專(zhuān)利名稱(chēng)：確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于城市燃?xì)忸I(lǐng)域，涉及一種確定燃?xì)饩呷紵匦郧€(xiàn)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)直O(jiān)背景技術(shù)[0002](1)燃?xì)饩叩娜紵匦耘c特性曲線(xiàn)[0003]目前，城市燃?xì)鈿庠创蠖嗖捎锰烊粴?NG)、液化石油氣(LPG)或人工煤氣。 城鎮(zhèn)中占絕大多數(shù)的民用燃?xì)饩呤谴髿馐饺細(xì)庥镁?。每個(gè)燃?xì)饩叨加幸欢ǖ倪m應(yīng)燃?xì)饨M 分變化的能力。[0004]任何燃具都是按一定的燃?xì)獬煞衷O(shè)計(jì)的。當(dāng)燃?xì)獬煞职l(fā)生變化而導(dǎo)致其熱值、 密度和燃燒特性發(fā)生變化時(shí)，燃具燃燒器的熱負(fù)荷、一次空氣系數(shù)、燃燒穩(wěn)定性、火焰 結(jié)構(gòu)、煙氣中CO含量等燃燒工況就會(huì)改變。表征燃具燃燒穩(wěn)定性和氣質(zhì)適應(yīng)性的主要 參數(shù)是不同燃?xì)庠谠撊季呱先紵玫娜紵匦郧€(xiàn)，包括離焰(脫火)、回火、黃焰和 燃燒產(chǎn)物中CO極限含量等四條曲線(xiàn)。[0005]開(kāi)發(fā)燃?xì)饩邥r(shí)，首先要確定使用某類(lèi)燃?xì)庾鳛樵撊細(xì)饩叩幕鶞?zhǔn)氣，根據(jù)該基準(zhǔn) 氣設(shè)計(jì)、定型或生產(chǎn)。出廠(chǎng)前還需按照燃?xì)饣鶞?zhǔn)氣及界限試驗(yàn)氣的要求(包括壓力)對(duì) 其進(jìn)行調(diào)整檢驗(yàn)，保證燃?xì)饩哒９ぷ?。如果城市供?yīng)的燃?xì)鉃樵撊細(xì)饩咴O(shè)計(jì)時(shí)的基準(zhǔn) 氣，燃?xì)饩吖ぷ鳡顟B(tài)最佳。[0006]城鎮(zhèn)民用燃具多數(shù)為大氣式燃?xì)饩摺Ｃ總€(gè)燃具都有一定的適應(yīng)能力，為量化其 適應(yīng)能力，可以用燃具適應(yīng)燃?xì)獬煞肿兓姆秶鷣?lái)表示。適應(yīng)燃?xì)獬煞肿兓姆秶Q(chēng)其 為燃具適應(yīng)域。適應(yīng)域的范圍越寬，表示燃具的適應(yīng)能力越強(qiáng)。衡量燃?xì)饩哒９ぷ鞯?重要指標(biāo)是不發(fā)生離焰、回火、黃焰、煙氣中CO不超標(biāo)等。影響這些現(xiàn)象的燃?xì)庑再|(zhì) 是華白數(shù)與燃燒速度等。為了確定燃具適應(yīng)域，通常取一個(gè)以華白數(shù)W為縱坐標(biāo)，以燃 燒勢(shì)CP為橫坐標(biāo)的坐標(biāo)圖。根據(jù)在坐標(biāo)系中燃具的燃燒特性曲線(xiàn)和基準(zhǔn)氣位置，可以評(píng) 價(jià)燃具的燃燒性能和設(shè)計(jì)質(zhì)量水平。[0007]通常描述燃具燃燒特性曲線(xiàn)的指標(biāo)參數(shù)可以為燃?xì)獾娜A白數(shù)、熱值、相對(duì)密 度、火焰燃燒速度、燃燒勢(shì)、黃焰指數(shù)、結(jié)碳指數(shù)、燃?xì)庵心骋惶囟ńM分(如甲烷或丁 烷及以上)含量等，根據(jù)出現(xiàn)不完全燃燒、回火、脫火等工況時(shí)的燃?xì)馑鶎?duì)應(yīng)的燃燒特 性指數(shù)，選取燃?xì)饩哂写硇缘哪扯€(gè)或三個(gè)燃燒特性指數(shù)，建立二維或三維坐標(biāo)系； 對(duì)應(yīng)測(cè)試工況坐標(biāo)點(diǎn)形成的曲線(xiàn)所圍成的封閉區(qū)域，就構(gòu)成燃?xì)饩叩姆€(wěn)定燃燒適應(yīng)域。[0008]燃?xì)饩呱a(chǎn)制造企業(yè)及供應(yīng)商，生產(chǎn)的每種型式的燃?xì)饩?，尤其是新設(shè)計(jì)的燃 氣具，在進(jìn)行型式檢驗(yàn)、性能測(cè)試、確定燃?xì)饩叩娜紵r時(shí)，可以通過(guò)測(cè)定該燃具的 燃燒特性曲線(xiàn)所對(duì)應(yīng)的適應(yīng)域確定其適應(yīng)域，精確量化其燃燒特性；還可以擴(kuò)展燃?xì)?具的適用范圍，提高燃?xì)饩哌m用燃?xì)饨M分變化的準(zhǔn)確度；對(duì)燃?xì)饩叩姆€(wěn)定性、燃?xì)膺m應(yīng) 性進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。[0010]根據(jù)燃?xì)饣Q性原理，使用配氣系統(tǒng)配制出和用戶(hù)地區(qū)燃?xì)庀嗤A白數(shù)和燃燒 勢(shì)等燃燒特性指數(shù)的替代氣源，可用于燃?xì)庥镁叩臋z測(cè)。配氣系統(tǒng)是燃?xì)庥镁呱a(chǎn)企業(yè) 和檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的必備設(shè)備。[0011]常用的配氣方法，都是向某一固定容器(高壓或低壓)分別注入各種單一配氣， 從而混合成符合要求的試驗(yàn)氣，屬間歇配氣。當(dāng)因生產(chǎn)需要連續(xù)使用試驗(yàn)氣時(shí)，應(yīng)考慮 連續(xù)配氣系統(tǒng)。當(dāng)有兩個(gè)容器時(shí)，也可以連續(xù)供應(yīng)試驗(yàn)氣，即第一容器供氣，第二容器 配氣。當(dāng)?shù)谝蝗萜饔帽M后，切換成第二容器供氣。這時(shí)要求配氣系統(tǒng)與供氣(試驗(yàn)氣) 系統(tǒng)分開(kāi)，構(gòu)成間歇配氣一連續(xù)供氣系統(tǒng)。[0012]常用的配氣系統(tǒng)包括以下內(nèi)容[0013]①三組分手動(dòng)配氣系統(tǒng)[0014]三組分手動(dòng)配氣系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，一般由煤氣表、儲(chǔ)氣罐、燃?xì)夤苈方M成，儲(chǔ)氣 罐的容積應(yīng)滿(mǎn)足檢驗(yàn)要求。原料氣源為氫氣、甲烷(或丙烷或丁烷)、氮?dú)?。配氣前需?計(jì)算出原料氣源的比例。然后根據(jù)預(yù)先確定的配氣量，計(jì)算出三種原料氣源的需要量。 配氣時(shí)按照三種原料氣源的需要量依次輸入儲(chǔ)氣罐中，放置一段時(shí)間即可使用。[0015]②三組分連續(xù)壓力配氣系統(tǒng)[0016]三組分連續(xù)低壓配氣設(shè)備一般由控制柜、配氣柜、儲(chǔ)氣罐等組成。[0017]原料氣源通常為氫氣、甲烷(或丙烷或丁烷)、氮?dú)狻Ｅ錃庋b置通過(guò)氣動(dòng)閥、壓 力傳感器控制原料氣源的比例，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)配氣。原料氣源在配氣罐中混合后進(jìn)入儲(chǔ)氣罐 中儲(chǔ)存，儲(chǔ)氣罐裝有行程開(kāi)關(guān)組件，通過(guò)行程開(kāi)關(guān)組件的控制實(shí)現(xiàn)連續(xù)配氣。[0018]③三組分連續(xù)流量配氣系統(tǒng)[0019]三組分連續(xù)流量配氣系統(tǒng)，一般由配氣鋼瓶、混氣單元、閥門(mén)組、儲(chǔ)氣罐、控 制裝置等組成。通過(guò)配氣機(jī)將三組分的原料氣按比例混配后，流入系統(tǒng)后連接的儲(chǔ)氣罐 中。一般一套配氣系統(tǒng)后面可以連接一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)氣罐，根據(jù)生產(chǎn)用氣計(jì)劃，將配制的 試驗(yàn)氣，通過(guò)切換閥門(mén)組，流入各組儲(chǔ)氣罐中。并通過(guò)控制裝置巡檢配氣機(jī)后連接的各 組儲(chǔ)氣罐內(nèi)的燃?xì)怏w積，當(dāng)某罐內(nèi)燃?xì)獾陀谝欢繒r(shí)，自動(dòng)開(kāi)啟配氣機(jī)，進(jìn)行補(bǔ)氣。[0020]常用配氣系統(tǒng)，不論是間歇配氣系統(tǒng)還是連續(xù)配氣系統(tǒng)，一般采用三種原料 氣，進(jìn)行三組分的配氣計(jì)算和控制。雖然操作簡(jiǎn)單，換算方便，但體積龐大，配氣罐或 儲(chǔ)氣罐是必需的裝置。配制的試驗(yàn)氣也不能立即使用，必須進(jìn)行靜止放置，使罐內(nèi)氣體 充分混合均勻后，才能輸送使用。發(fā)明內(nèi)容[0021]本實(shí)用新型的目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)測(cè)定燃?xì)饩呷紵匦缘膶?shí)驗(yàn)裝置，該裝置 可通過(guò)動(dòng)態(tài)、高精度的自動(dòng)配氣裝置和燃燒特性測(cè)試控制軟件系統(tǒng)，隨機(jī)的、按照既定 要求或程序、配制合適組分的試驗(yàn)氣或界限氣；通過(guò)燃燒測(cè)試控制系統(tǒng)得到燃具的不 同極限燃燒工況，根據(jù)測(cè)得的各極限工況所對(duì)應(yīng)的各路燃?xì)饣蛟蠚獾木唧w組分，計(jì)算 出混合燃?xì)獾娜紵匦詤?shù)，根據(jù)相應(yīng)燃燒特性參數(shù)形成各種燃燒特性曲線(xiàn)及基準(zhǔn)氣點(diǎn) 位，以此描述燃?xì)饩叩娜紵阅?。[0022]如上構(gòu)思，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)系 統(tǒng)，其特征在于由原料氣體供應(yīng)裝置I、支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置II、管路切4斷裝置III、放散裝置IV、混合燃?xì)夤苈贩€(wěn)壓裝置V、壓力計(jì)量與反饋裝置VI、阻火裝置 通、終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置通、煙氣分析和數(shù)據(jù)處理裝置IX、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置X和 工控機(jī)XI組成；[0023]其中，原料氣體供應(yīng)裝置I、支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置II、管路切斷裝 置III、放散裝置IV、壓力計(jì)量與反饋裝置VI、混合燃?xì)夤苈贩€(wěn)壓裝置V、阻火裝置νπ、 壓力計(jì)量與反饋裝置VI、終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置VDI依次連接；壓力計(jì)量與反饋裝 置VI、終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置VDI和煙氣分析、數(shù)據(jù)處理裝置IX的輸出端與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換裝置X和工控機(jī)XI的輸入端連接；支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置II與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置 X和工控機(jī)XI雙向連接。[0024]上述原料氣體供應(yīng)裝置I為多路單一氣體組分或多路多氣體組分構(gòu)成的配氣原 料氣輸送支管路，各支管路上分別依次安裝壓力調(diào)節(jié)與計(jì)量裝置、控制閥門(mén)。[0025]上述支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置II由兼具高精度流量計(jì)量與閥門(mén)動(dòng)態(tài)控制 功能的質(zhì)量流量控制器或?qū)恿魇搅髁坑?jì)、數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置組成；工控機(jī)通過(guò) A/D及D/A轉(zhuǎn)換裝置、數(shù)據(jù)線(xiàn)與質(zhì)量流量控制器或?qū)恿魇搅髁坑?jì)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)與 控制指令的雙向傳輸。[0026]上述壓力計(jì)量與反饋裝置VI由壓力變送器或壓力計(jì)(或壓力表)和閥門(mén)組成，傳 輸?shù)臄?shù)字壓力信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置與工控機(jī)連接。[0027]上述管路切斷裝置III、放散裝置IV、阻火裝置νπ構(gòu)成燃?xì)夤苈钒踩Ｕ舷到y(tǒng)； 其中，管路切斷裝置III為安裝于支管路的球閥或電磁閥及混合管路的控制閥；其放散裝 置IV由放散閥、放散管路、放散燃燒器組成，放散壓力^lOkPa ；其阻火裝置νπ由兩只阻 火器和一只切斷閥門(mén)依次連接組成。[0028]上述混合燃?xì)夤苈贩€(wěn)壓裝置V由混合氣體電磁閥門(mén)組或閥門(mén)組、氣體穩(wěn)壓器組 成；在系統(tǒng)上為連接的四路并聯(lián)穩(wěn)壓氣體管路其中三條并聯(lián)燃?xì)夥€(wěn)壓支管路為工作管 路，另一支管路為旁通管路。[0029]上述終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置VDI由燃?xì)饩呷紵鳌⒒鹧姹O(jiān)測(cè)器和煙氣取樣 器組成；其中燃?xì)饩呷紵饕话銥榇髿馐饺紵?。[0030]上述煙氣分析和數(shù)據(jù)處理裝置IX由煙氣分析儀、數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)換裝置組成。[0031]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是該確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試系統(tǒng)，可將多種配氣原料 氣以隨機(jī)的體積或質(zhì)量流量進(jìn)行混配，由程序自動(dòng)控制各路原料氣的流量或質(zhì)量，實(shí)現(xiàn) 多路配氣原料氣支管路同時(shí)動(dòng)態(tài)、高精度輸出合適流量的配氣原料氣體，燃?xì)饨M分隨機(jī) 可調(diào)，多種原料氣輸出混合后形成各種燃燒工況的試驗(yàn)氣。配制的試驗(yàn)氣在燃具上燃燒 測(cè)試后，其燃燒煙氣數(shù)據(jù)和火焰工況可以進(jìn)行自動(dòng)采集和處理。根據(jù)燃?xì)饩吒鞣N燃燒工 況點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)采集的各路配氣原料氣的流量、壓力等數(shù)據(jù)，可以自動(dòng)計(jì)算該燃燒工況 點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的燃燒特性參數(shù)，并進(jìn)行相應(yīng)燃燒特性曲線(xiàn)的繪制和數(shù)據(jù)處理。


[0032]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。[0033]圖2是本實(shí)用新型的系統(tǒng)流程圖。
具體實(shí)施方式
[0034]如圖1所示一種確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置。包括硬件系統(tǒng)和軟件 系統(tǒng)兩部分。其硬件系統(tǒng)由原料氣體供應(yīng)裝置I、支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置II、 管路切斷裝置III、放散裝置IV、混合燃?xì)夤苈贩€(wěn)壓裝置V、壓力計(jì)量與反饋裝置VI、阻 火裝置通、終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置通、煙氣分析和數(shù)據(jù)處理裝置IX、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝 置X和工控機(jī)XI組成；其軟件系統(tǒng)為燃?xì)饩呷紵匦詼y(cè)試程序控制軟件系統(tǒng)。[0035]其中，原料氣體供應(yīng)裝置I、支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置II、管路切斷裝 置III、放散裝置IV、壓力計(jì)量與反饋裝置VI、混合燃?xì)夤苈贩€(wěn)壓裝置V、阻火裝置νπ、 壓力計(jì)量與反饋裝置VI、終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置VDI依次連接；壓力計(jì)量與反饋裝 置VI、終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置通、煙氣分析和數(shù)據(jù)處理裝置IX的輸出端與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換裝置X和工控機(jī)XI的輸入端連接；支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置II與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置 X和工控機(jī)XI雙向連接。[0036]上述原料氣體供應(yīng)裝置I為多路單一氣體組分或多路多氣體組分構(gòu)成的配氣原 料氣輸送支管路，各支管路上分別依次安裝壓力調(diào)節(jié)與計(jì)量裝置、控制閥門(mén)。[0037]上述支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置II由兼具高精度流量計(jì)量與閥門(mén)動(dòng)態(tài)控制 功能的質(zhì)量流量控制器或?qū)恿魇搅髁坑?jì)、數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置組成；工控機(jī)通過(guò) A/D及D/A轉(zhuǎn)換裝置、數(shù)據(jù)線(xiàn)與質(zhì)量流量控制器或?qū)恿魇搅髁坑?jì)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)與 控制指令的雙向傳輸。[0038]上述壓力計(jì)量與反饋裝置VI由壓力變送器或壓力計(jì)(或壓力表)和閥門(mén)組成，傳 輸?shù)臄?shù)字壓力信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置與工控機(jī)連接。[0039]上述管路切斷裝置III、放散裝置IV、阻火裝置νπ構(gòu)成燃?xì)夤苈钒踩Ｕ舷到y(tǒng)； 其中，管路切斷裝置III為安裝于支管路的球閥或電磁閥及混合管路的控制閥；其放散裝 置IV由放散閥、放散管路、放散燃燒器組成，放散壓力^lOkIja，可將管路中的多余混合 燃?xì)夥派⒌?，以保證總混合管路的壓力和流量穩(wěn)定；其阻火裝置νπ由兩只阻火器和一只 切斷閥門(mén)依次連接組成，防止管路內(nèi)燃燒速度較高的可燃?xì)怏w回火燃燒。[0040]上述混合燃?xì)夤苈贩€(wěn)壓裝置V由混合氣體電磁閥門(mén)組或閥門(mén)組、氣體穩(wěn)壓器組 成；在系統(tǒng)上為連接的四路并聯(lián)穩(wěn)壓氣體管路其中三條并聯(lián)燃?xì)夥€(wěn)壓支管路為工作管 路，另一支管路為旁通管路。[0041]上述終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置VDI由燃?xì)饩呷紵?、火焰監(jiān)測(cè)器和煙氣取樣 器組成；其中燃?xì)饩呷紵饕话銥榇髿馐饺紵鳌Ｆ浠鹧姹O(jiān)測(cè)器主要監(jiān)測(cè)燃?xì)饩呷紵?上火焰的燃燒工況變化，并將其變化轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳入工控機(jī)。其煙氣取樣器對(duì)燃燒 煙氣進(jìn)行取樣。[0042]上述煙氣分析和數(shù)據(jù)處理裝置IX由煙氣分析儀、數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)換裝置組成。[0043]如圖2所示0為原料氣瓶或氣源；1-1 1-4為氣體減壓閥；2_1 2_5為體 積或質(zhì)量流量控制器或?qū)恿魇搅髁坑?jì)；3-1 3-12為切斷球閥；4為混氣匯流管；5為放 散閥；6-1 6-4為電磁閥或球閥；7為放散燃燒器；8-1 8-3為穩(wěn)壓閥；9_1 9_2為 壓力表；10-1 10-2為阻火器；11為壓力傳感器；12為火焰監(jiān)測(cè)器；13為燃?xì)庠罹撸?14為煙氣取樣器；15為煙氣分析儀；16為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器；17為工控機(jī)；18為液化石油氣 類(lèi)原料氣加熱器。[0044]各支管路氣體經(jīng)調(diào)壓、流量(質(zhì)量)計(jì)量后，通過(guò)支管路控制閥門(mén)出口與匯流管 連接。匯流管出口連接有三通，一路連接放散閥及放散燃燒器，放散壓力不大于IOkPa, 將總管路中的多余混合燃?xì)夥派?；另一路與壓力變送器或壓力計(jì)連接，壓力變送器或壓 力計(jì)連接工控機(jī)，同時(shí)該路通過(guò)切斷球閥連接四路并聯(lián)穩(wěn)壓氣體管路；并聯(lián)燃?xì)夥€(wěn)壓管 路三條支管路為工作管路，依次安裝電磁閥或球閥和穩(wěn)壓閥；將配制的混合燃?xì)庹{(diào)壓， 使壓力穩(wěn)定在IkRi 5kRi之間，另一支管路為旁通管路，安裝有電磁閥或球閥。并聯(lián) 穩(wěn)壓管路末端出口匯為一總管路，分別安裝阻火器、管路切斷閥、壓力計(jì)、燃?xì)饩呷紵?器。燃?xì)饩哌B接有煙氣取樣器和煙氣分析儀，對(duì)燃燒煙氣進(jìn)行取樣、測(cè)量和數(shù)據(jù)傳輸； 燃?xì)饩叩娜紵r通過(guò)火焰監(jiān)測(cè)器進(jìn)行監(jiān)控。[0045]本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的燃?xì)饩呷紵匦詼y(cè)試控制軟件系統(tǒng)，包括流程控制軟件、管路氣 體體積(質(zhì)量)流量或壓力數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)換軟件、數(shù)據(jù)自動(dòng)處理與燃?xì)馊紵匦郧€(xiàn)繪 制軟件等。該軟件程序是在工控機(jī)內(nèi)，按照一定運(yùn)行規(guī)則編譯的，可以實(shí)現(xiàn)燃燒特性氣 體配制、實(shí)時(shí)流程控制、數(shù)據(jù)自動(dòng)處理、保存和打印的軟件系統(tǒng)。通過(guò)程序控制各管路 的氣體流量和閥門(mén)開(kāi)度，保證合適的燃?xì)饬髁?，?shí)現(xiàn)燃?xì)饩叩母鞣N燃燒工況；并接收測(cè) 試實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的流量、壓力和溫度等燃?xì)鈹?shù)據(jù)，及煙氣中的CO、02、CO2> NOx含量等 數(shù)據(jù)，與燃具的燃燒火焰工況信號(hào)；實(shí)現(xiàn)燃燒流程控制、數(shù)據(jù)接收與處理、燃燒特性分 析、燃燒特性曲線(xiàn)繪制、計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)、打印等功能的綜合軟件控制系統(tǒng)。[0046]本實(shí)驗(yàn)裝置可以實(shí)現(xiàn)[0047]①全組分燃?xì)獾呐錃饣蚧诨Q性原理的燃?xì)庠囼?yàn)氣的配制；可以進(jìn)行不同 城市燃?xì)饨M分的模擬配制，根據(jù)具體城市燃?xì)獾臍赓|(zhì)要求，可精確配制不同的城市基準(zhǔn) 氣，供各種燃具使用。[0048]②基于開(kāi)發(fā)的動(dòng)態(tài)、高精度的自動(dòng)配氣裝置，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)(響應(yīng)時(shí)間在6s以 內(nèi))、配氣組分可調(diào)可控、配氣精度在以?xún)?nèi)的自動(dòng)化配氣。[0049]③通過(guò)多路氣體管路的實(shí)時(shí)流量控制，可以自由、隨機(jī)的配制燃?xì)饩叩母鞣N試 驗(yàn)氣和界限氣，進(jìn)行燃具燃燒特性的測(cè)試，得到燃具的離焰(脫火)、回火、CO超標(biāo)及 黃焰等不同極限特征工況，根據(jù)極限工況對(duì)應(yīng)的燃?xì)獾牧髁炕蚪M分，進(jìn)行燃具各燃燒特 性曲線(xiàn)圖形的繪制。[0050]控制操作步驟如下[0051]開(kāi)始前狀態(tài)，測(cè)試系統(tǒng)中所有原料氣瓶及管道氣全部關(guān)閉，相應(yīng)管路的閥門(mén)處 于常閉狀態(tài)。按照測(cè)試系統(tǒng)要求，安裝好燃?xì)饩?，開(kāi)啟工控機(jī)電源及相應(yīng)電源。之后，[0052]1、燃?xì)饩呋鶞?zhǔn)氣燃燒工況與燃燒模式確定[0053](1)燃?xì)饩呋鶞?zhǔn)氣類(lèi)別已知時(shí)，[0054]①如基準(zhǔn)氣為外接的管道燃?xì)猓瑒t打開(kāi)基準(zhǔn)氣管道閥門(mén)3-1、3-2、3-9、 3-11，打開(kāi)混合氣體并聯(lián)管路中電磁閥6-2，點(diǎn)燃燃?xì)饩?3的燃燒器，將供氣壓力穩(wěn)定 至額定灶前壓力Ptl后，調(diào)整燃?xì)饩吖r至最佳燃燒狀況，使燃燒器火孔的內(nèi)外焰清晰、 火焰高度穩(wěn)定。[0055]②進(jìn)行燃燒火焰數(shù)據(jù)特征采集或確定及氣體參數(shù)采集(壓力、溫度、流量)。根 據(jù)色譜分析或基準(zhǔn)氣管路上流量計(jì)2-1的反饋數(shù)據(jù)，計(jì)算出基準(zhǔn)氣的燃燒特性參數(shù)，如 熱值Hs、華白數(shù)W、燃燒勢(shì)CP、黃焰指數(shù)Ij等。[0056]③當(dāng)基準(zhǔn)氣不是外接的管道氣時(shí)，根據(jù)燃?xì)饩咩懪粕蠘?biāo)注的燃?xì)忸?lèi)別，按照預(yù) 先設(shè)定或手工輸入的試驗(yàn)氣各組分的體積比例，打開(kāi)各原料氣瓶開(kāi)關(guān)及減壓閥1-1 1-4，開(kāi)啟相應(yīng)原料氣管路的流量控制器2-2至2-5等至合適的流量開(kāi)度，使符合該基準(zhǔn) 氣組分比例的各原料氣輸出，形成基準(zhǔn)混合燃?xì)?。完成上面的燃?xì)饩呋鶞?zhǔn)氣工況調(diào)整。[0057](2)燃?xì)饩呋鶞?zhǔn)氣類(lèi)別未知時(shí)，[0058]①打開(kāi)控制系統(tǒng)，進(jìn)行燃?xì)饩呷細(xì)忸?lèi)別確定。首先使用CH4支管路氣，點(diǎn)燃燃 氣具，調(diào)整燃具的風(fēng)門(mén)開(kāi)度，看是否為最佳燃燒工況。[0059]②如果是，則該灶具為天然氣類(lèi)12T燃?xì)饩?。[0060]③如果不是最佳工況，則根據(jù)GB/T13611-2006標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)燃?xì)夥诸?lèi)和基本特 性》中表2對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)0#氣的組分比例，開(kāi)啟測(cè)試系統(tǒng)中相應(yīng)支管路的流量控制器至相應(yīng) 開(kāi)度，分別進(jìn)行天然氣類(lèi)(10T、6T、4T、3T)和人工氣類(lèi)(7R、6R、5R、4R、3幻0#氣的基準(zhǔn)氣測(cè)定，直至確定出該燃?xì)饩叩幕鶞?zhǔn)氣類(lèi)別。[0061]④當(dāng)以上步驟完成后，仍未檢出最佳燃燒工況，則該燃?xì)饩叩倪m用燃?xì)鉃橐夯?石油氣，此時(shí)關(guān)閉上面的CH4、H2、N2等各支管路流量控制器。[0062]⑤開(kāi)啟C3H8、C4Hltl等管路，按照19Y、20Y、22Y基準(zhǔn)0#氣的組分要求，判定燃?xì)饩邔?duì)應(yīng)的基準(zhǔn)燃?xì)忸?lèi)別。[0063]2、燃?xì)饩呷紵匦詼y(cè)定[0064]燃?xì)饩呷紵匦詼y(cè)定，主要是進(jìn)行燃?xì)饩邩O限燃燒工況的測(cè)試，一般分別測(cè)試 離焰(脫火)、回火、CO超標(biāo)、黃焰等燃燒工況，進(jìn)行一系列極限工況狀態(tài)點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)界 限燃?xì)饨M分的數(shù)據(jù)采集和處理。根據(jù)采集的各支管路的流量控制器的體積流量或組分比 例，計(jì)算對(duì)應(yīng)的燃燒特性參數(shù)，繪制各燃燒特性曲線(xiàn)。8
權(quán)利要求1.一種確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于由原料氣體供應(yīng)裝置I、 支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置II、管路切斷裝置III、放散裝置IV、混合燃?xì)夤苈贩€(wěn)壓 裝置V、壓力計(jì)量與反饋裝置VI、阻火裝置VII、終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置VIII、煙 氣分析和數(shù)據(jù)處理裝置IX、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置X和工控機(jī)XI組成；其中，原料氣體供應(yīng)裝置I、支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置II、管路切斷裝置III、 放散裝置IV、壓力計(jì)量與反饋裝置VI、混合燃?xì)夤苈贩€(wěn)壓裝置V、阻火裝置VII、壓力 計(jì)量與反饋裝置VI、終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置VIII依次連接；壓力計(jì)量與反饋裝置 VI、終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置VIII和煙氣分析、數(shù)據(jù)處理裝置IX的輸出端與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 換裝置X和工控機(jī)XI的輸入端連接；支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置II與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置 X和工控機(jī)XI雙向連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述 原料氣體供應(yīng)裝置I為多路單一氣體組分或多路多氣體組分構(gòu)成的配氣原料氣輸送支管 路，各支管路上分別依次安裝壓力調(diào)節(jié)與計(jì)量裝置、控制閥門(mén)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述 支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置II由兼具高精度流量計(jì)量與閥門(mén)動(dòng)態(tài)控制功能的質(zhì)量流 量控制器或?qū)恿魇搅髁坑?jì)、數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置組成；工控機(jī)通過(guò)A/D及D/A轉(zhuǎn) 換裝置、數(shù)據(jù)線(xiàn)與質(zhì)量流量控制器或?qū)恿魇搅髁坑?jì)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)與控制指令的雙 向傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述 壓力計(jì)量與反饋裝置VI由壓力變送器或壓力計(jì)或壓力表和閥門(mén)組成，傳輸?shù)臄?shù)字壓力信 號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置與工控機(jī)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述 管路切斷裝置III、放散裝置IV、阻火裝置VII構(gòu)成燃?xì)夤苈钒踩Ｕ舷到y(tǒng)；其中，管路 切斷裝置III為安裝于支管路的球閥或電磁閥及混合管路的控制閥；其放散裝置IV由放散 閥、放散管路、放散燃燒器組成，放散壓力^lOkPa ；其阻火裝置VII由兩只阻火器和一 只切斷閥門(mén)依次連接組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述 混合燃?xì)夤苈贩€(wěn)壓裝置V由混合氣體電磁閥門(mén)組或閥門(mén)組、氣體穩(wěn)壓器組成；在系統(tǒng)上 為連接的四路并聯(lián)穩(wěn)壓氣體管路其中三條并聯(lián)燃?xì)夥€(wěn)壓支管路為工作管路，另一支管 路為旁通管路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述 終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置VDI由燃?xì)饩呷紵?、火焰監(jiān)測(cè)器和煙氣取樣器組成；其中 燃?xì)饩呷紵鳛榇髿馐饺紵鳌?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于上述 煙氣分析和數(shù)據(jù)處理裝置IX由煙氣分析儀、數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)換裝置組成。
專(zhuān)利摘要一種確定燃?xì)饩呷紵匦缘臏y(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置，由原料氣體供應(yīng)裝置Ⅰ、支管路氣體流量計(jì)量與控制裝置Ⅱ、管路切斷裝置Ⅲ、放散裝置Ⅳ、混合燃?xì)夤苈贩€(wěn)壓裝置Ⅴ、壓力計(jì)量與反饋裝置Ⅵ、阻火裝置Ⅶ、終端燃?xì)饩呷紵骷皽y(cè)試裝置Ⅷ、煙氣分析和數(shù)據(jù)處理裝置Ⅸ、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換裝置Ⅹ和工控機(jī)Ⅺ組成。該系統(tǒng)可通過(guò)動(dòng)態(tài)、高精度的自動(dòng)配氣裝置和燃燒特性測(cè)試程序控制軟件系統(tǒng)，隨機(jī)的、按照既定要求或程序、配制合適組分的試驗(yàn)氣或界限氣；通過(guò)燃燒測(cè)試控制系統(tǒng)得到燃具的不同極限燃燒工況，根據(jù)測(cè)得的各極限工況所對(duì)應(yīng)的各路燃?xì)饣蛟蠚獾木唧w組分，計(jì)算出混合燃?xì)獾娜紵匦詤?shù)，根據(jù)相應(yīng)燃燒特性參數(shù)形成各種燃燒特性曲線(xiàn)及基準(zhǔn)氣點(diǎn)位，以此描述燃?xì)饩叩娜紵阅堋?br> 文檔編號(hào)G01N35/00GK201804012SQ20102020687
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者王啟, 趙自軍, 高文學(xué) 申請(qǐng)人:中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院