一种具有环境自适应功能的燃烧器程序控制装置及方法与流程

本发明涉及石油化工，尤其涉及一种具有环境自适应功能的燃烧器程序控制装置及方法。

背景技术：

1、随着经济建设的发展，化石能源大量使用带来的环境问题日益突出，业内越来越关注能源利用的节能环保。在石油化工领域，多年来由于燃气的大量使用，环境污染和能源浪费现象比较凸显，为了适应节能和排放的环保需求，需要大力推行高效燃烧器的使用。燃烧器作为加热炉/锅炉的核心部件，其空燃比控制是整个燃烧的关键，过高或过低的空气量都会导致燃气不能完全燃烧，造成极大的能源浪费和环境污染。

2、燃烧器的运行过程是由燃烧器程序控制装置实现的，目前市场上采用的燃烧器程序控制装置只能实现基本的燃烧控制流程。为了保证充分燃烧，燃烧器需要由现场技术人员经过仪器测量，手动去调试燃烧器的空燃比曲线。虽然调节后的比例曲线可以在短时间内保证燃烧效果，但随着气压、温度、海拔等环境因素的变化，空气中的含氧量也随之微秒改变，非常容易导致燃烧空燃比的偏移，进而造成燃料浪费和排放污染等问题。

3、因此，非常有必要设计一种带有环境自适应功能的燃烧器程序控制装置，能够根据环境因素的变化，实时对空燃比曲线进行修正，无需人为干预，让燃烧器始终工作在最优状态。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种具有环境自适应功能的燃烧器程序控制装置及方法，以解决现有技术中随着气压、温度、海拔等环境因素的变化，空气中的含氧量也随之微秒改变，非常容易导致燃烧空燃比的偏移，进而造成燃料浪费和排放污染的问题，

2、本发明提供一种具有环境自适应功能的燃烧器程序控制装置，包括：燃烧器程序控制装置本机和扩展模块；所述燃烧器程序控制装置本机包括第一主控模块、运行控制单元，所述运行控制单元包括：

3、第一光耦，用于将燃烧器法兰开关连锁信号与安全链连锁信号输入至第一主控模块；

4、第二光耦，用于将启动/停止信号输入至第一主控模块；

5、第三光耦，用于将降火信号输入至第一主控模块；

6、第四光耦，用于将提火信号输入至第一主控模块；

7、模拟信号处理电路，用于将模拟量形式火量调节信号输入至第一主控模块；

8、离子棒信号处理电路，用于将离子棒电流信号输入至第一主控模块；

9、紫外信号处理电路，用于将紫外光管电流信号输入至第一主控模块；

10、rs485接口，用于将扩展模块连接至第一主控模块；

11、uart接口，用于将手操器连接至第一主控模块；

12、点火电磁阀继电器，用于将第一主控模块的信号输出至点火电磁阀；

13、点火变压器继电器，用于将第一主控模块的信号输出至点火变压器；

14、风机输出继电器，用于将第一主控模块的信号输出至风机；

15、安全阀输出继电器，用于将第一主控模块的信号输出至安全阀；

16、第一燃料阀继电器，用于将第一主控模块的信号输出至第一燃料阀；

17、第二燃料阀继电器，用于将第一主控模块的信号输出至第二燃料阀；

18、安全检测继电器，连接于第一主控模块和以上六个继电器之间，用于检测以上六个继电器是否能够输出有效信号；

19、第一伺服信号处理电路，用于将第一主控模块的信号输出至空气执行器；

20、第二伺服信号处理电路，用于将第一主控模块的信号输出至燃料执行器；

21、所述扩展模块包括：

22、第二主控模块，所述第二主控模块通过rs485接口与所述第一主控模块连接；

23、模拟量输入信号处理电路，用于将环境温度、环境压力、风机压力、燃气流量这4个信号输入至第二主控模块。

24、进一步地，所述燃烧器程序控制装置本机还包括故障处理单元，所述故障处理单元包括：

25、第五光耦，用于将安全检测继电器的信号反馈至第一主控模块；

26、第六光耦，用于将点火变压器继电器的信号反馈至第一主控模块；

27、第七光耦，用于将风机输出继电器的信号反馈至第一主控模块；

28、第八光耦，用于将安全阀输出继电器的信号反馈至第一主控模块；

29、第九光耦，用于将第一燃料阀继电器的信号反馈至第一主控模块；

30、第十光耦，用于将第二燃料阀继电器的信号反馈至第一主控模块；

31、第十一光耦，用于将燃料高压信号输入至第一主控模块；

32、第十二光耦，用于将燃料低压信号输入至第一主控模块；

33、第十三光耦，用于将空气压力信号输入至第一主控模块；

34、第十四光耦，用于将燃气压力信号输入至第一主控模块；

35、第十五光耦，用于将报警输出继电器的信号反馈至第一主控模块；

36、第十六光耦，用于将复位/手动信号输入至第一主控模块；

37、第三伺服信号处理电路，用于将空气执行器的信号反馈至第一主控模块；

38、第四伺服信号处理电路，用于将燃料执行器的信号反馈至第一主控模块；

39、铁电存储器，用于与第一主控模块连接以存储数据。

40、本发明还提供一种具有环境自适应功能的燃烧器程序控制方法，应用于以上所述的燃烧器程序控制装置，所述运行控制单元的运行控制方法包括：

41、燃烧器程序控制装置通电后首先进行初始化，自检通过以后，第一主控模块根据设定的启动点火时序参数，对风机、燃料执行器、空气执行器、点火变压器、第一燃料阀、第二燃料阀、安全阀、点火电磁阀进行操作，实现预吹扫、阀组检漏、燃烧器点火动作；

42、点火成功以后，第一主控模块实时根据外部输入的控制信号或指令，对风机、燃料执行器、空气执行器、第一燃料阀、第二燃料阀、安全阀、点火电磁阀进行操作，实现提火、降火动作，同时根据扩展模块输入的指令，对空燃比曲线进行调整更新；

43、当接收到外部输入的停机信号以后，第一主控模块对风机、燃料执行器、空气执行器、第一燃料阀、第二燃料阀、安全阀、点火电磁阀进行操作，实现后吹扫、关闭阀门动作。

44、进一步地，所述故障处理单元的故障处理方法包括：

45、在燃烧器程序控制装置上电工作过程中，第一主控模块实时监测装置内部的工作状态，以及外部各输入/输出信号的状态，如果发现状态与设定的不符，或超出设定的范围，则进行故障报警提示，同时根据故障的种类对故障信息进行存储。

46、进一步地，所述扩展模块的工作方法包括：

47、扩展模块通电后首先进行系统初始化，检查各参数是否出错；如果参数出错，则进行故障信号输出提示；如果参数正确则读取加热炉/锅炉的最大负荷值和最小负荷值；然后根据设定折算出8或9个功率段；读取环境温度值，判断环境温度值是否超出设定的偏差范围；如果环境温度值没有超出设定的偏差范围，读取环境压力值；判断环境压力值是否超出设定的偏差范围，如果环境压力值没有超出设定的偏差范围，再次判断环境温度值是否超出设定的偏差范围；如果环境温度值或环境压力值超出设定的偏差范围，则读取风机压力值、燃气流量值和出厂前风压风量数据库，根据以上数据计算出空燃比偏移系数；将计算结果发送给燃烧器程序控制装置本机，令其对空燃比曲线进行修正；判断rs485通信是否故障，如果rs485通信故障，进行故障信号输出提示；如果rs485通信正常，再次读取环境温度值。

48、本发明的有益效果如下：本发明的具有环境自适应功能的燃烧器程序控制装置及方法，不仅可以实现加热炉/锅炉燃烧器的基本流程控制，而且可以根据周围环境的变化实时调节更新空燃比曲线。通过实时监测和调整燃气和空气的进气量，该燃烧程序控制装置可以确保燃烧器的燃烧效率始终在最佳状态。由于该燃烧程序控制装置可以实现自适应控制，减少不必要的能量浪费，从而可以节约能源。此外，该系统可以确保燃烧过程中的燃气排放量始终处于最低水平，从而可以减少对环境的污染。