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CN116518409B - 一种煤燃烧用送料助燃协同系统 - Google Patents

一种煤燃烧用送料助燃协同系统 Download PDF

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CN116518409B
CN116518409B CN202310407468.1A CN202310407468A CN116518409B CN 116518409 B CN116518409 B CN 116518409B CN 202310407468 A CN202310407468 A CN 202310407468A CN 116518409 B CN116518409 B CN 116518409B
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费海权
闻海强
张晓滨
陈振飞
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Zhejiang Xindu Green Energy Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种煤燃烧用送料助燃协同系统，属于煤料燃烧技术领域，包括燃烧炉、输料组件、检测组件、通气组件以及控制模组，所述输料组件用于将所需煤料输送至燃烧炉内，所述检测组件用于检测燃烧炉内煤炭燃烧情况，所述通气组件用于向燃烧炉内输送空气，所述控制模组用于接收检测组件产生的信号，并根据信号控制输料组件以及通气组件运作；本发明通过对CO浓度、CO2浓度以及炉内温度进行综合分析，来判断燃烧炉内的煤燃烧情况，使对煤燃烧的判断结果更加精确，并根据判断结果来调整相应的煤料投入量以及通入空气量，来减少煤不充分燃烧的发生，即减少了煤炭资源的浪费又能保证作业人员的安全。

Description

一种煤燃烧用送料助燃协同系统
技术领域
本发明属于煤料燃烧技术领域，具体涉及一种煤燃烧用送料助燃协同系统。
背景技术
煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一，进入二十一世纪以来，虽然煤炭的价值大不如从前，但毕竟很长的一段时间之内煤炭还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一，煤炭的供应也关系到我国的工业乃至整个社会方方面面的发展的稳定。
煤在燃烧时，由于受煤料量，通气大小以及温度等原因，造成煤不完全燃烧现象的发生，会产生大量有害气体，不仅造成原料的浪费且会对作用人员造成伤害，现有判断煤不完全燃烧多通过观察炉内火焰的颜色来判断，此种方法很容易造成误差，不能及时发现煤不完全燃烧的发生；另外现有煤在刚投入到炉内燃烧时，一般会集中下落在某一处，覆盖在燃烧区域，容易造成该处空气不流通，影响煤的燃烧，易造成煤不完全燃烧的发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤燃烧用送料助燃协同系统，用以解决上述背景技术中所面临的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种煤燃烧用送料助燃协同系统，包括燃烧炉、输料组件、检测组件、通气组件以及控制模组；
所述输料组件设置在燃烧炉的入口处，用于将所需煤料输送至燃烧炉内；
所述检测组件用于检测燃烧炉内煤炭燃烧情况，所述检测组件包括等距设置在燃烧炉炉壁上的若干红外测温器以及设置在燃烧炉排烟管上的气体检测仪；
所述通气组件设置在燃烧炉炉体的两侧，用于向燃烧炉内输送空气；
所述控制模组设置在燃烧炉上，且与输料组件、检测组件以及通气组件电性连接，所述控制模组用于接收检测组件产生的信号，并根据信号控制输料组件以及通气组件运作。
通过上述技术方案，本方案通过设置的红外测温器以及气体检测器可检测燃烧炉内的燃烧情况，且可通过控制模组根据检测到的情况来驱动通气组件或者输料组件进行工作，来调整燃烧炉内的煤料量以及空气量，从而减少煤不充分燃烧的发生，即减少了煤炭资源的浪费又能保证作业人员的安全。
进一步地，所述气体检测仪包括用于检测CO浓度的CO检测仪以及用于检测CO2浓度的CO2检测仪。
通过上述技术方案，由于煤充分燃烧的主要产物是CO2，不充分燃烧产生的主要产物是CO，因此通过对二者浓度的检测可以更清楚的判断炉内煤的燃烧情况。
进一步地，所述控制模组获取CO检测仪检测的CO浓度Cco以及CO2检测仪检测的CO2浓度并通过公式求出燃烧炉内的燃烧温度Tv，其中Ti为每个红外测温器检测到的温度，n为红外测温器的个数，再通过公式求出燃烧炉内的燃烧指标值K，其中α1、α2、α3分别表示为CO2浓度的补偿系数、燃烧炉内燃烧温度的补偿系数以及CO浓度的补偿系数,
所述控制模组将获取到的燃烧指标值K与系统中预设的标准燃烧指标阈值Kw进行比较：
若K≥Kw，则表明燃烧炉内燃烧不合格；
否则，则表明燃烧炉内燃烧达标。
通过上述技术方案，通过对获取到的CO浓度、CO2浓度以及炉内燃烧温度Tv，并对三者进行综合分析，从而得出燃烧炉内的燃烧指标值，当燃烧指标值大于系统的标准阈值，则能表明燃烧炉内燃烧不合格，很有可能出现煤燃烧不完全的现象，便于及时的做出判断，减少损失。
进一步地，所述控制模组根据燃烧炉燃烧不合格的情况控制通气组件以及输料组件工作：
当K∈[Kw，Ky]，则减少输料组件下一次投放的煤料用量；
当K∈(Ky，+∞)，则减少输料组件下一次投放的煤料用量的同时增加通气组件的空气进入量，其中ky为系统内在燃烧不合格情况下预设的一个阈值。
通过上述技术方案，通过对燃烧指标值超出范围进行分析，可更能表现炉内燃烧情况，当燃烧指标值越大则说明煤不完全燃烧更多，此时可启动相应的措施来及时恢复燃烧或者减少煤不完全燃烧现象的发生，可便于工人根据需求及时做出调整。
进一步地，所述通气组件上设有电控开关阀，所述电控开关阀用于调节空气进入燃烧炉内的进气量。
通过上述技术方案，电控开关阀可根据需要调整通气组件的开口大小，从而便于随时控制进气量。
进一步地，所述通气组件的出风口内还设有电控调向阀，所述电控调向阀可根据红外测温器检测到的温度，对相应位置进行调整通风。
通过上述技术方案，每个红外测温器检测到的温度不尽相同，当炉内部分温差较大时，可通过电控调向阀来调整出风位置，使出风口对着温度较低的位置进行进风，从而利于炉内的煤的充分燃烧，其恢复充分燃烧所需的时间也就相应减少。
进一步地，所述控制模组还在燃烧炉燃烧达标情况下统计一次加煤料燃烧时间t内获取CO检测仪检测的CO浓度Cco大小随时间变化曲线，将获取的CO浓度大小变化曲线与系统预设的标准CO浓度变化阈值曲线进行比较，并将获取的CO浓度变化曲线下方与预设标准CO浓度变化阈值曲线上方围成的面积记为Sco，若得到的面积Sco大于预设的标准面积值S，则减少下一次投放的煤料用量。
通过上述技术方案，在合格情况下，对CO浓度的指标进行分析，可以预判后续是否会发生煤不充分燃烧的情况，并对潜在的燃烧情况进行判断，来判断是否对下一次投料减少煤料用量，可以更加精准的避免煤不充分燃烧的发生。
进一步地，所述输料组件包括输送筛料一体机，所述输送筛料一体机内设有斜向设置的筛网，所述筛网的出料口处设有推板，所述推板通过安装在输送筛料一体机上的电控推缸驱动，所述筛网的下方设有一斜板，所述斜板的末端与安装在输送筛料一体机上的投料室连接，所述投料室为斜向设置，且所述投料室上设有一个控制煤料量的电控阀门，所述投料室的顶部还设有一输气管，所述输气管的末端设置在投料室内，且与投料室的朝向一致，所述输气管的首端与通气组件连接。
通过上述技术方案，输料组件可以在对煤料进行进一步的筛分，避免煤料过大造成的燃烧不完全的发生，而电控阀门可根据指示来调整开合时间或者开合度，来控制煤料进入炉内的用量，两个输气管则可在煤料落入的炉内的时候对其吹风，既能分散煤料，增大煤料与火的接触面积，又能提供空气量，对其进行助燃，减少煤不完全燃烧的发生。
本发明的有益效果：
本发明通过对CO浓度CO2浓度以及炉内温度进行综合分析，来判断燃烧炉内的煤燃烧情况，使对煤燃烧的判断结果更加精确，并根据判断结果来调整相应的煤料投入量以及通入空气量，来减少煤不充分燃烧的发生，即减少了煤炭资源的浪费又能保证作业人员的安全。
本发明通过对在t时间内对获取的CO浓度进行累计分析，与系统预设的标准CO浓度变化阈值曲线进行比较，预判后续是否会发生煤不充分燃烧的情况，并对潜在的燃烧情况进行判断，来判断是否对下一次投料减少煤料用量，可以更加精准的避免煤不充分燃烧的发生。
本发明通过输料组件对煤料进行筛分，减少大颗粒煤进入炉内造成不完全燃烧发生，同时通过设置的输气管可在投料时，对筛分后的煤进行吹风，能够将煤分散，避免煤的集中下落，来增加煤与燃烧区域的接触面积，减少不完全燃烧的发生，且通过吹风可增加煤刚进入时的空气流动量，可起到很好的助燃效果，从而进一步的减少煤不完全燃烧的发生。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中输料组件的整体结构示意图；
图3为本发明中输料组件内部部分结构示意图；
图4为本发明中控制模组的系统框图。
图中附图说明：
1、燃烧炉；2、输料组件；3、红外测温器；4、气体检测仪；5、通气组件；6、控制模组；201、输送筛料一体机；202、筛网；203、推板；204、电控推缸；205、斜板；206、投料室；207、电控阀门；208、输气管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种煤燃烧用送料助燃协同系统，如图1所示，包括燃烧炉1、输料组件2、检测组件、通气组件5以及控制模组6，输料组件2设置在燃烧炉1的入口处，用于将所需煤料输送至燃烧炉1内，检测组件用于检测燃烧炉1内煤炭燃烧情况，检测组件包括等距设置在燃烧炉1炉壁上的若干红外测温器3以及设置在燃烧炉1排烟管上的气体检测仪4，而气体检测仪4包括用于检测CO浓度的CO检测仪以及用于检测CO2浓度的CO2检测仪，通气组件5设置在燃烧炉1炉体的两侧，用于向燃烧炉1内输送空气，控制模组6设置在燃烧炉1上，且与输料组件2、检测组件以及通气组件5电性连接，控制模组6用于接收检测组件产生的信号，并根据信号控制输料组件2以及通气组件5运作，通过气体检测仪4获取炉内燃烧产生的CO浓度以及CO2浓度，通过各个红外测温器3检测炉内的燃烧温度，将这些信息全部输送给控制模组6，而控制模组6可对这些信息进行综合分析，来判断炉内煤燃烧的情况，根据情况来相应的调整输料组件2的开口大小，以及通气组件5的通气开口大小，来对燃烧炉1内的煤料进行助燃，减少不完全燃烧的发生，减少浪费。通气组件5上设有电控开关阀，电控开关阀用于调节空气进入燃烧炉1内的进气量多少，电控开关阀受控制模组6控制，根据控制模组6的指令，来调整电控开关阀的开度大小，从而便于随时控制进气量；通气组件5的出风口内还设有电控调向阀，电控调向阀可根据红外测温器3检测到的温度，对相应位置进行调整通风，由于炉内燃烧空间较大，每个位置的温度不完全相同，当部分区域内位置的温度降低，也会影响煤的燃烧，此时通过红外测温器3检测出各个温度比较低的位置，在通气组件5向炉内通气时，可通过控制模组6调整电控调向阀的位置，从而调整出风位置，使出风口对着温度较低的位置进行进风，从而利于炉内的煤的充分燃烧，其恢复充分燃烧所需的时间也就相应减少，来对其助燃，减少煤不完全燃烧的发生。
如图2、图3所示，输料组件2包括输送筛料一体机201，输送筛料一体机201内设有斜向设置的筛网202，筛网202的出料口处设有推板203，推板203通过安装在输送筛料一体机201上的电控推缸204驱动，筛网202的下方设有一斜板205，斜板205的末端与安装在输送筛料一体机201上的投料室206连接，投料室206为斜向设置，且投料室206上设有一个控制煤料量的电控阀门207，投料室206的顶部还设有一输气管208，输气管208的末端设置在投料室206内，且与投料室206的朝向一致，输气管208的首端与通气组件5连接。输送筛料一体机201设置在炉的入口内，对煤料进行输送以及筛分，由于煤料太大也会造成煤不完全燃烧，因此在输送煤料时，对煤料进行筛分，大颗粒煤料留在筛网202上，通过推板203收集，而小颗粒煤料则会通过斜板205落入到投料室206内，而电控阀门207通过控制模组6控制，通过改变电控阀门207的开度以及开合时间，来改变进入炉内的煤料量；在煤料落入炉内时，由于煤料同一时间大量下落至燃烧区域，燃烧区域被煤大量覆盖可能会导致煤在短时间内燃烧不够充分，而设置的输气管208可在投料时，对筛分后的煤进行吹风，能够将煤分散，避免煤的集中下落，来增加煤与燃烧区域的接触面积，减少不完全燃烧的发生，且通过吹风可增加煤刚进入时的空气流动量，可起到很好的助燃效果，从而进一步的减少煤不完全燃烧的发生。
作为本发明的一种实施方式，如图4所示，本实施例提供了控制模组6具体的分类流程，具体如下如下：
控制模组6获取CO检测仪检测的CO浓度Cco以及CO2检测仪检测的CO2浓度并通过公式求出燃烧炉1内的燃烧温度Tv，其中Ti为每个红外测温器3检测到的温度，n为红外测温器3的个数，再通过公式求出燃烧炉1的燃烧指标值K，其中α1、α2、α3分别CO2浓度的补偿系数、燃烧温度的补偿系数以及CO浓度的补偿系数,
控制模组6将获取到的燃烧指标值K与系统中预设的标准燃烧指标阈值Kw进行比较：
若K≥Kw，则表明燃烧炉1内燃烧不合格；
否则，则表明燃烧炉1内燃烧达标。
上述技术方案中，由于煤不完全燃烧产生的主要产物为CO，完全燃烧产生的主要产物为CO2，另外温度大小也是影响煤不完全燃烧的一个主要判断因素，但是仅仅单独对某个因素进行判断很容易产生误差，比如当煤量较少时，其相应温度也会降低，但是煤此时是完全燃烧的，单独靠温度并不准确；又如当煤量较多时，其产生的CO以及CO2也相应多，此时若根据此判断也不准确。因此，本方案通过公式进行综合分析，求出燃烧炉1的燃烧指标值K，而通过公式可以得出燃烧炉1内各个区域的燃烧温度的波动大小，从而可以判断燃烧炉1内各个区域的温度与平均值之间的差距，当S越大，表明炉内温度越不稳定，燃烧情况越差，另外从整个公式可以看出，当Cco越大、越少，Tv越低，则K越大，表明燃烧炉1内的燃烧情况越糟糕，而当Cco越小、越多，Tv越高，则K越小，表明燃烧炉1内的燃烧情况越好，因此可以很清楚的判断炉内煤燃烧情况，使判断结果更加精确，本方案中α1、α2、α3以及标准燃烧指标阈值Kw均可根据大数据系统中的相关历史数据中获取，在此不过多介绍。
控制模组6根据燃烧炉1燃烧不合格的情况控制通气组件5以及输料组件2工作：
当K∈[Kw，Ky]，则减少输料组件下一次投放的煤料用量；
当K∈(Ky，+∞)，则减少输料组件下一次投放的煤料用量的同时增加通气组件的空气进入量，其中Ky为系统内在燃烧不合格情况下预设的一个阈值。
上述技术方案中，由于燃烧指标值K值越大，则表面炉内燃烧情况越差，当K∈[Kw，Ky]，可认为是炉内燃烧情况较差，可能是存留煤料过多造成或者空气含量不足造成，此时可通过控制模组6来减少输料组件2的电控阀门207开度或者开合时间，来减少下一次投放的煤料用量，也可通过控制模组6来增加通气组件5的电控开关阀的开度大小，来增加空气的进入量；当K∈(Ky，+∞)，可认为是炉内燃烧情况很不理想，可能存留煤料过多同时空气含量也不足，此时通过控制模组6来减少输料组件2的电控阀门207开度同时增加通气组件5的电控开关阀的开度，来根据内部燃烧情况及时做出调整，最大程度的减少煤不完全燃烧的时间，避免浪费，本方案中Ky值大小的获取可根据大数据系统中的相关历史数据中获取，在此不过多介绍。
控制模组6还在燃烧炉1燃烧达标情况下统计一次加煤料燃烧时间t内获取CO检测仪检测的CO浓度Cco大小随时间变化曲线，将获取的CO浓度大小变化曲线与系统预设的标准CO浓度变化阈值曲线进行比较，并将获取的CO浓度变化曲线下方与预设标准CO浓度变化阈值曲线上方围成的面积记为Sco，若得到的面积Sco大于预设的标准面积值S，则减少下一次投放的煤料用量。
上述技术方案中，在合格情况下，还是会产生CO，但是CO浓度含量在标准阈值下面，此时默认为正常，但是由于CO浓度含量不是立刻增大的，当检测到CO浓度超标时，炉内已经出现不完全燃烧的现象，为时已晚，因此本方案通过在t时间内对获取的CO浓度进行累计分析，并将其与系统预设的标准CO浓度变化阈值曲线进行比较，来判断潜在的燃烧情况，当得到的面积Sco大于预设的标准面积值S，可认为该次时间内存在潜在不燃烧现象的发生，则在下次投放煤料时，通过控制模组6来减少输料组件2的电控阀门207的开度，来减少投入炉内的煤料用量，可以更加精准的避免煤不充分燃烧的发生。本方案中系统预设的标准CO浓度变化阈值曲线以及系统预设的标准面积值S均是根据大数据系统系统中的相关数进行据统计得到的，这里不在过多叙述。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种煤燃烧用送料助燃协同系统，其特征在于，包括燃烧炉(1)、输料组件(2)、检测组件、通气组件(5)以及控制模组(6)；
所述输料组件(2)设置在燃烧炉(1)的入口处，用于将所需煤料输送至燃烧炉(1)内；
所述检测组件用于检测燃烧炉(1)内煤炭燃烧情况，所述检测组件包括等距设置在燃烧炉(1)炉壁上的若干红外测温器(3)以及设置在燃烧炉(1)排烟管上的气体检测仪(4)，所述气体检测仪(4)包括用于检测CO浓度的CO检测仪以及用于检测CO2浓度的CO2检测仪；
所述通气组件(5)设置在燃烧炉(1)炉体的两侧，用于向燃烧炉(1)内输送空气；
所述控制模组(6)设置在燃烧炉(1)上，且与输料组件(2)、检测组件以及通气组件(5)电性连接，所述控制模组(6)用于接收检测组件产生的信号，并根据信号控制输料组件(2)以及通气组件(5)运作；
所述控制模组(6)获取CO检测仪检测的CO浓度Cco以及CO2检测仪检测的CO2浓度并通过公式求出燃烧炉(1)内的燃烧温度Tv，其中Ti为每个红外测温器(3)检测到的温度，n为红外测温器(3)的个数，再通过公式求出燃烧炉(1)的燃烧指标值K，其中α1、α2、α3分别CO2浓度的补偿系数、燃烧温度的补偿系数以及CO浓度的补偿系数,
所述控制模组(6)将获取到的燃烧指标值K与系统中预设的标准燃烧指标阈值Kw进行比较：
若K≥Kw，则表明燃烧炉(1)内燃烧不合格；
否则，则表明燃烧炉(1)内燃烧达标；
所述控制模组(6)根据燃烧炉(1)燃烧不合格的情况控制通气组件(5)以及输料组件(2)工作：
当K∈[Kw，Ky]，则减少输料组件(2)下一次投放的煤料用量；
当K∈(Ky，+∞)，则减少输料组件(2)下一次投放的煤料用量的同时增加通气组件(5)的空气进入量，其中Ky为系统内在燃烧不合格情况下预设的一个阈值。
2.根据权利要求1所述的一种煤燃烧用送料助燃协同系统，其特征在于，所述通气组件(5)上设有电控开关阀，所述电控开关阀用于调节空气进入燃烧炉(1)内的进气量。
3.根据权利要求1所述的一种煤燃烧用送料助燃协同系统，其特征在于，所述通气组件(5)的出风口内还设有电控调向阀，所述电控调向阀可根据红外测温器(3)检测到的温度，对相应位置进行调整通风。
4.根据权利要求1所述的一种煤燃烧用送料助燃协同系统，其特征在于，所述控制模组(6)还在燃烧炉(1)燃烧达标情况下统计一次加煤料燃烧时间t内获取CO检测仪检测的CO浓度Cco大小随时间变化曲线，将获取的CO浓度大小变化曲线与系统预设的标准CO浓度变化阈值曲线进行比较，并将获取的CO浓度变化曲线下方与预设标准CO浓度变化阈值曲线上方围成的面积记为Sco，若得到的面积Sco大于预设的标准面积值S，则减少下一次投放的煤料用量。
5.根据权利要求1所述的一种煤燃烧用送料助燃协同系统，其特征在于，所述输料组件(2)包括输送筛料一体机(201)，所述输送筛料一体机(201)内设有斜向设置的筛网(202)，所述筛网(202)的出料口处设有推板(203)，所述推板(203)通过安装在输送筛料一体机(201)上的电控推缸(204)驱动，所述筛网(202)的下方设有一斜板(205)，所述斜板(205)的末端与安装在输送筛料一体机(201)上的投料室(206)连接。
6.根据权利要求5所述的一种煤燃烧用送料助燃协同系统，其特征在于，所述投料室(206)为斜向设置，且所述投料室(206)上设有一个控制煤料量的电控阀门(207)，所述投料室(206)的顶部还设有一输气管(208)，所述输气管(208)的末端设置在投料室(206)内，且与投料室(206)的朝向一致，所述输气管(208)的首端与通气组件(5)连接。
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