本發(fā)明涉及燃燒器領(lǐng)域,尤其涉及一種天然氣燃燒器的燃燒監(jiān)控方法、裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著天然氣中的氫含量的逐漸增多,天然氣變得越來越危險。與純凈的甲烷相比,氫氣的可燃范圍更高,當(dāng)容積從4%到75%時均可燃,而甲烷是5%到15%,點火能量比甲烷小15倍,燃燒速度比甲烷高8倍,因此,其比甲烷更易爆炸。
對于在高氫氣含量狀態(tài)下,天然氣燃燒器的燃燒所潛在的主要風(fēng)險是:
-由于氫氣高反應(yīng)性而產(chǎn)生的逆燃(flashback)所造成的燃燒器過熱;
-由于氫氣更快速運動而產(chǎn)生的較天然氣燃燒不一樣的化學(xué)變化所導(dǎo)致的燃燒不穩(wěn)定性;
-由于氫氣更高的絕熱燃燒溫度所導(dǎo)致的氮氧化物排放的增加。
在現(xiàn)有技術(shù)中,通常通過在燃燒器的火焰出口處安裝熱電偶來進(jìn)行溫度監(jiān)測,并基于所監(jiān)測到的溫度信號觸發(fā)不同的保護(hù)操作。這種方法僅能控制天然氣燃燒中的過熱風(fēng)險,無法避免燃燒的不穩(wěn)定性以及氮氧化物排放的增加。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的一個實施例解決的問題之一是降低天然氣燃燒器燃燒的主要風(fēng)險。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,提供了一種天然氣燃燒器的燃燒監(jiān)控方法,其中,所述天然氣燃燒器與進(jìn)氣管道相連接,所述進(jìn)氣管道與天然氣燃燒控制系統(tǒng)相連接,所述天然氣燃燒控制系統(tǒng)包含氣體分析儀與燃燒控制器,所述方法包括:所述氣體分析儀從所述進(jìn)氣管道中取樣,并對所取樣的天然氣 進(jìn)行分析,以獲取測量結(jié)果,其中,所述測量結(jié)果中包括所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量;所述氣體分析儀將所述測量結(jié)果發(fā)送至所述燃燒控制器;所述燃燒控制器將所述測量結(jié)果輸入到預(yù)置的控制模型中,以確定與所述測量結(jié)果相對應(yīng)的控制信息,其中,所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量相關(guān);所述燃燒控制器根據(jù)所述控制信息,對所述天然氣燃燒器的進(jìn)氣管道中的天然氣流量進(jìn)行調(diào)整。
可選地,所述天然氣燃燒控制系統(tǒng)還包括動態(tài)傳感器、排放傳感器、溫度傳感器中的至少任一項,所述動態(tài)傳感器布置在所述天然氣燃燒器的燃燒室中,所述排放傳感器布置在所述天然氣燃燒器的下游,所述溫度傳感器布置在所述天然氣燃燒器上,所述燃燒監(jiān)控方法還包括:所述燃燒控制器獲取所述動態(tài)傳感器的動態(tài)信號、所述排放傳感器的排放信號、所述溫度傳感器的溫度信號中至少任意一個信號,以作為反饋信號;其中,所述燃燒控制器確定控制信息的步驟包括:所述燃燒控制器將所述測量結(jié)果以及所述反饋信號輸入到預(yù)置的控制模型中,以確定與所述測量結(jié)果與所述反饋信號相對應(yīng)的控制信息,其中,所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量以及所述反饋信號相關(guān)。
可選地,所述控制模型根據(jù)所述反饋信號進(jìn)行實時調(diào)整。
可選地,所述預(yù)置的控制模型的控制邏輯還與所述傳感器的布置位置相關(guān)聯(lián)。
可選地,在一個所述天然氣燃燒器上所布置的每類傳感器包括一個或多個,其中,所述燃燒監(jiān)控方法還包括:若所布置的每類傳感器中的至少任意一個失效,則所述燃燒控制器觸發(fā)報警信息。
可選地,所述燃燒監(jiān)控方法還包括:所述燃燒控制器根據(jù)所述測量結(jié)果中的氣體成分與對應(yīng)的含量,確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級;觸發(fā)與所述風(fēng)險等級相對應(yīng)的操作。
可選地,當(dāng)所述燃燒控制器還獲取所述反饋信號時,所述確定風(fēng)險等級的步驟包括:所述燃燒控制器根據(jù)所述測量結(jié)果中的氣體成分與對應(yīng)的含量,結(jié)合所述反饋信號,確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級。
可選地,所述氣體成分與對應(yīng)的含量為氫氣含量。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,提供了一種在燃燒控制器端對天然氣燃燒器的燃燒監(jiān)控方法,其中,所述方法包括:獲取對所述天然氣燃燒器的進(jìn)氣管 道中的天然氣的測量結(jié)果,其中,所述測量結(jié)果中包括所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量;將所述測量結(jié)果輸入到預(yù)置的控制模型中,以確定與所述測量結(jié)果相對應(yīng)的控制信息,其中,所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量相關(guān);根據(jù)所述控制信息,對所述天然氣燃燒器的進(jìn)氣管道中的天然氣流量進(jìn)行調(diào)整。
可選地,所述燃燒監(jiān)控方法還包括:獲取所述天然氣燃燒器的動態(tài)傳感器的動態(tài)信號、排放傳感器的排放信號、溫度傳感器的溫度信號中至少任意一個信號,以作為反饋信號;其中,所述確定控制信息的步驟包括:將所述測量結(jié)果以及所述反饋信號輸入到預(yù)置的控制模型中,以獲取與所述測量結(jié)果與所述反饋信號相對應(yīng)的控制信息,其中,所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量以及所述反饋信號相關(guān)。
可選地,所述燃燒監(jiān)控方法還包括:根據(jù)所述測量結(jié)果中的氣體成分與對應(yīng)的含量,確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級;觸發(fā)與所述風(fēng)險等級相對應(yīng)的操作。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,提供了一種天然氣燃燒控制系統(tǒng),其中,所述天然氣燃燒控制系統(tǒng)包括氣體分析儀與燃燒控制器:所述氣體分析儀與天然氣燃燒器的進(jìn)氣管道相連接,所述氣體分析儀用于從所述進(jìn)氣管道中取樣;對所取樣的天然氣進(jìn)行分析,以獲取測量結(jié)果,其中,所述測量結(jié)果中包括所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量;并將所述測量結(jié)果發(fā)送至所述燃燒控制器;所述燃燒控制器包括:獲取單元,用于獲取所述氣體分析儀所發(fā)送的測量結(jié)果;確定單元,用于將所述測量結(jié)果輸入到預(yù)置的控制模型中,以確定與所述測量結(jié)果相對應(yīng)的控制信息,其中,所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量相關(guān);調(diào)整單元,用于根據(jù)所述控制信息,對所述天然氣燃燒器的進(jìn)氣管道中的天然氣流量進(jìn)行調(diào)整。
可選地,所述天然氣燃燒控制系統(tǒng)還包括動態(tài)傳感器、排放傳感器、溫度傳感器中的至少任一項,所述動態(tài)傳感器布置在所述天然氣燃燒器的燃燒室中,所述排放傳感器布置在所述天然氣燃燒器的下游,所述溫度傳感器布置在所述天然氣燃燒器上,所述燃燒控制器還包括:反饋單元,用于獲取所述動態(tài)傳感器的動態(tài)信號、所述排放傳感器的排放信號、所述溫度傳感器的溫度信號中至少任意一個信號,以作為反饋信號;其中,所述確定單元用于:將所述測量結(jié)果以及所述反饋信號輸入到預(yù)置的控制模型中,以確定與所述測量結(jié)果與所述反饋信號相對應(yīng)的控制信息,其中,所述控制模型與所述天 然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量以及所述反饋信號相關(guān)。
可選地,所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量以及所述反饋信號相關(guān)
可選地,所述預(yù)置的控制模型的控制邏輯還與所述傳感器的布置位置相關(guān)聯(lián)。
可選地,在一個所述天然氣燃燒器上所布置的每類傳感器包括一個或多個,其中,所述燃燒控制器還包括:報警單元,用于若所布置的每類傳感器中的至少任意一個失效,則觸發(fā)報警信息。
可選地,所述燃燒控制器還包括:風(fēng)控單元,用于根據(jù)所述測量結(jié)果中的氣體成分與對應(yīng)的含量,確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級;觸發(fā)單元,用于觸發(fā)與所述風(fēng)險等級相對應(yīng)的操作。
可選地,當(dāng)所述燃燒控制器還包括所述反饋單元時,所述風(fēng)控單元用于:根據(jù)所述測量結(jié)果中的氣體成分與對應(yīng)的含量,結(jié)合所述反饋信號,確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級。
可選地,所述氣體成分與對應(yīng)的含量為氫氣含量。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例,提供了一種對天然氣燃燒器進(jìn)行燃燒監(jiān)控的燃燒控制器,其中,所述燃燒控制器包括:獲取單元,用于獲取對所述天然氣燃燒器的進(jìn)氣管道中的天然氣的測量結(jié)果,其中,所述測量結(jié)果中包括所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量;確定單元,用于將所述測量結(jié)果輸入到預(yù)置的控制模型中,以確定與所述測量結(jié)果相對應(yīng)的控制信息,其中,所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量相關(guān);調(diào)整單元,用于根據(jù)所述控制信息,對所述天然氣燃燒器的進(jìn)氣管道中的天然氣流量進(jìn)行調(diào)整。
可選地,所述燃燒控制器還包括:反饋單元,用于獲取所述天然氣燃燒器的動態(tài)傳感器的動態(tài)信號、排放傳感器的排放信號、溫度傳感器的溫度信號中至少任意一個信號,以作為反饋信號;其中,所述確定單元用于:將所述測量結(jié)果以及所述反饋信號輸入到預(yù)置的控制模型中,以獲取與所述測量結(jié)果與所述反饋信號相對應(yīng)的控制信息,其中,所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量以及所述反饋信號相關(guān)。
可選地,所述燃燒控制器還包括:風(fēng)控單元,用于根據(jù)所述測量結(jié)果中的氣體成分與對應(yīng)的含量,確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級;觸發(fā)單元,用于觸發(fā) 與所述風(fēng)險等級相對應(yīng)的操作。
由于本發(fā)明實施例并非僅依據(jù)燃燒后的溫度等來對天然氣燃燒器的燃燒進(jìn)行控制,而是直接對天然氣燃燒器所燃燒的天然氣進(jìn)行氣體分析,以獲取測量結(jié)果,并將所述測量結(jié)果輸入到預(yù)置的控制模型中以確定與所述測量結(jié)果相對應(yīng)的控制信息,從而根據(jù)所述控制信息,對所述天然氣燃燒器的進(jìn)氣管道中的天然氣流量進(jìn)行調(diào)整。利用這種方式,能夠精確的對天然氣燃燒器的燃燒狀況進(jìn)行預(yù)判,解決了控制的滯后性,降低了天然氣燃燒器的多種主要風(fēng)險。而且,本發(fā)明實施例還能夠結(jié)合各類傳感器的反饋信號來確定所述控制信息或?qū)λ隹刂菩畔⑦M(jìn)行調(diào)整,進(jìn)一步地提高了控制的準(zhǔn)確性。
附圖說明
本發(fā)明的其它特點、特征、優(yōu)點和益處通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將變得更加顯而易見。
圖1表示本發(fā)明一個實施例的一種應(yīng)用天然氣燃燒控制系統(tǒng)的天然氣燃燒系統(tǒng)架構(gòu)圖。
圖2表示本發(fā)明另一個實施例的一種應(yīng)用天然氣燃燒控制系統(tǒng)的天然氣燃燒系統(tǒng)架構(gòu)圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種燃燒控制器的框圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的一種燃燒控制器的框圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的一種燃燒控制器的框圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種應(yīng)用天然氣燃燒控制系統(tǒng)的燃燒控制器控制方法的系統(tǒng)流程圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種燃燒控制器控制方法的流程圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的一種燃燒控制器控制方法的流程圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的一種燃燒控制器控制方法的流程圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種包含兩個傳感器的天然氣燃燒器的示意圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的燃燒控制器的結(jié)構(gòu)圖。
為了有助于理解,使用了相同的附圖標(biāo)記,以在可能的情況下指代對于 附圖共用的相同元件。
具體實施方式
下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的優(yōu)選實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的優(yōu)選實施方式,然而應(yīng)該理解,可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施方式所限制。相反,提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整,并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
在閱讀下述說明之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚地認(rèn)識到,本發(fā)明的教導(dǎo)可容易地用于燃燒監(jiān)測和控制系統(tǒng)中。本發(fā)明所述的方法、系統(tǒng)與裝置,對于預(yù)混燃燒器或擴(kuò)散式燃燒器均可適用。優(yōu)選地,本發(fā)明可應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪機(jī)(gasturbine)中。
圖1表示本發(fā)明一個實施例的一種應(yīng)用天然氣燃燒控制系統(tǒng)的天然氣燃燒系統(tǒng)架構(gòu)圖。所述天然氣燃燒控制系統(tǒng)包括燃燒控制器10與氣體分析儀20。圖1所顯示的系統(tǒng)架構(gòu)僅是應(yīng)用天然氣燃燒控制系統(tǒng)的一種示例。
燃燒控制器10通過有線連接或無線連接的方式,與氣體分析儀20和位于進(jìn)氣管道30中的控制閥50相連接,以獲取氣體分析儀20所發(fā)送的信號并向所述進(jìn)氣管道30中的控制閥50發(fā)送或獲取信息。
氣體分析儀20與天然氣燃燒器40的進(jìn)氣管道30相連接,該連接能夠使得氣體分析儀20從進(jìn)氣管道30中取樣,即獲取天然氣燃燒器40所燃燒的天然氣樣本。
氣體分析儀20對所取樣的天然氣進(jìn)行分析,以獲取對該天然氣中所包含的各類氣體成分與對應(yīng)的含量的測量結(jié)果。在此,所述分析方法包含兩種方式:第一,基于預(yù)先設(shè)定的氣體成分,分析在該天然氣中所包含的該氣體的含量,例如,優(yōu)選地,預(yù)先設(shè)定分析該天然氣氫氣的含量,則氣體分析儀20對該天然氣中的氫氣含量進(jìn)行分析與測定,如氫氣含量為15%;第二,氣體分析儀20首先分析該天然氣中所包含的各種氣體的成分類別,如甲烷、乙烷、二氧化碳、氮氣、氫氣、硫化氫等,然后基于所分析的氣體成分,分別測定各類氣體成分所對應(yīng)的氣體含量。
然后,氣體分析儀20將該測量結(jié)果發(fā)送至燃燒控制器10。
燃燒控制器10獲取到該測量結(jié)果后,將該測量結(jié)果作為輸入數(shù)據(jù),輸入到預(yù)置的控制模型中,并根據(jù)所述控制模型對該輸入數(shù)據(jù)的輸出結(jié)果,來直接或間接地確定該測量結(jié)果所對應(yīng)的控制信息。其中,該控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量相關(guān)。例如,該控制模型中可直接包含了不同的天然氣氣體成分與含量所對應(yīng)的不同控制信息;或者,該控制模型中包含了不同天然氣氣體成分與含量所對應(yīng)的不同進(jìn)氣流量等,然后,燃燒控制器10根據(jù)該進(jìn)氣流量來確定相對應(yīng)的控制信息,如是加大流量或減小流量等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,其中,所述控制模型可以是以二維或多維曲線的方式呈現(xiàn)的,如橫坐標(biāo)軸為氫氣的含量值,縱坐標(biāo)軸為天然氣流量值等;也可以是表格或其他呈現(xiàn)方式。
其中,所述控制模型的確定可包含兩種方式:第一,基于人工設(shè)置;第二,在默認(rèn)設(shè)置的基礎(chǔ)上,基于反饋信號來進(jìn)行實時調(diào)整。在此,所述反饋信號可以是下文所述的各類傳感器信號。
燃燒控制器10根據(jù)所述控制信息,通過調(diào)整控制閥50,來對所述天然氣燃燒器40的進(jìn)氣管道30中的天然氣流量進(jìn)行調(diào)整。在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,除了調(diào)整控制閥50外,其他的調(diào)整方式如能適用于本發(fā)明,同樣包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)并以引用的方式包含于此。
優(yōu)選地,燃燒控制器10還可以根據(jù)所述測量結(jié)果,確定當(dāng)前所對應(yīng)的風(fēng)險等級,例如,高風(fēng)險等級、中風(fēng)險等級、低風(fēng)險等級。以測量氫氣含量為例:
若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到低風(fēng)險等級,則發(fā)送報警信息;
若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到中風(fēng)險等級,則觸發(fā)天然氣燃燒器40關(guān)閉;
若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到高風(fēng)險等級,則觸發(fā)天然氣燃燒器40跳閘。
優(yōu)選地,燃燒控制器10還可以結(jié)合其他信號來確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級并觸發(fā)相對應(yīng)的操作。例如,若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到高風(fēng)險等級,同時天然氣燃燒器40的轟鳴在某一持續(xù)時間內(nèi)超過某一水平,則觸發(fā)天然氣燃燒器40跳閘。所述轟鳴可通過在天然氣燃燒器40上放置轟鳴傳感器來 獲取。
圖2表示本發(fā)明另一個實施例的一種應(yīng)用天然氣燃燒控制系統(tǒng)的天然氣燃燒系統(tǒng)架構(gòu)圖。所述天然氣燃燒控制系統(tǒng)包括燃燒控制器10、氣體分析儀20以及溫度傳感器701、溫度傳感器702、動態(tài)傳感器80、排放傳感器90。圖2所顯示的系統(tǒng)架構(gòu)僅是應(yīng)用天然氣燃燒控制系統(tǒng)的一種示例,該系統(tǒng)架構(gòu)可應(yīng)用于使用預(yù)混燃燒器的燃?xì)鉁u輪機(jī)中。
燃燒控制器10通過有線連接或無線連接的方式,與氣體分析儀20和位于進(jìn)氣管道30中的控制閥50相連接,以獲取氣體分析儀20所發(fā)送的信號并向所述進(jìn)氣管道30中的控制閥50發(fā)送或獲取信息。
氣體分析儀20與天然氣燃燒器40的進(jìn)氣管道30相連接,該連接能夠使得氣體分析儀20從進(jìn)氣管道30中取樣,即獲取天然氣燃燒器40所燃燒的天然氣樣本。
氣體分析儀20對所取樣的天然氣進(jìn)行分析,以獲取對該天然氣中所包含的各類氣體成分與對應(yīng)的含量的測量結(jié)果。在此,所述分析方法包含兩種方式:第一,基于預(yù)先設(shè)定的氣體成分,分析在該天然氣中所包含的該氣體的含量,例如,優(yōu)選地,預(yù)先設(shè)定分析該天然氣氫氣的含量,則氣體分析儀20對該天然氣中的氫氣含量進(jìn)行分析與測定,如氫氣含量為15%;第二,氣體分析儀20首先分析該天然氣中所包含的各種氣體的成分類別,如甲烷、乙烷、二氧化碳、氮氣、氫氣、硫化氫等,然后基于所分析的氣體成分,分別測定各類氣體成分所對應(yīng)的氣體含量。
然后,氣體分析儀20將該測量結(jié)果發(fā)送至燃燒控制器10。
溫度傳感器701與702位于天然氣燃燒器40上,以測量燃燒器溫度,所述溫度傳感器可以是任意能夠測量天然氣燃燒器溫度的裝置,如熱電偶(thermocouple)。
排放傳感器90布置在天然氣燃燒器40的下游,在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解排放傳感器的布置位置。排放傳感器90(emissionsensor)能夠測量天然氣燃燒器40的燃燒排放氣體。
動態(tài)傳感器80(dynamicsensor)布置在天然氣燃燒器的燃燒室中,能夠測量燃燒室中的燃燒動態(tài)情況。為簡明起見,圖中并未示出具體的燃燒室,圖中動態(tài)傳感器80的位置僅為示意,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解動態(tài)傳感器 80的布置位置。
在此,所述溫度傳感器、排放傳感器、動態(tài)傳感器的數(shù)量僅為示意,并非表示僅能在相應(yīng)的位置上布置單獨的傳感器。本領(lǐng)域技術(shù)人員可基于實際需要,為每個系統(tǒng)或每個燃燒器布置兩個或多個同類傳感器。此外,燃燒器上可布置上述三類傳感器中的一類或多類。
在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,為便于說明與清楚起見,圖2中示出了一個兩級天然氣燃燒器40以及配套的相應(yīng)裝置;例如,控制閥601、控制閥602,環(huán)形母管(manifoldringpiping)1001、環(huán)形母管1002,分配分支(distributionbranch)301、分配分支302等。在天然氣燃燒系統(tǒng)架構(gòu)中,可以包含一個一級或兩級及兩級以上的多級天然氣燃燒器以及配套的相應(yīng)裝置,如燃燒控制器、氣體分析儀、各類傳感器等。
優(yōu)選地,若圖2所示的天然氣燃燒系統(tǒng)架構(gòu)應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪機(jī)中,則控制閥601與控制閥602可以分別是控制預(yù)混氣體與值班氣體的控制裝置。
溫度傳感器701、溫度傳感器702將相應(yīng)的溫度信號傳送給燃燒控制器10,動態(tài)傳感器80將相應(yīng)的動態(tài)信號傳送給燃燒控制器10,排放傳感器90將相應(yīng)的排放信號傳送給燃燒控制器10;相應(yīng)地,燃燒控制器10獲取上述信號中的至少任一項,并將其作為反饋信號。
然后,燃燒控制器10將該測量結(jié)果以及該反饋信號作為輸入數(shù)據(jù),輸入到預(yù)置的控制模型中,并根據(jù)所述控制模型對該輸入數(shù)據(jù)的輸出結(jié)果,來直接或間接地確定該測量結(jié)果與該反饋信號所對應(yīng)的控制信息。其中,所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量以及所述反饋信號相關(guān)。
例如,該控制模型中可直接包含了不同的天然氣氣體成分與含量下,不同的反饋信號所對應(yīng)的不同控制信息;或者,該控制模型中包含了不同天然氣氣體成分與含量以及不同的反饋信號所對應(yīng)的不同進(jìn)氣流量等,然后,燃燒控制器10根據(jù)該進(jìn)氣流量來確定相對應(yīng)的控制信息,如是加大流量或減小流量等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,其中,所述控制模型可以是以多維曲線的方式呈現(xiàn)的,如一個橫坐標(biāo)軸為氫氣的含量值,另一個或多個橫坐標(biāo)軸分別為一種反饋信號的值,縱坐標(biāo)軸為天然氣流量值等;也可以是表格或其他呈現(xiàn)方式。
其中,所述控制模型的確定可包含兩種方式:第一,基于人工設(shè)置;第 二,在默認(rèn)設(shè)置的基礎(chǔ)上,基于所述反饋信號來進(jìn)行實時調(diào)整。
優(yōu)選地,所述控制模型的控制邏輯還與所述傳感器的布置位置相關(guān)。其中,所述控制邏輯即為基于一定的輸入(即上述反饋信號的類型與對應(yīng)值)以確定對應(yīng)輸出(即所對應(yīng)的控制信息)的邏輯。而當(dāng)所述傳感器的布置位置不同的情況下,同樣的反饋信號所對應(yīng)的控制信息不同。
例如,若溫度傳感器701在天然氣燃燒器40上的位置比溫度傳感器702在天然氣燃燒器40的位置更接近火焰,則對溫度傳感器701的控制模型不同于對溫度傳感器702的控制模型,如前者的報警溫度會高于后者的報警溫度等。
燃燒控制器10根據(jù)所述控制信息,通過調(diào)整控制閥50、控制閥601、控制閥602中的至少任一項,來對所述天然氣燃燒器40的進(jìn)氣管道30中的天然氣流量進(jìn)行調(diào)整。在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,除了調(diào)整控制閥50、控制閥601、控制閥602外,其他的調(diào)整方式如能適用于本發(fā)明,同樣包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)并以引用的方式包含于此。
優(yōu)選地,在一個所述天然氣燃燒器上所布置的每類傳感器包括一個或多個,若所布置的每類傳感器中的至少任意一個失效,則所述燃燒控制器10觸發(fā)報警信息。
以圖10為例,圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種包含兩個傳感器的天然氣燃燒器的示意圖。天然氣燃燒器40上布置有兩個溫度傳感器701、702,共同檢測該天然氣燃燒器的溫度。若其中一個溫度傳感器,如溫度傳感器701失效,則燃燒控制器10不再從該溫度傳感器701處獲取溫度信號,因此判定該溫度傳感器701失效,并發(fā)出報警信息。
優(yōu)選地,當(dāng)所述燃燒控制器10還獲取所述反饋信號時,所述燃燒控制器10可以根據(jù)所述測量結(jié)果中的氣體成分與對應(yīng)的含量,結(jié)合所述反饋信號,確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級。例如,若氫氣含量超過正常限度,同時排放傳感器90的排放信號顯示排放含量超標(biāo),則可確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級為中風(fēng)險等級;若氫氣含量超過正常限度,同時排放傳感器90的排放信號顯示排放含量超標(biāo)且溫度傳感器701或702的溫度信號顯示高溫度,則可確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級為高風(fēng)險等級;或者若氫氣含量超過正常限度的值很高,同時溫度傳感器701或702的溫度信號顯示高溫度,則可確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級為高風(fēng)險等級。
在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解上述說明僅為舉例,并非對本發(fā)明的限制,其他結(jié)合以確定風(fēng)險等級的方式同樣適用于本發(fā)明,并包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種燃燒控制器的框圖。燃燒控制器10包括獲取單元101、確定單元102、調(diào)整單元103。
獲取單元101獲取對所述天然氣燃燒器的進(jìn)氣管道中的天然氣的測量結(jié)果,其中,所述測量結(jié)果中包括所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量。
其中,獲取單元101可以與如氣體分析儀等設(shè)備相交互,以獲取氣體分析儀所發(fā)送的測量結(jié)果,此外,獲取單元101還可以與其他能夠提供所述測量結(jié)果的設(shè)備相交互,以獲取所述測量結(jié)果。
獲取單元101獲取到該測量結(jié)果后,將該測量結(jié)果發(fā)送到確定單元102中。確定單元102將該測量結(jié)果作為輸入數(shù)據(jù),輸入到預(yù)置的控制模型中,并根據(jù)所述控制模型對該輸入數(shù)據(jù)的輸出結(jié)果,來直接或間接地確定該測量結(jié)果所對應(yīng)的控制信息。其中,該控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量相關(guān)。例如,該控制模型中可直接包含了不同的天然氣氣體成分與含量所對應(yīng)的不同控制信息;或者,該控制模型中包含了不同天然氣氣體成分與含量所對應(yīng)的不同進(jìn)氣流量等,然后,燃燒控制器10根據(jù)該進(jìn)氣流量來確定相對應(yīng)的控制信息,如是加大流量或減小流量等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,其中,所述控制模型可以是以二維或多維曲線的方式呈現(xiàn)的,如橫坐標(biāo)軸為氫氣的含量值,縱坐標(biāo)軸為天然氣流量值等;也可以是表格或其他呈現(xiàn)方式。
其中,所述控制模型的確定可包含兩種方式:第一,基于人工設(shè)置;第二,在默認(rèn)設(shè)置的基礎(chǔ)上,基于反饋信號來進(jìn)行實時調(diào)整。
確定單元102將所述控制信息發(fā)送至調(diào)整單元103中,調(diào)整單元103根據(jù)所述控制信息,通過調(diào)整例如位于天然氣燃燒器的進(jìn)氣管道上的控制閥等方式,來對所述天然氣燃燒器的進(jìn)氣管道中的天然氣流量進(jìn)行調(diào)整。在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,除了調(diào)整控制閥外,其他的調(diào)整方式如能適用于本發(fā)明,同樣包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)并以引用的方式包含于此。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的一種燃燒控制器的框圖。燃燒控制 器10包括獲取單元101、確定單元102、調(diào)整單元103、反饋單元104。
其中,獲取單元101與調(diào)整單元103與圖3所示對應(yīng)裝置相同或相似,故在此不再贅述,并通過引用的方式包含于此。
反饋單元104通過與所述天然氣燃燒器所對應(yīng)的傳感器或其他能夠提供相應(yīng)信號的設(shè)備相交互,以獲取所述天然氣燃燒器的動態(tài)傳感器的動態(tài)信號、排放傳感器的排放信號、溫度傳感器的溫度信號中至少任意一個信號,以作為反饋信號。
然后,確定單元102獲取獲取單元101所發(fā)送的所述測量結(jié)果,以及獲取反饋單元104所發(fā)送的反饋信號,將該測量結(jié)果以及該反饋信號作為輸入數(shù)據(jù),輸入到預(yù)置的控制模型中,并根據(jù)所述控制模型對該輸入數(shù)據(jù)的輸出結(jié)果,來直接或間接地確定該測量結(jié)果與該反饋信號所對應(yīng)的控制信息。其中,所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量以及所述反饋信號相關(guān)。
例如,該控制模型中可直接包含了不同的天然氣氣體成分與含量下,不同的反饋信號所對應(yīng)的不同控制信息;或者,該控制模型中包含了不同天然氣氣體成分與含量以及不同的反饋信號所對應(yīng)的不同進(jìn)氣流量等,然后,確定單元102根據(jù)該進(jìn)氣流量來確定相對應(yīng)的控制信息,如是加大流量或減小流量等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,其中,所述控制模型可以是以多維曲線的方式呈現(xiàn)的,如一個橫坐標(biāo)軸為氫氣的含量值,另一個或多個橫坐標(biāo)軸分別為一種反饋信號的值,縱坐標(biāo)軸為天然氣流量值等;也可以是表格或其他呈現(xiàn)方式。
其中,所述控制模型的確定可包含兩種方式:第一,基于人工設(shè)置;第二,在默認(rèn)設(shè)置的基礎(chǔ)上,基于所述反饋信號來進(jìn)行實時調(diào)整。
優(yōu)選地,所述控制模型的控制邏輯還與所述傳感器的布置位置相關(guān)。其中,所述控制邏輯即為基于一定的輸入(即上述反饋信號的類型與對應(yīng)值)以確定對應(yīng)輸出(即所對應(yīng)的控制信息)的邏輯。而當(dāng)所述傳感器的布置位置不同的情況下,同樣的反饋信號所對應(yīng)的控制信息不同。
例如,若某一溫度傳感器在天然氣燃燒器上的位置比另一溫度傳感器在天然氣燃燒器的位置更接近火焰,則對前者的控制模型不同于對后者的控制模型,如前者的報警溫度會高于后者的報警溫度等。
優(yōu)選地,燃燒控制器10還包括報警單元(未示出),其中,若在所述燃燒控制器10所對應(yīng)的天然氣燃燒器上所布置的每類傳感器包括一個或多個,則報警單元用于若所布置的每類傳感器中的至少任意一個失效,則觸發(fā)報警信息。
以圖10為例,圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種包含兩個傳感器的天然氣燃燒器的示意圖。天然氣燃燒器40上布置有兩個溫度傳感器701、702,共同檢測該天然氣燃燒器的溫度。若其中一個溫度傳感器,如溫度傳感器701失效,則燃燒控制器10不再從該溫度傳感器701處獲取溫度信號,因此判定該溫度傳感器701失效,并由報警單元發(fā)出報警信息。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的一種燃燒控制器的框圖。燃燒控制器10包括獲取單元101、確定單元102、調(diào)整單元103、反饋單元104、風(fēng)控單元105、觸發(fā)單元106。
其中,獲取單元101、確定單元102、調(diào)整單元103、反饋單元104與圖3或圖4所示對應(yīng)裝置相同或相似,故在此不再贅述,并通過引用的方式包含于此。
風(fēng)控單元105能夠從獲取單元101處獲取所述測量結(jié)果,并根據(jù)所述測量結(jié)果,確定當(dāng)前所對應(yīng)的風(fēng)險等級,例如,高風(fēng)險等級、中風(fēng)險等級、低風(fēng)險等級。
觸發(fā)單元106基于所述風(fēng)險等級,觸發(fā)與所述風(fēng)險等級相對應(yīng)的操作。
以測量氫氣含量為例:
若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到低風(fēng)險等級,則發(fā)送報警信息;
若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到中風(fēng)險等級,則觸發(fā)天然氣燃燒器關(guān)閉;
若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到高風(fēng)險等級,則觸發(fā)天然氣燃燒器跳閘。
優(yōu)選地,燃燒控制器10還可以結(jié)合其他信號來確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級并觸發(fā)相對應(yīng)的操作。例如,若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到高風(fēng)險等級,同時天然氣燃燒器的轟鳴在某一持續(xù)時間內(nèi)超過某一水平,則觸發(fā)天然氣燃燒器跳閘。所述轟鳴可通過在天然氣燃燒器上放置轟鳴傳感器來獲取。
優(yōu)選地,當(dāng)風(fēng)控單元105還獲取所述反饋信號時(圖中未示出),所述 風(fēng)控單元105可以根據(jù)所述測量結(jié)果中的氣體成分與對應(yīng)的含量,結(jié)合所述反饋信號,確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級。例如,若氫氣含量超過正常限度,同時排放傳感器的排放信號顯示排放含量超標(biāo),則可確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級為中風(fēng)險等級;若氫氣含量超過正常限度,同時排放傳感器的排放信號顯示排放含量超標(biāo)且溫度傳感器的溫度信號顯示高溫度,則可確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級為高風(fēng)險等級;或者若氫氣含量超過正常限度的值很高,同時溫度傳感器的溫度信號顯示高溫度,則可確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級為高風(fēng)險等級。
在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解上述說明僅為舉例,并非對本發(fā)明的限制,其他結(jié)合以確定風(fēng)險等級的方式同樣適用于本發(fā)明,并包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
圖3-5中的各單元可以采用軟件、硬件(例如集成電路、fpga(field-programmablegatearray,現(xiàn)場可編程門陣列)等)、或軟硬件結(jié)合的方式實現(xiàn)。
現(xiàn)在參考圖11,其示出了按照本發(fā)明一個實施例的燃燒控制器的結(jié)構(gòu)圖。如圖11所示,燃燒控制器10可以包括存儲器1101和處理器1102。存儲器1101可以存儲可執(zhí)行指令。處理器1102可以根據(jù)存儲器1101所存儲的可執(zhí)行指令,實現(xiàn)圖3-5中的各個單元所執(zhí)行的操作。
此外,本發(fā)明實施例還提供一種機(jī)器可讀介質(zhì),其上存儲有可執(zhí)行指令,當(dāng)所述可執(zhí)行指令被執(zhí)行時,使得機(jī)器執(zhí)行處理器1102所實現(xiàn)的操作。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種應(yīng)用天然氣燃燒控制系統(tǒng)的燃燒控制器控制方法的系統(tǒng)流程圖。
所述天然氣燃燒控制系統(tǒng)包括燃燒控制器10與氣體分析儀20。
參考圖1,圖1示出了一種天然氣燃燒控制系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。燃燒控制器10通過有線連接或無線連接的方式,與氣體分析儀20和位于進(jìn)氣管道30中的控制閥50相連接,以獲取氣體分析儀20所發(fā)送的信號并向所述進(jìn)氣管道30中的控制閥50發(fā)送或獲取信息。
氣體分析儀20與天然氣燃燒器40的進(jìn)氣管道30相連接,該連接能夠使得氣體分析儀20從進(jìn)氣管道30中取樣,即獲取天然氣燃燒器40所燃燒的天然氣樣本。
在步驟s1中,氣體分析儀20對所取樣的天然氣進(jìn)行分析,以獲取對該天然氣中所包含的各類氣體成分與對應(yīng)的含量的測量結(jié)果。在此,所述分析方法包含兩種方式:第一,基于預(yù)先設(shè)定的氣體成分,分析在該天然氣中所包含的該氣體的含量,例如,優(yōu)選地,預(yù)先設(shè)定分析該天然氣氫氣的含量,則氣體分析儀20對該天然氣中的氫氣含量進(jìn)行分析與測定,如氫氣含量為15%;第二,氣體分析儀20首先分析該天然氣中所包含的各種氣體的成分類別,如甲烷、乙烷、二氧化碳、氮氣、氫氣、硫化氫等,然后基于所分析的氣體成分,分別測定各類氣體成分所對應(yīng)的氣體含量。
然后,在步驟s2中,氣體分析儀20將該測量結(jié)果發(fā)送至燃燒控制器10。
在步驟s3中,燃燒控制器10獲取到該測量結(jié)果后,將該測量結(jié)果作為輸入數(shù)據(jù),輸入到預(yù)置的控制模型中,并根據(jù)所述控制模型對該輸入數(shù)據(jù)的輸出結(jié)果,來直接或間接地確定該測量結(jié)果所對應(yīng)的控制信息。其中,該控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量相關(guān)。例如,該控制模型中可直接包含了不同的天然氣氣體成分與含量所對應(yīng)的不同控制信息;或者,該控制模型中包含了不同天然氣氣體成分與含量所對應(yīng)的不同進(jìn)氣流量等,然后,燃燒控制器10根據(jù)該進(jìn)氣流量來確定相對應(yīng)的控制信息,如是加大流量或減小流量等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,其中,所述控制模型可以是以二維或多維曲線的方式呈現(xiàn)的,如橫坐標(biāo)軸為氫氣的含量值,縱坐標(biāo)軸為天然氣流量值等;也可以是表格或其他呈現(xiàn)方式。
其中,所述控制模型的確定可包含兩種方式:第一,基于人工設(shè)置;第二,在默認(rèn)設(shè)置的基礎(chǔ)上,基于反饋信號來進(jìn)行實時調(diào)整。在此,所述反饋信號可以是下文所述的各類傳感器信號。
在步驟s4中,燃燒控制器10根據(jù)所述控制信息,通過調(diào)整控制閥50,來對所述天然氣燃燒器40的進(jìn)氣管道30中的天然氣流量進(jìn)行調(diào)整。在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,除了調(diào)整控制閥50外,其他的調(diào)整方式如能適用于本發(fā)明,同樣包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)并以引用的方式包含于此。
優(yōu)選地,該方法還包括確定風(fēng)險等級的步驟(未示出):具體地,燃燒控制器10根據(jù)所述測量結(jié)果,確定當(dāng)前所對應(yīng)的風(fēng)險等級,例如,高風(fēng)險等級、中風(fēng)險等級、低風(fēng)險等級。以測量氫氣含量為例:
若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到低風(fēng)險等級,則發(fā)送報警信息;
若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到中風(fēng)險等級,則觸發(fā)天然氣燃燒器40關(guān)閉;
若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到高風(fēng)險等級,則觸發(fā)天然氣燃燒器40跳閘。
優(yōu)選地,該方法還包括結(jié)合其他信號確定風(fēng)險等級以及觸發(fā)響應(yīng)操作的步驟(未示出):具體地,燃燒控制器10還可以結(jié)合其他信號來確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級并觸發(fā)相對應(yīng)的操作。例如,若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到高風(fēng)險等級,同時天然氣燃燒器40的轟鳴在某一持續(xù)時間內(nèi)超過某一水平,則觸發(fā)天然氣燃燒器40跳閘。所述轟鳴可通過在天然氣燃燒器40上放置轟鳴傳感器來獲取。
優(yōu)選地,以圖2為例,所述天然氣燃燒控制系統(tǒng)包括燃燒控制器10、氣體分析儀20以及溫度傳感器701、溫度傳感器702、動態(tài)傳感器80、排放傳感器90。
溫度傳感器701與702位于天然氣燃燒器40上,以測量燃燒器溫度,所述溫度傳感器可以是任意能夠測量天然氣燃燒器溫度的裝置,如熱電偶(thermocouple)。
排放傳感器90布置在天然氣燃燒器40的下游,在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解排放傳感器的布置位置。排放傳感器90(emissionsensor)能夠測量天然氣燃燒器40的燃燒排放氣體。
動態(tài)傳感器80(dynamicsensor)布置在天然氣燃燒器的燃燒室中,能夠測量燃燒室中的燃燒動態(tài)情況。為簡明起見,圖中并未示出具體的燃燒室,圖中動態(tài)傳感器80的位置僅為示意,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解動態(tài)傳感器80的布置位置。
在此,所述溫度傳感器、排放傳感器、動態(tài)傳感器的數(shù)量僅為示意,并非表示僅能在相應(yīng)的位置上布置單獨的傳感器。本領(lǐng)域技術(shù)人員可基于實際需要,為每個系統(tǒng)或每個燃燒器布置兩個或多個同類傳感器。此外,燃燒器上可布置上述三類傳感器中的一類或多類。
在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,為便于說明與清楚起見,圖2中示出了一個兩級天然氣燃燒器40以及配套的相應(yīng)裝置;例如,控制閥601、控制閥602,環(huán)形母管(manifoldringpiping)1001、環(huán)形母管1002,分配分支 (distributionbranch)301、分配分支302等。在天然氣燃燒系統(tǒng)架構(gòu)中,可以包含一級或兩級及兩級以上的多級天然氣燃燒器以及配套的相應(yīng)裝置,如燃燒控制器、氣體分析儀、各類傳感器等。
若所述天然氣燃燒控制系統(tǒng)包括傳感器,則該系統(tǒng)方法還可以包括獲取反饋信號的步驟(未示出):具體地,溫度傳感器701、溫度傳感器702將相應(yīng)的溫度信號傳送給燃燒控制器10,動態(tài)傳感器80將相應(yīng)的動態(tài)信號傳送給燃燒控制器10,排放傳感器90將相應(yīng)的排放信號傳送給燃燒控制器10;相應(yīng)地,燃燒控制器10獲取上述信號中的至少任一項,并將其作為反饋信號。
然后,在步驟s3中,燃燒控制器10將該測量結(jié)果以及該反饋信號作為輸入數(shù)據(jù),輸入到預(yù)置的控制模型中,并根據(jù)所述控制模型對該輸入數(shù)據(jù)的輸出結(jié)果,來直接或間接地確定該測量結(jié)果與該反饋信號所對應(yīng)的控制信息。其中,所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量以及所述反饋信號相關(guān)。
例如,該控制模型中可直接包含了不同的天然氣氣體成分與含量下,不同的反饋信號所對應(yīng)的不同控制信息;或者,該控制模型中包含了不同天然氣氣體成分與含量以及不同的反饋信號所對應(yīng)的不同進(jìn)氣流量等,然后,燃燒控制器10根據(jù)該進(jìn)氣流量來確定相對應(yīng)的控制信息,如是加大流量或減小流量等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,其中,所述控制模型可以是以多維曲線的方式呈現(xiàn)的,如一個橫坐標(biāo)軸為氫氣的含量值,另一個或多個橫坐標(biāo)軸分別為一種反饋信號的值,縱坐標(biāo)軸為天然氣流量值等;也可以是表格或其他呈現(xiàn)方式。
其中,所述控制模型的確定可包含兩種方式:第一,基于人工設(shè)置;第二,在默認(rèn)設(shè)置的基礎(chǔ)上,基于所述反饋信號來進(jìn)行實時調(diào)整。
優(yōu)選地,所述控制模型的控制邏輯還與所述傳感器的布置位置相關(guān)。其中,所述控制邏輯即為基于一定的輸入(即上述反饋信號的類型與對應(yīng)值)以確定對應(yīng)輸出(即所對應(yīng)的控制信息)的邏輯。而當(dāng)所述傳感器的布置位置不同的情況下,同樣的反饋信號所對應(yīng)的控制信息不同。
例如,若溫度傳感器701在天然氣燃燒器40上的位置比溫度傳感器702在天然氣燃燒器40的位置更接近火焰,則對溫度傳感器701的控制模型不 同于對溫度傳感器702的控制模型,如前者的報警溫度會高于后者的報警溫度等。
在步驟s4中,燃燒控制器10根據(jù)所述控制信息,通過調(diào)整控制閥50、控制閥601、控制閥602中的至少任一項,來對所述天然氣燃燒器40的進(jìn)氣管道30中的天然氣流量進(jìn)行調(diào)整。在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,除了調(diào)整控制閥50、控制閥601、控制閥602外,其他的調(diào)整方式如能適用于本發(fā)明,同樣包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)并以引用的方式包含于此。
優(yōu)選地,該方法還包括觸發(fā)報警信息的步驟(未示出),具體地,在一個所述天然氣燃燒器上所布置的每類傳感器包括一個或多個,若所布置的每類傳感器中的至少任意一個失效,則所述燃燒控制器10觸發(fā)報警信息。
以圖10為例,圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種包含兩個傳感器的天然氣燃燒器的示意圖。天然氣燃燒器40上布置有兩個溫度傳感器701、702,共同檢測該天然氣燃燒器的溫度。若其中一個溫度傳感器,如溫度傳感器701失效,則燃燒控制器10不再從該溫度傳感器701處獲取溫度信號,因此判定該溫度傳感器701失效,并發(fā)出報警信息。
優(yōu)選地,該方法還包括結(jié)合反饋信號確定風(fēng)險等級的步驟(未示出),具體地,當(dāng)所述燃燒控制器10還獲取所述反饋信號時,所述燃燒控制器10可以根據(jù)所述測量結(jié)果中的氣體成分與對應(yīng)的含量,結(jié)合所述反饋信號,確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級。例如,若氫氣含量超過正常限度,同時排放傳感器90的排放信號顯示排放含量超標(biāo),則可確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級為中風(fēng)險等級;若氫氣含量超過正常限度,同時排放傳感器90的排放信號顯示排放含量超標(biāo)且溫度傳感器701或702的溫度信號顯示高溫度,則可確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級為高風(fēng)險等級;或者若氫氣含量超過正常限度的值很高,同時溫度傳感器701或702的溫度信號顯示高溫度,則可確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級為高風(fēng)險等級。
在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解上述說明僅為舉例,并非對本發(fā)明的限制,其他結(jié)合以確定風(fēng)險等級的方式同樣適用于本發(fā)明,并包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種燃燒控制器控制方法的流程圖。
在步驟s101中,燃燒控制器10獲取對所述天然氣燃燒器的進(jìn)氣管道中 的天然氣的測量結(jié)果,其中,所述測量結(jié)果中包括所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量。
其中,燃燒控制器10可以與如氣體分析儀等設(shè)備相交互,以獲取氣體分析儀所發(fā)送的測量結(jié)果,此外,燃燒控制器10還可以與其他能夠提供所述測量結(jié)果的設(shè)備相交互,以獲取所述測量結(jié)果。
在步驟s101中,燃燒控制器10取到該測量結(jié)果后,執(zhí)行步驟s102。在步驟s102中,燃燒控制器10將該測量結(jié)果作為輸入數(shù)據(jù),輸入到預(yù)置的控制模型中,并根據(jù)所述控制模型對該輸入數(shù)據(jù)的輸出結(jié)果,來直接或間接地確定該測量結(jié)果所對應(yīng)的控制信息。其中,該控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量相關(guān)。例如,該控制模型中可直接包含了不同的天然氣氣體成分與含量所對應(yīng)的不同控制信息;或者,該控制模型中包含了不同天然氣氣體成分與含量所對應(yīng)的不同進(jìn)氣流量等,然后,燃燒控制器10根據(jù)該進(jìn)氣流量來確定相對應(yīng)的控制信息,如是加大流量或減小流量等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,其中,所述控制模型可以是以二維或多維曲線的方式呈現(xiàn)的,如橫坐標(biāo)軸為氫氣的含量值,縱坐標(biāo)軸為天然氣流量值等;也可以是表格或其他呈現(xiàn)方式。
其中,所述控制模型的確定可包含兩種方式:第一,基于人工設(shè)置;第二,在默認(rèn)設(shè)置的基礎(chǔ)上,基于反饋信號來進(jìn)行實時調(diào)整。
然后執(zhí)行步驟s103,在步驟s103中,燃燒控制器10根據(jù)所述控制信息,通過調(diào)整例如位于天然氣燃燒器的進(jìn)氣管道上的控制閥等方式,來對所述天然氣燃燒器的進(jìn)氣管道中的天然氣流量進(jìn)行調(diào)整。在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,除了調(diào)整控制閥外,其他的調(diào)整方式如能適用于本發(fā)明,同樣包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)并以引用的方式包含于此。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的一種燃燒控制器控制方法的流程圖。
其中,步驟s101與步驟s103與圖7所示對應(yīng)步驟相同或相似,故在此不再贅述,并通過引用的方式包含于此。
在步驟s104中,燃燒控制器10通過與所述天然氣燃燒器所對應(yīng)的傳感器或其他能夠提供相應(yīng)信號的設(shè)備相交互,以獲取所述天然氣燃燒器的動態(tài)傳感器的動態(tài)信號、排放傳感器的排放信號、溫度傳感器的溫度信號中至少 任意一個信號,以作為反饋信號。
然后,步驟s102獲取步驟s101所發(fā)送的所述測量結(jié)果,以及獲取步驟s104所發(fā)送的反饋信號,將該測量結(jié)果以及該反饋信號作為輸入數(shù)據(jù),輸入到預(yù)置的控制模型中,并根據(jù)所述控制模型對該輸入數(shù)據(jù)的輸出結(jié)果,來直接或間接地確定該測量結(jié)果與該反饋信號所對應(yīng)的控制信息。其中,所述控制模型與所述天然氣中的氣體成分與對應(yīng)的含量以及所述反饋信號相關(guān)。
例如,該控制模型中可直接包含了不同的天然氣氣體成分與含量下,不同的反饋信號所對應(yīng)的不同控制信息;或者,該控制模型中包含了不同天然氣氣體成分與含量以及不同的反饋信號所對應(yīng)的不同進(jìn)氣流量等,然后,在步驟s102中,燃燒控制器10根據(jù)該進(jìn)氣流量來確定相對應(yīng)的控制信息,如是加大流量或減小流量等。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解,其中,所述控制模型可以是以多維曲線的方式呈現(xiàn)的,如一個橫坐標(biāo)軸為氫氣的含量值,另一個或多個橫坐標(biāo)軸分別為一種反饋信號的值,縱坐標(biāo)軸為天然氣流量值等;也可以是表格或其他呈現(xiàn)方式。
其中,所述控制模型的確定可包含兩種方式:第一,基于人工設(shè)置;第二,在默認(rèn)設(shè)置的基礎(chǔ)上,基于所述反饋信號來進(jìn)行實時調(diào)整。
優(yōu)選地,所述控制模型的控制邏輯還與所述傳感器的布置位置相關(guān)。其中,所述控制邏輯即為基于一定的輸入(即上述反饋信號的類型與對應(yīng)值)以確定對應(yīng)輸出(即所對應(yīng)的控制信息)的邏輯。而當(dāng)所述傳感器的布置位置不同的情況下,同樣的反饋信號所對應(yīng)的控制信息不同。
例如,若某一溫度傳感器在天然氣燃燒器上的位置比另一溫度傳感器在天然氣燃燒器的位置更接近火焰,則對前者的控制模型不同于對后者的控制模型,如前者的報警溫度會高于后者的報警溫度等。
優(yōu)選地,該方法還包括觸發(fā)報警信息的步驟(未示出),具體地,在該步驟中,若在所述燃燒控制器10所對應(yīng)的天然氣燃燒器上所布置的每類傳感器包括一個或多個,則若所布置的每類傳感器中的至少任意一個失效,則所述燃燒控制器10觸發(fā)報警信息。
以圖10為例,圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一種包含兩個傳感器的天然氣燃燒器的示意圖。天然氣燃燒器40上布置有兩個溫度傳感器701、702,共同檢測該天然氣燃燒器的溫度。若其中一個溫度傳感器,如溫 度傳感器701失效,則燃燒控制器10不再從該溫度傳感器701處獲取溫度信號,因此判定該溫度傳感器701失效,并由報警單元發(fā)出報警信息。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的一種燃燒控制器控制方法的流程圖。
其中,步驟s101、步驟s102、步驟s103、步驟s104與圖7或圖8所示對應(yīng)步驟相同或相似,故在此不再贅述,并通過引用的方式包含于此。
在步驟s105中,燃燒控制器10能夠從步驟s101處獲取所述測量結(jié)果,并根據(jù)所述測量結(jié)果,確定當(dāng)前所對應(yīng)的風(fēng)險等級,例如,高風(fēng)險等級、中風(fēng)險等級、低風(fēng)險等級。
在步驟s106中,燃燒控制器10基于所述風(fēng)險等級,觸發(fā)與所述風(fēng)險等級相對應(yīng)的操作。
以測量氫氣含量為例:
若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到低風(fēng)險等級,則發(fā)送報警信息;
若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到中風(fēng)險等級,則觸發(fā)天然氣燃燒器關(guān)閉;
若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到高風(fēng)險等級,則觸發(fā)天然氣燃燒器跳閘。
優(yōu)選地,在步驟s105中,燃燒控制器10還可以結(jié)合其他信號來確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級并觸發(fā)相對應(yīng)的操作。例如,若氫氣含量超過正常限度并達(dá)到高風(fēng)險等級,同時天然氣燃燒器的轟鳴在某一持續(xù)時間內(nèi)超過某一水平,則觸發(fā)天然氣燃燒器跳閘。所述轟鳴可通過在天然氣燃燒器上放置轟鳴傳感器來獲取。
優(yōu)選地,當(dāng)步驟s105還能夠從步驟s104處獲取所述反饋信號時(圖中未示出),在步驟s105中,燃燒控制器10可以根據(jù)所述測量結(jié)果中的氣體成分與對應(yīng)的含量,結(jié)合所述反饋信號,確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級。例如,若氫氣含量超過正常限度,同時排放傳感器的排放信號顯示排放含量超標(biāo),則可確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級為中風(fēng)險等級;若氫氣含量超過正常限度,同時排放傳感器的排放信號顯示排放含量超標(biāo)且溫度傳感器的溫度信號顯示高溫度,則可確定當(dāng)前對應(yīng)的風(fēng)險等級為高風(fēng)險等級;或者若氫氣含量超過正常限度的值很高,同時溫度傳感器的溫度信號顯示高溫度,則可確定當(dāng)前 對應(yīng)的風(fēng)險等級為高風(fēng)險等級。
在此,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能理解上述說明僅為舉例,并非對本發(fā)明的限制,其他結(jié)合以確定風(fēng)險等級的方式同樣適用于本發(fā)明,并包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,上面所公開的各個實施例,可以在不偏離發(fā)明實質(zhì)的情況下做出各種變形和改變。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書來限定。