用。

另外，通常各种窑炉都是由金属板材焊接加工制成后，再在内壁敷设有耐火材料衬里，在燃烧过程中，如果气流不稳或燃料气组分波动等原因引起升温或降温速率过快、温度波动过大等异常情况时，可能会损坏耐火材料，导致受损脱落，进而可能发生烧穿设备，发生泄漏，造成火灾爆炸等安全事故，因而需要在使用过程中谨慎操作。

因此，寻找一种能够精确控制空气/燃料气的流量和组分比例，进而保持窑炉稳定运行的方法，是行业内急需解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种燃料气燃烧控制方法、系统及装置，旨在解决现有技术中因气流不稳或燃料气组分波动等原因导致窑炉难以稳定运行的问题。

第一方面，本发明提出了一种燃料气燃烧控制方法，包括以下步骤：步骤1，实时测量燃料气的流量；步骤2，分析所述燃料气中的气体组分，并确定每种气体组分在所述燃料气中的体积分数及该气体组分完全燃烧所需的空气系数；步骤3，根据所述燃料气的流量及所述每种气体组分在所述燃料气中的体积分数和该种气体组分完全燃烧所需的空气系数确定完全燃烧当前流量的燃烧气所需助燃空气的流量值，以根据所述助燃空气的流量值控制助燃空气的实际进气流量。

进一步地，上述燃料气燃烧控制方法中，所述步骤3中，当燃料气为一种时，其完全燃烧所需的助燃空气的流量由下式确定：

其中，F_sair是当燃料气为一种时所需的助燃空气流量；F_fuel为当前测量的该种燃料气的流量；V_k为该种燃料气中的第k种气体组分所占的体积分数；C_k为该种燃料气中的第k种气体组分完全燃烧所需的空气系数；K₁为第一空气过量控制系数；s为该种燃料气中气体组分的种类数；s、k均为大于等于1的正整数，k小于等于s。

进一步地，上述燃料气燃烧控制方法中，所述步骤3中，当燃料气为多种时，所有燃料气完全燃烧所需的助燃空气的总流量由下式确定：

其中，F_mair是当燃料气为多种时所需的助燃空气总流量；F_i为当前测量的第i种燃料气的流量；V_j为该第i种燃料气中的第j种气体组分所占的体积分数；C_j为该第i种燃料气中的第j种气体组分完全燃烧所需的空气系数；K₂为第二空气过量控制系数；q为每种燃料气中气体组分的种类数；p为燃料气的种类数；p、q、i、j均为大于等于1的正整数，i小于等于p，j小于等于q。