本文来自于慧聪工程机械网 日期 2017-4-11
着节能环保要求的不断提高和能源结构的变化,目前国内很多地区将烧渣油改为燃用天然气已经成为了大趋势。过去沥青拌合站的燃气燃烧器市场是进口产品的一统天下,火焰调节都是由伺服连杆机构带动鼓风风门、燃气阀门联动实现的(暂且将其称为常规燃气机),通过同步改变风门与气阀开度的方法,控制火焰的强度。由于风门和气阀的开度与空气及燃气的流量是非线性的且无法量化,所以调节起来较为繁琐,空燃比的控制也不可能十分精准,一般操作人员也很难掌控。另外此种方式要求气源压力十分稳定,否则气压的波动会造成空燃比的改变。由于国内很多用户的气源是高压或液化天然气,气罐切换或多台机共同运行时气压经常出现较大波动。即便是管道供气,当用气的高峰期气压也会发生不稳定的情形。燃气压力不稳流量自然就会发生变化,直接影响到燃烧的热效率。因此几十年一贯制的常规燃气机,由于配置十分简单只能按照固定的模式运行,不可能实现大型及高端燃烧机需要的高自动化、高安全性、高稳定性和高智能的连锁控制及高智能的故障诊断和声光、文字报警。尽管购买成套进口的燃气机(包括稳压阀、电磁燃气阀)的费用很昂贵,但对于大型燃烧器和国内复杂多变的燃气源而言,常规燃气机有着很多明显的缺憾。
着节能环保要求的不断提高和能源结构的变化,目前国内很多地区将烧渣油改为燃用天然气已经成为了大趋势。过去沥青拌合站的燃气燃烧器市场是进口产品的一统天下,火焰调节都是由伺服连杆机构带动鼓风风门、燃气阀门联动实现的(暂且将其称为常规燃气机),通过同步改变风门与气阀开度的方法,控制火焰的强度。由于风门和气阀的开度与空气及燃气的流量是非线性的且无法量化,所以调节起来较为繁琐,空燃比的控制也不可能十分精准,一般操作人员也很难掌控。另外此种方式要求气源压力十分稳定,否则气压的波动会造成空燃比的改变。由于国内很多用户的气源是高压或液化天然气,气罐切换或多台机共同运行时气压经常出现较大波动。即便是管道供气,当用气的高峰期气压也会发生不稳定的情形。燃气压力不稳流量自然就会发生变化,直接影响到燃烧的热效率。因此几十年一贯制的常规燃气机,由于配置十分简单只能按照固定的模式运行,不可能实现大型及高端燃烧机需要的高自动化、高安全性、高稳定性和高智能的连锁控制及高智能的故障诊断和声光、文字报警。尽管购买成套进口的燃气机(包括稳压阀、电磁燃气阀)的费用很昂贵,但对于大型燃烧器和国内复杂多变的燃气源而言,常规燃气机有着很多明显的缺憾。
针对常规燃气机的现状和国内燃气资源的国情,北京蒂吉博纳科技有限公司开发了新一代的ZZR-Q数控燃气燃烧机(已申报国家专利),该机采用高智能的数字控制系统,其主要特征是自动测量并稳定燃气流量,从而实现空燃比(空气与燃气之比)的精确量化,在大范围的火焰调节过程中,根据燃气的流量同步配风,使燃烧效率始终处于最佳状态。下面就该机的控制原理和性能,以及与常规燃气机的比较介绍如下。
一、数控燃气燃烧机的原理
ZZR-Q数控燃气燃烧机调节火焰的原理为:根据系统检测到的实际燃气流量,同步给出鼓风机的供风量,当气源压力波动造成燃气流量偏离预定值时系统还会自动纠偏,从而实现1:10调节范围内的精准配风。为实现上述功能,硬件上配备了用于测量燃气流量的变送器,以及可精确定位阀门开度的调节阀和变频器调速的鼓风机;软件上采用了可编程序的控制单元,将计算出的燃气流量配以合适的空燃比,然后控制变频器给出鼓风机的转速。这样操作者在触摸屏上就可轻易实现空燃比的量化调整(可精确到1%),在大范围的火焰调节中确保燃烧热效率始终处于最佳状态。
二、数控燃气机与常规燃气机的比较
1、硬件上ZZR-Q采用标称1.6MPa的气动燃气阀,耐压强度和耐杂质性能远远高于常规进口的电磁燃气阀(耐压≤0.05MPa),更适合国内高压(CNG)或液化(LNG)天然气供气,压力波动较大且杂质较多的国情,动作灵敏可靠,安全性也更有保证。
2、ZZR-Q在触摸屏上可以方便地修改数据,空燃比精确量化可达1%。这对于常规燃烧器的风门、气阀、连杆机构而言也是根本实现不了的功能。
3、ZZR-Q点火前自动检测各阀门开与关状态下的气压,判断包括调节阀开度在内各阀门的状态和检漏,哪个阀门有问题或是系统漏气都会有相关的文字报警提示,这比常规燃气机的压力开关检漏法要精准很多,且更具人性化。
4、ZZR-Q可以自动检测并稳定燃气的流量,即便燃气入口压力出现较大波动时,空燃比和热效率仍会保持不变。而常规燃气机的空燃比是建立在输入气压恒定不变基础之上的,一旦输入气压产生波动,空燃比就将随之改变,导致热效率下降也会是不争的事实。
5、ZZR-Q出厂前即可对燃气流量进行标定,用户安装后可不再进行现场的流量标定,安装结束就可投入运行。与常规燃气机相比,更具傻瓜机的特点,现场调试也更为简便易行。
6、ZZR-Q可以计量燃气流量,触摸屏上可以显示瞬时流量和累计流量。这些数据可以用作成本核算的参考,从节约能源、降低消耗的角度来说会很有用。流量计功能常规燃烧器是根本没有的,想配流量计还需另花几万元。
7、常规燃气机的程控器仅有最基本的燃烧控制功能,而ZZR-Q则由PLC可编程控制器组成核心控制器,这给大幅提升系统性能开放了足够的空间。因此ZZR-Q在完成常规燃气机基本功能的基础上,还增加了很多重要功能,简述如下:
⑴.将燃气实际流量与火焰开度进行比较,出现偏差马上补偿,有效的消除了气源压力波动对空燃比和燃烧状态带来的不利因素。
⑵.人机交换的触摸屏上可以显示燃烧机各元件的状态和所有重要数据,需要修改的系统参数,修改后即刻生效方便快捷。还有几个工作过程中的主要参数以坐标形式加以显示,便于对生产过程进行查询。
⑶.ZZR-Q具有完善的故障自诊断系统,可以随时监控系统的各个重要参数。当被保护点的参数超标时、当系统状态出现异常和故障时,立即发出声光和文字信息的报警,并根据故障的严重程度对系统实现连锁保护,为人身与设备提供安全保障。
⑷.ZZR-Q控制系统有个类似飞机的黑匣子,可将燃烧机的各种重要数据和运行状态随时记录下来。查看历史记录:时间、系统状态、报警内容等几十条信息均会历历在目,对于分析产品质量和数量,对于分析事故原因都提供了详实可靠的数据。
综上所述:常规燃气机与ZZR-Q数控燃气机两者最大的不同之处在于:ZZR-Q能够自动测量并稳定燃气的实际流量,在此基础上实现了空燃比的精确量化与燃烧状态的数字控制。由于配风的基础不再是常规燃气机的阀门开度而是实际的燃气流量,所以当气源压力发生变化时,系统能够自动调节阀门开度(稳定燃气流量),可以允许气源压力有较大范围的波动。另外ZZR-Q采用PLC可编程控制器,将工程人员在本领域的技术积累,转换成独具匠心的先进程序,二者合一组成了高智能的数控系统,取代了常规燃气机简单固化的专用程控器。因此燃烧控制已经不再是个单一燃烧器的概念了,而是根据设备的整体需要组成了一套完整的高智能控制系统。在燃油燃气多功能燃烧机功能的转换时,也会更加方便快捷。同时ZZR-Q还加入了大量故障诊断程序,运行中一旦出现异常系统立即发出声音与文字的报警信息,并根据故障的严重程度对系统实现连锁保护,在确保安全的基础上帮助操作人员尽快排除故障恢复运行。另外ZZR-Q还具有工作状态的实时记录功能,系统的十多个重要参数和多达数十条的报警信息都会记录在其中,这就给燃烧机安装了类似飞机上的黑匣子,一旦发生质量或安全事故,取出原始数据即可一目了然。而且燃烧机的这些数据和状态还可方便的与外部设备实现通讯,这对于沥青拌合机需要的大型燃烧机而言,无疑更增加了它的安全性与实用性,此种人性化高智能的功能更符合现代化大型燃气燃烧机的需要,也更适合国情。燃气燃烧机无论在任何场合,都是关乎人身及设备安全的重要设备。尤其是大型及高端及重点工程的燃气机,更需要极高的安全和稳定性,ZZR先进的设计理念和优异的整体性能,无疑会给用户带来巨大的经济利益,大幅提升了系统的自动化、安全性、稳定性、和节能环保水平。
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