專利名稱：：鋁熔煉爐的燃燒控制裝置的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及以天然氣為燃料的鋁熔煉爐的燃燒控制方法，具體涉及天然氣與空氣精確流量配比的燃燒控制裝置。
背景技術：
：由于天然氣的廣泛應用，目前國內(nèi)鋁熔煉爐的加熱方式主要以天然氣為主，一般以空氣作為助燃氧氣來源，但空氣中除含有氧氣外還有氮氣等惰性氣體，燃料采用干天然氣(干燥，脫硫后)，其主要成分是甲垸(CH4)，如果天然氣完全燃燒后，其方程式為CH4+202==C02+2H20，可以看出其燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水，其燃燒產(chǎn)物對人體不構成危害。如果燃燒不充分，會有兩種情況，一是如果空氣過量則其產(chǎn)物會含有一氧化二氮(N20)、一氧化氮(NO)、三氧化二氮(N203)、二氧化氮(N02)、四氧化二氮(N204)、五氧化二氮(N205)等，氮氧化物對眼睛和上呼吸道粘膜刺激較輕，侵入呼吸道深部的細支氣管及肺泡，會生成亞硝酸鹽，嚴重時可出現(xiàn)以肺水腫為主的病變，導致高鐵血紅蛋白癥和中樞神經(jīng)損害癥狀；二是如果天然氣過量則其燃燒不完全，產(chǎn)物會產(chǎn)生一氧化碳(CO)，并造成能源浪費。因此，需要將天然氣與空氣充分精確配比。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種精確流量配比的燃燒控制裝置，可將天然氣與空氣充分配比，確保完全燃燒。本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)鋁熔煉爐的燃燒控制裝置，特點是在燒嘴的天然氣進氣管路上設置天然氣流量孔板，在燒嘴的空氣進氣管路上設置空氣流量孔板，所述天然氣流量孔板的進氣口接入天然氣，天然氣流量孔板的出氣口通過天然氣執(zhí)行器與燒嘴的天然氣進氣口相連接，所述空氣流量孔板的進氣口接入空氣，空氣流量孔板的出氣口通過空氣執(zhí)行器與燒嘴的空氣進氣口相連接；另外，在所述天然氣流量孔板的進氣口與出氣口之間設置天然氣差壓變送器，在所述空氣流量孔板的進氣口與出氣口之間設置空氣差壓變送器，所述天然氣差壓變送器的信號線和空氣差壓變送器的信號線均接入PLC控制器，所述天然氣執(zhí)行器的信號線和空氣執(zhí)行器的信號線也均接入PLC控制器。進一步地，上述的鋁熔煉爐的燃燒控制裝置，在天然氣流量孔板位置安裝熱電偶，熱電偶的信號線接入PLC控制器。本發(fā)明技術方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在①本發(fā)明在燒嘴的天然氣和空氣管路上各安裝一個在實驗室已標定好的流量孔板，實驗室中標定孔板的前后壓差，在一定的溫度狀態(tài)下，在管徑一定的情況下，其前后壓差決定了天然氣或空氣的流量(即體積)，從而得出其質(zhì)量，精確測量所需配比質(zhì)量；②在燒嘴前各有一個執(zhí)行器，用于調(diào)節(jié)空氣和天然氣的質(zhì)量配比，可以精確的控制天然氣與空氣的燃燒量比，達到充分燃燒的目的；③在天然氣和空氣的每個流量孔板前后安裝一個差壓變送器，用于測量前后壓差；天然氣和空氣管路的差壓信號、溫度信號、燒嘴前執(zhí)行器的控制信號均接入PLC,由CPU按照計算公式，內(nèi)部運算得出爐膛需要的熱負荷，通過調(diào)節(jié)燒嘴前執(zhí)行器的開度控制燒嘴在整個調(diào)節(jié)范圍0%-100%，保證整個過程空氣與天然氣的配比在設定的比值工作，控制天然氣充分燃燒，達到最佳的燃燒狀況；④通過對燃燒產(chǎn)物的測定，與沒有安裝該控制裝置的鋁熔煉爐相比，其NOX排量減少70X以上，符合環(huán)保要求，大大降低了生產(chǎn)成本；堪稱是具有新穎性、創(chuàng)造性的好技術，簡易適用，市場應用前景廣闊。下面結合附圖對本發(fā)明技術方案作進一步說明圖1:本發(fā)明裝置的結構示意圖。圖中各附圖標記的含義見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實施例方式鋁熔煉爐采用蓄熱式燒嘴對鋁進行加熱熔化，一般兩個燒嘴為一對，每臺爐子可以安裝多對，一個燒嘴燃燒，另一個燒嘴排煙并蓄熱，從而到達較高熱效率。為了精確的控制天然氣與空氣的燃燒狀況，須在其各自的管路上安裝可以計量其流量的檢測設備，設計了一種天然氣與空氣充分配比、完全燃燒的控制裝置。如圖1所示，鋁熔煉爐的燃燒控制裝置，主要包括流量孔板、執(zhí)行器、差壓變送器和PLC控制器，在燒嘴7的天然氣進氣管路上設置天然氣流量孔板l，在燒嘴的空氣進氣管路上設置空氣流量孔板2，天然氣流量孔板l的進氣口與天然氣入口A相連通，天然氣流量孔板1的出氣口通過天然氣執(zhí)行器3與燒嘴7的天然氣進氣口相連接，空氣流量孔板2的進氣口與空氣入口B相連通，空氣流量孔板2的出氣口通過空氣執(zhí)行器4與燒嘴7的空氣進氣口相連接；另外，在天然氣流量孔板l的進氣口與出氣口之間設置天然氣差壓變送器5，在空氣流量孔板2的進氣口與出氣口之間設置空氣差壓變送器6，天然氣差壓變送器5的信號線和空氣差壓變送器6的信號線均接入PLC控制器8，天然氣執(zhí)行器3的信號線和空氣執(zhí)行器4的信號線也均接入PLC控制器8。還在孔板位置安裝熱電偶9，熱電偶9的信號線接入PLC控制器8。需說明的是，圖1示意了其中一個燒嘴天然氣與空氣燃燒控制的結構圖，在燒嘴7的天然氣和空氣管路上各安裝一個在實驗室已標定好的流量孔板，即天然氣流量孔板1和空氣流量孔板2，天然氣流量孔板l和空氣流量孔板2進行實驗室標定，在實驗室中標定孔板的前后壓差，在一定的溫度狀態(tài)下，在管徑一定的情況下，其前后壓差決定了天然氣或空氣的流量(即體積)，從而得出其質(zhì)量，精確測量所需配比質(zhì)量。天然氣流量孔板1和空氣流量孔板2是充滿流體的圓形管道中安裝了節(jié)流件后，當被測流體流過節(jié)流件時，流束將在節(jié)流處形成局部收縮，從而使收縮截面內(nèi)平均流速增加，在節(jié)流件上游側靜壓力上升，下游側靜壓力下降，于是在節(jié)流件的上、下游側產(chǎn)生靜壓力差。流體的流速越大，在節(jié)流件前后產(chǎn)生的靜壓力差越大，這個靜壓力差與流量之間呈一定的函數(shù)關系，所以通過測量壓差來衡量流體流過節(jié)流裝置的流量大小。在燒嘴前各有一個電動執(zhí)行裝置，即天然氣執(zhí)行器3和空氣執(zhí)行器4，用于調(diào)節(jié)空氣和天然氣的質(zhì)量配比，可以精確的控制天然氣與空氣的燃燒量比，達到充分燃燒的目的。實驗室數(shù)據(jù)是在實驗室環(huán)境溫度下測量出來的天然氣和空氣狀態(tài)，在實際現(xiàn)場鋁熔煉爐的應用中環(huán)境溫度也是一個影響的因數(shù)，因此，還在管路安裝孔板位置設有一個精度較高的溫度測量裝置，即熱電偶9。另外，還在天然氣和空氣每個孔板前后安裝一個差壓變送器，即天然氣差壓變送器5和空氣差壓變送器6，分別用于測量天然氣流量孔板1和空氣流量孔板2前后壓差。天然氣和空氣管路的差壓信號、溫度信號、燒嘴前執(zhí)行器的控制信號均接入PLC(可編程控制器)8，經(jīng)過CPU按照計算公式，內(nèi)部運算得出爐膛需要的熱負荷，通過調(diào)節(jié)燒嘴前執(zhí)行器的開度控制燒嘴在整個調(diào)節(jié)范圍0%-100%，保證整個過程空氣與天然氣的配比在設定的比值工作，使天然氣充分燃燒，達到最好的燃燒狀況。通過已知管路管徑，與實驗室的公式進行計算，可以方便的計算出所需天然氣和空氣的燃燒量。通過對燃燒產(chǎn)物的測定，與沒有安裝該控制裝置的鋁熔煉爐相比，其NOX排量減少70%以上，符合環(huán)保要求，同時大大降低了生產(chǎn)成本，為一實用的新設計。需要理解到的是上述說明并非是對本發(fā)明的限制，在本發(fā)明構思范圍內(nèi)，所進行的添加、變換、替換等，也應屬于本發(fā)明的保護范圍。權利要求1.鋁熔煉爐的燃燒控制裝置，其特征在于在燒嘴的天然氣進氣管路上設置天然氣流量孔板，在燒嘴的空氣進氣管路上設置空氣流量孔板，所述天然氣流量孔板的進氣口接入天然氣，天然氣流量孔板的出氣口通過天然氣執(zhí)行器與燒嘴的天然氣進氣口相連接，所述空氣流量孔板的進氣口接入空氣，空氣流量孔板的出氣口通過空氣執(zhí)行器與燒嘴的空氣進氣口相連接；另外，在所述天然氣流量孔板的進氣口與出氣口之間設置天然氣差壓變送器，在所述空氣流量孔板的進氣口與出氣口之間設置空氣差壓變送器，所述天然氣差壓變送器的信號線和空氣差壓變送器的信號線均接入PLC控制器，所述天然氣執(zhí)行器的信號線和空氣執(zhí)行器的信號線也均接入PLC控制器。2.根據(jù)權利要求1所述的鋁熔煉爐的燃燒控制裝置，其特征在于在天然氣流量孔板位置安裝熱電偶，熱電偶的信號線接入PLC控制器。全文摘要本發(fā)明涉及鋁熔煉爐的燃燒控制裝置，在燒嘴的天然氣進氣管路上設置天然氣流量孔板，在燒嘴的空氣進氣管路上設置空氣流量孔板，天然氣流量孔板的進氣口接入天然氣，出氣口通過天然氣執(zhí)行器與燒嘴的天然氣進氣口相連接，空氣流量孔板的進氣口接入空氣，出氣口通過空氣執(zhí)行器與燒嘴的空氣進氣口相連接；在天然氣流量孔板的進氣口與出氣口之間設置天然氣差壓變送器，在空氣流量孔板的進氣口與出氣口之間設置空氣差壓變送器，兩差壓變送器的信號線均接入PLC控制器，天然氣執(zhí)行器和空氣執(zhí)行器的信號線也均接入PLC控制器。該技術方案可以調(diào)節(jié)空氣和天然氣的質(zhì)量配比，精確控制天然氣與空氣的燃燒量比，使天然氣充分燃燒，達到最佳的燃燒狀況。文檔編號F23N1/02GK101614405SQ20091018202公開日2009年12月30日申請日期2009年7月17日優(yōu)先權日2009年7月17日發(fā)明者劉和平,朱東根,石云卿,趙衛(wèi)東申請人:蘇州新長光熱能科技有限公司