炉窑燃烧效率控制方法技术

本发明专利技术提供一种炉窑燃烧效率控制方法，涉及工业炉窑和热力锅炉等燃烧控制领域，能够提高烟气余热利用率及燃气燃烧效率。该方法包括：S1、使送入炉窑的助燃风在与燃气配比及混合之前被从所述炉窑排出的烟气中的余热预热；S2、使被预热后的所述助燃风送入所述炉窑中与所述燃气进行燃烧；S3、在燃烧进行的过程中，根据所述炉窑中炉膛的温度、生产介质的温度、或蒸汽的压力，调节所述燃气的输送量；S4、在燃烧进行的过程中，根据所述烟气中的含氧量，动态地调节所述助燃风的流量。

Control method of combustion efficiency in furnace

The invention provides a method for controlling the combustion efficiency of a furnace, which relates to the combustion control field of an industrial furnace and a thermal boiler, etc., and can improve the utilization ratio of flue gas waste heat and the combustion efficiency of gas. The method comprises the following steps: S1, the combustion supporting air into furnace preheating in flue gas and gas mixing ratio and before from the furnace in the exhaust; S2, make by the preheated combustion air into the furnace and the gas burning; S3, in the combustion process in the according to the hearth of the furnace in the production of temperature, medium temperature, or steam pressure, adjust the gas transportation capacity; S4, in the process of combustion, according to the oxygen content in flue gas, the dynamic adjustment of the combustion air flow.

【技术实现步骤摘要】
炉窑燃烧效率控制方法
本专利技术涉及工业炉窑和热力锅炉等的燃烧控制领域，更具体地说，涉及一种炉窑燃烧效率控制方法。
技术介绍
在当前的冶金和铸造加工行业，天然气熔炼炉(熔铝、铜、铁)是普遍建设和使用的熔炼设备，该类设备普遍存在的问题是天然气能耗偏高和对外环境排放余热、烟气量大。天然气能耗高直接导致生产成本增加，使得企业缺乏市场经济竞争力。该类设备可引起环境污染和热室效应等负面效应，甚至降低产品质量和生产效率，给企业和社会经济发展带来障碍，如何既促进经济发展又保持绿色生成，是促进该行业和社会发展的重要课题。事实上，高能耗熔炼炉或计划依托能源生产的熔炉的建设单位，近年来越来越重视选择节能型高效率熔炼炉。现有的熔炼设备之所以存在上述问题，主要原因在于燃烧效率控制和余热生产循环利用的环节较为薄弱。具体地，在燃烧效率控制环节，现有的空燃比例阀根据助燃风的压力机械比例来调整供气量，然而，由于炉膛内被熔化的材料在不同阶级需要的氧量是不确定的，因此，按照设定的空燃比无法取得最佳的燃烧效果。并且，传统压力式(固定式)空燃比例阀通常以最不利含氧量为比例调节，因此，除了最不利状态外，其他状态下必然出现过量的助燃风，因而会消耗过多的天然气。在余热生产循环利用环节，现大部分余热用于生产生活热水，但是对于排烟余热量大、温度高的高品位余热，直接用于生产生活热水比较浪费，若能在熔炼设备中将这部分高品位余热用于熔炼生产，将有利于降低天然气消耗，才具有更大经济和环保价值。由此可见，具有节能减排、绿色生产和降低生产成本的熔炼设备是生产单位建设、改造应用的趋势。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有工业炉窑技术中能耗高和燃烧效率低下等缺陷，提供一种烟气余热利用率、燃气燃烧效率高的炉窑燃烧效率控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种炉窑燃烧效率控制方法，包括以下步骤：S1、使送入熔炼炉的助燃风在与燃气配比及混合之前被从所述熔炼炉排出的烟气中的余热预热；S2、使被预热后的所述助燃风送入所述熔炼炉中与所述燃气进行燃烧；S3、在燃烧进行的过程中，根据所述熔炼炉中炉膛的温度、生产介质的温度、或蒸汽的压力，调节所述燃气的输送量；S4、在燃烧进行的过程中，根据所述烟气中的含氧量，动态地调节所述助燃风的流量。可选地，所述熔炼炉设置有多个用于混合燃气与助燃风的混合烧嘴，所述步骤S1具体为：使助燃风交替地通过每个所述混合烧嘴送入所述熔炼炉，并使所述熔炼炉排出的烟气对应于所述助燃风，交替的送到每个所述混合烧嘴对所述助燃风进行预热后排出，在所述步骤S1之后，所述方法还包括：使所述助燃风与所述燃气交替地在每个所述混合烧嘴处混合。可选地，所述步骤S3具体包括：S31、在燃烧进行的过程中，实时测量炉膛的温度、生产介质的温度、或蒸汽的压力，并将测量结果作为过程参数变量；S32、根据生产工艺要求对炉膛的温度、生产介质的温度、或蒸汽的压力设定目标参数设定值，根据所述过程参数变量、所述目标参数设定值，利用PID控制算法确定燃气目标输送量；S33、调节燃气输送量使其等于所述燃气目标输送量。可选地，S31、在燃烧进行的过程中，实时测量生产介质的温度，并将测量结果作为过程参数变量；S32、根据生产工艺要求对生产介质的温度设定目标参数设定值，并在燃烧分阶段进行的过程中，分别判断各个阶段中所述过程参数变量是否高于所述目标参数设定值，若是，则进入步骤S33Y，若否，则进入步骤S33N；S33Y、判断所述过程参数变量在前后两个阶段中是上升还是下降，若是下降，则维持燃气输送量不变，若是上升，则使所述燃气输送量递减预设幅度；S33N、判断所述过程参数变量在前后两个阶段中是上升还是下降，若是上升，则维持燃气输送量不变，若是下降，则使所述燃气输送量递增预设幅度。可选地，所述步骤S4具体包括：S41、在燃烧进行的过程中，测量所述熔炼炉外空气的气压、温度及湿度；S42、根据所述熔炼炉外空气的气压、温度、湿度以及所述燃气的输送量，确定最低助燃风流量；S43、根据所述最低助燃风流量的低限值，调节所述助燃风的流量使其在预设范围内逼近所述最低助燃风流量；S44、根据所述烟气中的含氧量，对所述助燃风的流量进行进一步调节以使得所述烟气中的含氧量趋于预设值。可选地，所述步骤S4具体包括：在炉膛恒温阶段，实时记录所述燃气的输送量与所述烟气中的含氧量，确定所述燃气的输送量最小时对应的含氧量，将所述输送量最小时对应的该含氧量作为恒温阶段中助燃风流量的设定最佳值，调整所述助燃风的流量使其逼近该设定最佳值。可选地，所述步骤S4具体包括：在炉膛升温阶段，逐步改变所述助燃风的流量，并记录炉膛温度变化的速率取最大值时对应的烟气中的含氧量；调节所述助燃风的流量使得当前烟气中的含氧量趋于炉膛温度变化的速率取最大值时对应的该含氧量。实施本专利技术的窑炉燃烧效率控制方法，具有以下有益效果：由于助燃风在与燃气配比及混合之前被从炼炉排出的烟气中的余热预热，因而能够提高烟气余热利用率，另外，在燃烧进行的过程中，根据炉窑中炉膛的温度、生产介质的温度、或蒸汽的压力，调节燃气的输送量，还根据烟气中的含氧量，动态地调节助燃风的流量，因而能够提高燃气的燃烧效率，减少燃气消耗。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1为本专利技术实施例提供的炉窑燃烧效率控制方法的流程图；图2为本专利技术实施例中烟气对助燃风进行预热的结构示意图；图3为本专利技术实施例中烧嘴的结构示意图；图4为根据炉窑中炉膛的温度或生产介质的温度调节燃气的输送量的示意图；图5为根据蒸汽压力调节燃气的输送量的示意图；图6为根据烟气中的含氧量动态地调节助燃风的流量的示意图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。针对工业炉窑或锅炉的燃烧系统燃烧效率低、烟气余热排放高的问题，为了降低燃气消耗，节约生产成本及减少污染排放，本专利技术提供的炉窑燃烧效率控制方法主要从如下三个方面着手。第一，使助燃风在与燃气配比之前预热，有利于燃烧反应热；第二，根据炉膛温度或生产介质的温度/压力等调节燃气等燃料的输送量；第三，根据排烟含氧量动态调节助燃风量，实现以动态空燃比控制燃烧，避免过量或不足的助燃风导致燃气消耗增加，从而提高燃烧效率，减少热损失及污染排放。图1为本专利技术实施例提供的炉窑燃烧效率控制方法的流程图。如图1所示，炉窑燃烧效率控制方法具体包括以下步骤。S1、使送入炉窑的助燃风在与燃气配比及混合之前被从炉窑排出的烟气中的余热预热。本实施例可采用热交换式和换向蓄热式这两种预热方式。其中，换向蓄热式运用到蓄热式燃烧器，其原理是周期性地交替换向蓄热或利用蓄热材料热交换，使助燃风吸收烟气余热，助燃风被预热到低于炉膛温度120℃左右的温度，且排烟温度被降低至150℃以下再排放到大气中。图2为本专利技术实施例中烟气对助燃风进行预热的结构示意图。如图2所示，为了实现烟气对助燃风预热，可在用于混合及点燃的混合烧嘴的上游侧，并排设置的分别用于流通烟气及流通助燃风的管道，且在两管道中分别形成热交换部，导热性良好的热管横跨两管道而置于热交换部内。这样一来，热管可将温度较高的烟气中热量传递给温度较低的助燃风，从而实现烟气对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炉窑燃烧效率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、使送入炉窑的助燃风在与燃气配比及混合之前被从所述炉窑排出的烟气中的余热预热；S2、使被预热后的所述助燃风送入所述炉窑中与所述燃气进行燃烧；S3、在燃烧进行的过程中，根据所述炉窑中炉膛的温度、生产介质的温度、或蒸汽的压力，调节所述燃气的输送量；S4、在燃烧进行的过程中，根据所述烟气中的含氧量，动态地调节所述助燃风的流量。

【技术特征摘要】
1.一种炉窑燃烧效率控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、使送入炉窑的助燃风在与燃气配比及混合之前被从所述炉窑排出的烟气中的余热预热；S2、使被预热后的所述助燃风送入所述炉窑中与所述燃气进行燃烧；S3、在燃烧进行的过程中，根据所述炉窑中炉膛的温度、生产介质的温度、或蒸汽的压力，调节所述燃气的输送量；S4、在燃烧进行的过程中，根据所述烟气中的含氧量，动态地调节所述助燃风的流量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述炉窑设置有多个用于混合燃气与助燃风的混合烧嘴，所述步骤S1具体为：使助燃风交替地通过每个所述混合烧嘴送入所述炉窑，并使所述炉窑排出的烟气对应于所述助燃风，交替的送到每个所述混合烧嘴对所述助燃风进行预热后排出，在所述步骤S1之后，所述方法还包括：使所述助燃风与所述燃气交替地在每个所述混合烧嘴处混合。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：S31、在燃烧进行的过程中，实时测量炉膛的温度、生产介质的温度、或蒸汽的压力，并将测量结果作为过程参数变量；S32、根据生产工艺要求对炉膛的温度、生产介质的温度、或蒸汽的压力设定目标参数设定值，根据所述过程参数变量、所述目标参数设定值，利用PID控制算法确定燃气目标输送量；S33、调节燃气输送量使其等于所述燃气目标输送量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S31、在燃烧进行的过程中，实时测量生产介质的温度，并将测量结果作为过程参数变量；S32、根据生产工艺要求对生产介质的温度设定目标参数设定值，并在燃烧分阶段进行的过程中，分别判...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先安，吴远彪，
申请(专利权)人：深圳市善能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44