本發(fā)明涉及智能蓄熱控制領(lǐng)域，尤其涉及一種蓄熱式輻射管的智能換向控制系統(tǒng)及其方法，以及一種具有該智能換向系統(tǒng)的輻射管智能蓄熱裝置及其方法。

背景技術(shù)：

蓄熱式燃燒技術(shù)是利用耐火材料作蓄熱載體，交替地被煙氣加熱，再將蓄熱體蓄存的熱量加熱空氣或燃?xì)?，使空氣和燃?xì)猥@得高溫預(yù)熱，達(dá)到廢熱回收的目的。蓄熱體通常采用特殊的陶瓷材料制造，呈蜂窩體狀，具有很大的換熱面積和良好的傳熱性、耐熱性，熱效率高。由于蓄熱體是周期性地加熱、放熱，為了保證燃燒的連續(xù)性，蓄熱體必須成對(duì)設(shè)置。燒嘴成對(duì)地安裝在輻射管兩端，一個(gè)燃燒，另一個(gè)排煙，然后定時(shí)進(jìn)行換向，使原來(lái)用于燃燒的燒嘴排煙，而原來(lái)用于排煙的燒嘴燃燒，不斷周而復(fù)始。

蓄熱式輻射管是一種采用蓄熱式燃燒技術(shù)的輻射管加熱裝置，通過(guò)換向燃燒，以提高介質(zhì)預(yù)熱溫度，降低煙氣排放溫度。燃燒在輻射管內(nèi)進(jìn)行，可對(duì)物料進(jìn)行保護(hù)性加熱。這種技術(shù)將蓄熱式燃燒技術(shù)和輻射管加熱技術(shù)的優(yōu)勢(shì)完美結(jié)合，不僅熱效率大大提高，而且表面溫度分布均勻、NO_x排放濃度低、使用壽命長(zhǎng)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。

蓄熱式輻射管相比傳統(tǒng)輻射管有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：一、使用蜂窩蓄熱體最大限度回收煙氣余熱；二、采用周期性換向燃燒技術(shù)對(duì)回收的熱量進(jìn)行循環(huán)利用。

在現(xiàn)有技術(shù)中，為了提高蓄熱式輻射管燃燒器的燃燒效率，改善環(huán)保性能，通常對(duì)輻射管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。例如，一種燃燒裝置，其通過(guò)在臨近蓄熱式燃燒器的燒嘴噴口附件設(shè)置煙氣回流支管，形成煙氣循環(huán)通道，使大部分煙氣在輻射管內(nèi)循環(huán)，借此,解決目前蓄熱式輻射管中存在的燒嘴結(jié)構(gòu)和管型結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的高溫下污染物NO_X排放濃度較高和管壁溫度分布不均現(xiàn)象。但該技術(shù)僅從裝置結(jié)構(gòu)上降低NO_X排放濃度和提高管壁溫度均勻性，不能提高燃燒效率和控制精度。

此外，一種智能燒嘴控制器，其采用單片機(jī)作為主控模塊，與之相連還包括火焰監(jiān)測(cè)模塊、工況環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、兩級(jí)電源切換模塊、閥門制動(dòng)模塊、點(diǎn)火過(guò)程指示器、燃燒指示器、故障指示器、存儲(chǔ)模塊和通信診斷模塊等。該控制器通過(guò)這些模塊實(shí)時(shí)采集工況參數(shù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的PLC進(jìn)行通信，可以降低原料管道的設(shè)計(jì)、安裝、使用成本。但該技術(shù)僅僅是將一部分PLC的數(shù)據(jù)采集功能和控制功能交給控制器的單片機(jī)擔(dān)任，并未對(duì)燒嘴燃燒和控制技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，本身不能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)溫度控制和功率調(diào)節(jié)。

現(xiàn)有技術(shù)的另一種智能燒嘴控制器，該裝置由可編程控制器、按鈕板、火焰檢測(cè)板、一些多芯航空插頭構(gòu)成，但它主要是通過(guò)檢測(cè)火焰信號(hào)判斷燃燒狀況，功能較為簡(jiǎn)單，缺少燃燒過(guò)程調(diào)節(jié)功能。另外，該裝置只適用于常規(guī)燒嘴，一般只能實(shí)現(xiàn)燃燒狀況監(jiān)控和燃燒中斷后自動(dòng)點(diǎn)火功能，缺少燃燒過(guò)程加熱功率調(diào)節(jié)、超溫保護(hù)等必要功能，不能應(yīng)用在具有周期性換向和脈沖燃燒特點(diǎn)的蓄熱式輻射管燒嘴上

由上述可知，在現(xiàn)有技術(shù)中，人們多數(shù)著眼于蓄熱式輻射管的結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及對(duì)燒嘴的簡(jiǎn)單控制，并且多數(shù)為檢測(cè)燒嘴的燃燒情況，并未對(duì)輻射管燃燒蓄熱的控制技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，不能實(shí)現(xiàn)溫度控制和功率調(diào)節(jié)。所以亟待拋開(kāi)傳統(tǒng)思維來(lái)改進(jìn)輻射管燃燒蓄熱的控制技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于改進(jìn)輻射管燃燒蓄熱的控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)蓄熱式輻射管的智能換向，進(jìn)而提供一種蓄熱式輻射管的智能換向控制系統(tǒng)及其方法，以及一種具有該智能換向系統(tǒng)的輻射管智能蓄熱裝置及其方法。

本發(fā)明提供了一種智能換向控制系統(tǒng)，用于輻射管蓄熱裝置的智能換向，所述輻射管蓄熱裝置具有輻射管、燃?xì)馔ǖ琅c空氣通道。所述系統(tǒng)包括煙氣溫度傳感器、排煙溫度傳感器、燃?xì)鈸Q向閥、空氣換向閥、主控模塊；其中，

所述燃?xì)鈸Q向閥設(shè)置在所述燃?xì)馔ǖ郎希?/p>

所述空氣換向閥設(shè)置在所述空氣通道上，所述空氣換向閥具有輸出口；

所述煙氣傳感器設(shè)置于所述輻射管內(nèi)，用于檢測(cè)所述輻射管內(nèi)的煙氣溫度，并將溫度信號(hào)傳遞給所述主控模塊；

所述排煙溫度傳感器設(shè)置在所述空氣換向閥的輸出口處，用于檢測(cè)排出的煙氣的溫度，并將溫度信號(hào)傳遞給所述主控模塊；

所述主控模塊用于接收所述煙氣傳感器和所述排煙溫度傳感器的溫度信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算與分析，控制所述空氣換向閥與燃?xì)鈸Q向閥換向。

進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括燃?xì)饪烨虚y，其設(shè)置在所述燃?xì)馔ǖ郎?，所述主控模塊控制所述燃?xì)饪烨虚y的開(kāi)閉。

進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括輻射管表面溫度傳感器，其設(shè)置在所述輻射管表面，用于檢測(cè)輻射管表面的溫度，并將溫度信號(hào)傳遞給所述主控模塊。

具體地，所述主控模塊燒錄有蓄熱體蓄熱模型和熱負(fù)荷計(jì)算模型。

此外，本發(fā)明提供了一種輻射管智能蓄熱裝置。該裝置包括輻射管、燃?xì)馔ǖ?、空氣通道、蓄熱體A、蓄熱體B以及智能換向控制系統(tǒng)，其中所述智能換向控制系統(tǒng)包括煙氣溫度傳感器A、煙氣溫度傳感器B、排煙溫度傳感器、燃?xì)鈸Q向閥、空氣換向閥、主控模塊；其中，

所述輻射管具有一對(duì)燒嘴A與燒嘴B，其中一個(gè)用于燃燒，另一個(gè)用于排煙；

所述燃?xì)馔ǖ澜?jīng)過(guò)所述燃?xì)鈸Q向閥分別與所述燒嘴A、燒嘴B相連；

所述空氣通道經(jīng)過(guò)所述空氣換向閥分別與所述燒嘴A、燒嘴B相連；

所述蓄熱體A設(shè)置在所述燒嘴A端，所述蓄熱體B設(shè)置在所述燒嘴B端；

所述煙氣溫度傳感器A鄰近所述蓄熱體A，所述煙氣溫度傳感器B鄰近所述蓄熱體B；

所述排煙溫度傳感器與所述空氣換向閥的輸出端連接；

所述主控模塊接收所述煙氣溫度傳感器A和煙氣溫度傳感器B以及所述排煙溫度傳感器的信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算與判斷，進(jìn)而控制所述空氣換向閥與燃?xì)鈸Q向閥換向。

進(jìn)一步地，所述智能換向控制系統(tǒng)還包括燃?xì)饪烨虚y，其設(shè)置在所述燃?xì)馔ǖ郎?，所述主控模塊控制所述燃?xì)饪烨虚y的開(kāi)閉。

進(jìn)一步地，所述智能換向控制系統(tǒng)還包括輻射管表面溫度傳感器，其設(shè)置在所述輻射管表面，用于檢測(cè)輻射管表面的溫度，并將溫度信號(hào)傳遞給所述主控模塊。

具體地，所述主控模塊燒錄有蓄熱體蓄熱模型和熱負(fù)荷計(jì)算模型。

基于上述智能換向控制系統(tǒng)，本發(fā)明還提供了一種智能換向的方法，該方法包括以下步驟：

所述煙氣溫度傳感器檢測(cè)輻射管內(nèi)的煙氣溫度，并將信號(hào)輸入所述主控模塊；

所述排煙溫度傳感器檢測(cè)所述輻射管排出的煙氣溫度，并將信號(hào)輸入所述主控模塊；

所述主控模塊根據(jù)所述煙氣溫度傳感器和排煙溫度傳感器的信號(hào)，通過(guò)計(jì)算與判斷，控制所述空氣換向閥與燃?xì)鈸Q向閥換向。

進(jìn)一步地，該方法還包括以下步驟：

所述主控模塊實(shí)時(shí)獲取所述排煙溫度傳感器的信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)控排煙溫度；或所述主控模塊通過(guò)計(jì)算與分析，預(yù)測(cè)排煙溫度；

若超過(guò)預(yù)設(shè)煙氣溫度上限值，則所述主控模塊控制燃?xì)饪烨虚y關(guān)閉，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后，控制所述空氣換向閥與所述燃?xì)鈸Q向閥換向。

進(jìn)一步地，該方法還包括以下步驟：

所述主控模塊實(shí)時(shí)獲取輻射管表面溫度傳感器的信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)控所述輻射管表面的溫度，若超過(guò)預(yù)設(shè)輻射管溫度上限值，則所述主控模塊控制燃?xì)饪烨虚y關(guān)閉，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后，控制所述空氣換向閥與所述燃?xì)鈸Q向閥換向。

更進(jìn)一步地，該方法還包括以下步驟：

所述主控模塊根據(jù)煙氣溫度傳感器排煙溫度傳感器以及輻射管表面溫度傳感器的信號(hào)，實(shí)時(shí)計(jì)算所述輻射管的供熱功率，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述空氣換向閥與所述燃?xì)鈸Q向閥進(jìn)氣量。

基于上述輻射管智能蓄熱裝置，本發(fā)明還提供了一種智能蓄熱方法，該方法包括以下步驟：

將燃?xì)夂涂諝馔ㄈ胨鲚椛涔艿臒霢，燃?xì)庠谒鲚椛涔軆?nèi)燃燒產(chǎn)生煙氣；

所述煙氣溫度傳感器B檢測(cè)煙氣溫度，并將信號(hào)輸入所述主控模塊；

所述蓄熱體B吸收煙氣的溫度，進(jìn)行蓄熱；

所述排煙溫度傳感器檢測(cè)所述輻射管排出的煙氣溫度，并將信號(hào)輸入所述主控模塊；

所述主控模塊根據(jù)所述煙氣溫度傳感器B和排煙溫度傳感器的信號(hào)，通過(guò)計(jì)算與判斷，若蓄熱體B基本蓄滿熱量，則控制所述空氣換向閥與燃?xì)鈸Q向閥換向，結(jié)束所述燒嘴B蓄熱，換到燒嘴B燃燒；或

將燃?xì)夂涂諝馔ㄈ胨鲚椛涔艿臒霣，燃?xì)庠谒鲚椛涔軆?nèi)燃燒產(chǎn)生煙氣；

所述煙氣溫度傳感器A檢測(cè)煙氣溫度，并將信號(hào)輸入所述主控模塊；

所述蓄熱體A吸收煙氣的溫度，進(jìn)行蓄熱；

所述排煙溫度傳感器檢測(cè)所述輻射管排出的煙氣溫度，并將信號(hào)輸入所述主控模塊；

所述主控模塊根據(jù)所述煙氣溫度傳感器A和排煙溫度傳感器的信號(hào)，通過(guò)計(jì)算與判斷，若蓄熱體A基本蓄滿熱量，則控制所述空氣換向閥與燃?xì)鈸Q向閥換向，結(jié)束所述燒嘴A蓄熱，換到燒嘴A燃燒。

進(jìn)一步地，其還包括以下步驟：

所述主控模塊實(shí)時(shí)獲取所述排煙溫度傳感器的信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)控排煙溫度；或所述主控模塊通過(guò)計(jì)算與分析，預(yù)測(cè)排煙溫度；

若超過(guò)預(yù)設(shè)煙氣溫度上限值，則所述主控模塊控制燃?xì)饪烨虚y關(guān)閉，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后，控制所述空氣換向閥與所述燃?xì)鈸Q向閥換向。

進(jìn)一步地，其還包括以下步驟：

所述主控模塊實(shí)時(shí)獲取輻射管表面溫度傳感器的信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)控所述輻射管表面的溫度，若超過(guò)預(yù)設(shè)輻射管溫度上限值，則所述主控模塊控制燃?xì)饪烨虚y關(guān)閉，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后，控制所述空氣換向閥與所述燃?xì)鈸Q向閥換向。

更進(jìn)一步地，其還包括以下步驟：

所述主控模塊根據(jù)煙氣溫度傳感器A、煙氣溫度傳感器B、排煙溫度傳感器以及輻射管表面溫度傳感器的信號(hào)，實(shí)時(shí)計(jì)算所述輻射管的供熱功率，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述空氣換向閥與所述燃?xì)鈸Q向閥進(jìn)氣量。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明可根據(jù)蓄熱體蓄熱能力，實(shí)現(xiàn)輻射管蓄熱燃燒的智能換向，自動(dòng)調(diào)節(jié)換向時(shí)間，實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的極限回收，同時(shí)避免蓄熱體過(guò)燒損壞，延長(zhǎng)蓄熱體使用壽命；同時(shí)，本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量輻射管的表面溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)燃燒時(shí)間，避免輻射管高溫?fù)p壞，延長(zhǎng)輻射管使用壽命；此外本發(fā)明還能夠?qū)崿F(xiàn)熱負(fù)荷地實(shí)時(shí)測(cè)量(模擬計(jì)算值)，提高蓄熱式燃?xì)廨椛涔芸刂凭?，方便工作?fù)荷調(diào)整。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的智能換向控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的輻射管智能蓄熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是基于圖1所示的智能換向控制系統(tǒng)的智能換向方法的流程圖。

圖4是基于圖2所示的輻射管智能蓄熱裝置的智能蓄熱方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的具體實(shí)施方式和實(shí)施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種智能換向控制系統(tǒng)，其包括煙氣溫度傳感器20、排煙溫度傳感器21、燃?xì)鈸Q向閥31、空氣換向閥30、主控模塊10。該智能換向系統(tǒng)用于輻射管50蓄熱裝置的智能換向，所述輻射管50蓄熱裝置具有輻射管50、燃?xì)馔ǖ琅c空氣通道(未示出)，輻射管50兩端設(shè)置有燒嘴，輻射管50內(nèi)設(shè)置有成對(duì)的蓄熱體40。燃?xì)夂涂諝鈶?yīng)同時(shí)通入相同的燒嘴，本發(fā)明所述的“換向”指的是改變?nèi)細(xì)夂涂諝獾牧鲃?dòng)方向，使得原來(lái)用于燃燒的燒嘴排煙，而原來(lái)用于排煙的燒嘴燃燒，從而實(shí)現(xiàn)蓄熱體40的換向，從一端蓄熱改為另一端蓄熱。

如圖2所示，所述燃?xì)鈸Q向閥31設(shè)置在所述燃?xì)馔ǖ郎?；所述空氣換向閥30設(shè)置在所述空氣通道上，所述空氣換向閥30具有輸入口和輸出口所述空氣換向閥30為三通換向閥，空氣從輸入口導(dǎo)入，然后導(dǎo)入燒嘴，進(jìn)入輻射管50，輻射管50內(nèi)的煙氣從另一個(gè)燒嘴導(dǎo)出至空氣換向閥30，然后從其輸出口導(dǎo)出；所述煙氣傳感器設(shè)置于所述輻射管50內(nèi)，用于檢測(cè)所述輻射管50內(nèi)的煙氣溫度，并將溫度信號(hào)傳遞給所述主控模塊10；所述排煙溫度傳感器21設(shè)置在所述空氣換向閥30的輸出口處，用于檢測(cè)排出的煙氣的溫度，并將溫度信號(hào)傳遞給所述主控模塊10；所述主控模塊10用于接收所述煙氣傳感器和所述排煙溫度傳感器21的溫度信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算與分析，控制所述空氣換向閥30與燃?xì)鈸Q向閥31換向。

如圖2所示，所述智能換向控制系統(tǒng)還包括燃?xì)饪烨虚y32，其設(shè)置在所述燃?xì)馔ǖ郎?，所述主控模塊10控制所述燃?xì)饪烨虚y32的開(kāi)閉。所述燃?xì)饪烨虚y32關(guān)閉使得燃?xì)鉄o(wú)法通過(guò)，則切斷了燃燒，從而輻射管50停止蓄熱。

如圖2所示，所述智能換向控制系統(tǒng)還包括輻射管表面溫度傳感器22，其設(shè)置在所述輻射管50表面，用于檢測(cè)輻射管50表面的溫度，并將溫度信號(hào)傳遞給所述主控模塊10。

本發(fā)明所述的溫度傳感器根據(jù)輻射管50工作溫度需要，可為熱電偶式溫度傳感器，也可為熱電阻式溫度傳感器。例如，煙氣溫度傳感器20和輻射管表面溫度傳感器22可以是K型熱電偶，排煙溫度傳感器21為熱電阻。

此外，本發(fā)明所述的所述主控模塊10可以是單片機(jī)，也可根據(jù)需要，變形為PLC、計(jì)算機(jī)等上位機(jī)，由控制程序單元實(shí)現(xiàn)。主控模塊10燒錄有蓄熱體蓄熱模型和熱負(fù)荷計(jì)算模型或其他計(jì)算模型，這些計(jì)算模型可以采用C語(yǔ)言或其他語(yǔ)言編寫，主要用于計(jì)算與分析，例如，根據(jù)所述煙氣溫度傳感器20和排煙溫度傳感器21的信號(hào)，通過(guò)蓄熱體蓄熱模型可以計(jì)算出蓄熱體40當(dāng)前的蓄熱速度、當(dāng)前蓄熱量等參數(shù)，從而判斷蓄熱體40是否蓄滿熱量；通過(guò)熱負(fù)荷計(jì)算模型來(lái)計(jì)算供熱效率。另外，在主控模塊10中還可設(shè)置煙氣溫度上限值、輻射管溫度上限值等參數(shù)，用作參考值，從而提高控制精度。

再者，本發(fā)明通過(guò)所述排煙溫度傳感器21實(shí)時(shí)監(jiān)控排煙溫度，主控模塊10設(shè)置煙氣溫度上限值和換向時(shí)間，若判斷當(dāng)前排煙溫度超過(guò)設(shè)定上限值，則切斷燃?xì)饪烨虚y32，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后換向；本發(fā)明通過(guò)所述輻射管表面溫度傳感器22實(shí)時(shí)監(jiān)控輻射管50表面的溫度，主控模塊10設(shè)置排煙溫度上限值，若當(dāng)前輻射管50表面的溫度超過(guò)設(shè)定上限值，則切斷燃?xì)饪烨虚y32，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后換向。

如圖3所示，本發(fā)明所述的智能換向控制系統(tǒng)的具體工作方式為，所述煙氣溫度傳感器20檢測(cè)輻射管50內(nèi)的煙氣溫度，并將信號(hào)輸入所述主控模塊10。

如圖3所示，所述排煙溫度傳感器21檢測(cè)所述輻射管50排出的煙氣溫度，并將信號(hào)輸入所述主控模塊10。

如圖3所示，所述主控模塊10根據(jù)所述煙氣溫度傳感器20和排煙溫度傳感器21的信號(hào)，通過(guò)計(jì)算與判斷，控制所述空氣換向閥30與燃?xì)鈸Q向閥31換向。

如圖3所示，所述主控模塊10實(shí)時(shí)獲取所述排煙溫度傳感器21的信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)控排煙溫度，若超過(guò)預(yù)設(shè)煙氣溫度上限值，則所述主控模塊10控制燃?xì)饪烨虚y32關(guān)閉，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后，控制所述空氣換向閥30與所述燃?xì)鈸Q向閥31換向。

利用所述主控模塊10的蓄熱體蓄熱模型和熱負(fù)荷計(jì)算模型，根據(jù)各溫度傳感器的信號(hào)、蓄熱體的蓄熱能力等，所述主控模塊10通過(guò)計(jì)算與分析，預(yù)測(cè)排煙溫度，若超過(guò)預(yù)設(shè)煙氣溫度上限值，則所述主控模塊10控制燃?xì)饪烨虚y32關(guān)閉，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后，控制所述空氣換向閥30與所述燃?xì)鈸Q向閥31換向。

如圖3所示，所述主控模塊10實(shí)時(shí)獲取輻射管表面溫度傳感器22的信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)控所述輻射管50表面的溫度，若超過(guò)預(yù)設(shè)輻射管溫度上限值，則所述主控模塊10控制燃?xì)饪烨虚y32關(guān)閉，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后，控制所述空氣換向閥30與所述燃?xì)鈸Q向閥31換向。

如圖3所示，所述主控模塊10根據(jù)煙氣溫度傳感器20排煙溫度傳感器21以及輻射管表面溫度傳感器22的信號(hào)，實(shí)時(shí)計(jì)算所述輻射管50的供熱功率，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述空氣換向閥30與所述燃?xì)鈸Q向閥31進(jìn)氣量，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣量可間接調(diào)節(jié)供熱效率，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

如圖2所示，本發(fā)明還提供了一種輻射管智能蓄熱裝置。該裝置包括輻射管50、燃?xì)馔ǖ?、空氣通道、蓄熱體40A、蓄熱體40B以及上述智能換向控制系統(tǒng)(燃?xì)馔ǖ琅c空氣通道未示出)。再次所述智能換向控制系統(tǒng)設(shè)置為包括主控模塊10、空氣換向閥30、燃?xì)鈸Q向閥31、排煙溫度傳感器21以及兩個(gè)煙氣溫度傳感器20A和20B，同樣地，所述主控模塊10燒錄有蓄熱體蓄熱模型和熱負(fù)荷計(jì)算模型。另外，在主控模塊10中還可設(shè)置煙氣溫度上限值、輻射管溫度上限值等參數(shù)，用作參考值，從而提高控制精度。

如圖1和圖2所示，所述智能換向控制系統(tǒng)還包括燃?xì)饪烨虚y32，其設(shè)置在所述燃?xì)馔ǖ郎?，所述主控模塊10控制所述燃?xì)饪烨虚y32的開(kāi)閉。

如圖1和圖2所示，所述智能換向控制系統(tǒng)還包括輻射管表面溫度傳感器22，其設(shè)置在所述輻射管50表面，用于檢測(cè)輻射管50表面的溫度，并將溫度信號(hào)傳遞給所述主控模塊10。

如圖2所示，所述輻射管50具有一對(duì)燒嘴A與燒嘴B(未示出)，其中一個(gè)用于燃燒，另一個(gè)用于排煙；所述燃?xì)馔ǖ澜?jīng)過(guò)所述燃?xì)鈸Q向閥31分別與所述燒嘴A、燒嘴B相連；所述空氣通道經(jīng)過(guò)所述空氣換向閥30分別與所述燒嘴A、燒嘴B相連；所述蓄熱體40A設(shè)置在所述燒嘴A端，所述蓄熱體40B設(shè)置在所述燒嘴B端；所述煙氣溫度傳感器20A鄰近所述蓄熱體40A，所述煙氣溫度傳感器20B鄰近所述蓄熱體40B；所述排煙溫度傳感器21與所述空氣換向閥30的輸出端連接；所述主控模塊10接收所述煙氣溫度傳感器20A和煙氣溫度傳感器20B以及所述排煙溫度傳感器21的信號(hào)，進(jìn)行計(jì)算與判斷，進(jìn)而控制所述空氣換向閥30與燃?xì)鈸Q向閥31換向。

如圖4所示，基于上述輻射管智能蓄熱裝置，其工作方式如下：

將燃?xì)夂涂諝馔ㄈ胨鲚椛涔?0的燒嘴A，燃?xì)庠谒鲚椛涔?0內(nèi)燃燒產(chǎn)生煙氣；

所述煙氣溫度傳感器20B檢測(cè)煙氣溫度，并將信號(hào)輸入所述主控模塊10；

所述蓄熱體40B吸收煙氣的溫度，進(jìn)行蓄熱；

所述排煙溫度傳感器21檢測(cè)所述輻射管50排出的煙氣溫度，并將信號(hào)輸入所述主控模塊10；

所述主控模塊10根據(jù)所述煙氣溫度傳感器20B和排煙溫度傳感器21的信號(hào)，通過(guò)計(jì)算與判斷，若蓄熱體40B基本蓄滿熱量，則控制所述空氣換向閥30與燃?xì)鈸Q向閥31換向，結(jié)束所述燒嘴B蓄熱，換到燒嘴B燃燒；或

將燃?xì)夂涂諝馔ㄈ胨鲚椛涔?0的燒嘴B，燃?xì)庠谒鲚椛涔?0內(nèi)燃燒產(chǎn)生煙氣；

所述煙氣溫度傳感器20A檢測(cè)煙氣溫度，并將信號(hào)輸入所述主控模塊10；

所述蓄熱體40A吸收煙氣的溫度，進(jìn)行蓄熱；

所述排煙溫度傳感器21檢測(cè)所述輻射管50排出的煙氣溫度，并將信號(hào)輸入所述主控模塊10；

所述主控模塊10根據(jù)所述煙氣溫度傳感器20A和排煙溫度傳感器21的信號(hào)，通過(guò)計(jì)算與判斷，若蓄熱體40A基本蓄滿熱量，則控制所述空氣換向閥30與燃?xì)鈸Q向閥31換向，結(jié)束所述燒嘴A蓄熱，換到燒嘴A燃燒。

重復(fù)上述步驟，從而實(shí)現(xiàn)蓄熱體40A和B的循環(huán)蓄熱，充分吸收煙氣的熱量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

如圖4所示，其還包括：所述主控模塊10實(shí)時(shí)獲取所述排煙溫度傳感器21的信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)控排煙溫度；若超過(guò)預(yù)設(shè)煙氣溫度上限值，則所述主控模塊10控制燃?xì)饪烨虚y32關(guān)閉，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后，控制所述空氣換向閥30與所述燃?xì)鈸Q向閥31換向。

利用所述主控模塊10的蓄熱體蓄熱模型和熱負(fù)荷計(jì)算模型，根據(jù)各溫度傳感器的信號(hào)、蓄熱體的蓄熱能力等，所述主控模塊10通過(guò)計(jì)算與分析，預(yù)測(cè)排煙溫度；若超過(guò)預(yù)設(shè)煙氣溫度上限值，則所述主控模塊10控制燃?xì)饪烨虚y32關(guān)閉，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后，控制所述空氣換向閥30與所述燃?xì)鈸Q向閥31換向。

如圖4所示，進(jìn)一步地，其還包括：所述主控模塊10實(shí)時(shí)獲取輻射管表面溫度傳感器22的信號(hào)，實(shí)時(shí)監(jiān)控所述輻射管50表面的溫度，若超過(guò)預(yù)設(shè)輻射管溫度上限值，則所述主控模塊10控制燃?xì)饪烨虚y32關(guān)閉，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后，控制所述空氣換向閥30與所述燃?xì)鈸Q向閥31換向。

如圖4所示，更進(jìn)一步地，其還包括：所述主控模塊10根據(jù)煙氣溫度傳感器20A、煙氣溫度傳感器20B、排煙溫度傳感器21以及輻射管表面溫度傳感器22的信號(hào)，實(shí)時(shí)計(jì)算所述輻射管50的供熱功率，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述空氣換向閥30與所述燃?xì)鈸Q向閥31進(jìn)氣量。

重復(fù)上述步驟，尤其是蓄熱體40A和/或蓄熱體40B從蓄熱開(kāi)始到蓄熱結(jié)束的重復(fù)實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了蓄熱體40A和40B的循環(huán)蓄熱，充分吸收煙氣的熱量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。還可以實(shí)現(xiàn)熱負(fù)荷地實(shí)時(shí)測(cè)量(模擬計(jì)算值)，提高蓄熱式燃?xì)廨椛涔芸刂凭龋奖愎ぷ髫?fù)荷調(diào)整。

實(shí)施例1

下面結(jié)合具體的實(shí)施例1，詳細(xì)描述本發(fā)明所述的智能換向控制系統(tǒng)與輻射管智能蓄熱裝置。

本發(fā)明所述的輻射管智能蓄熱裝置包括輻射管、燃?xì)馔ǖ馈⒖諝馔ǖ?、蓄熱體A、蓄熱體B以及智能換向控制系統(tǒng)，其中所述智能換向控制系統(tǒng)包括煙氣溫度傳感器A、煙氣溫度傳感器B、排煙溫度傳感器、燃?xì)鈸Q向閥、空氣換向閥、主控模塊。本實(shí)施例中輻射管采用鋼質(zhì)U型輻射管，當(dāng)然也可以采用W或I型輻射管，其通常具有兩個(gè)燒嘴A和B；蓄熱體A、B為陶瓷蜂窩體，設(shè)置在U型輻射管的兩端，即蓄熱體A設(shè)置在所述燒嘴A端，所述蓄熱體B設(shè)置在所述燒嘴B端；煙氣溫度傳感器A、B均為K型熱電偶，插入安裝在U型輻射管兩端，距蓄熱體前端50～100mm；輻射管表面溫度傳感器為K型熱電偶，本實(shí)施例將其設(shè)置在U型輻射管中間U型頂部外表面，也可設(shè)置在表面的其他位置；單片機(jī)主控模塊為51型單片機(jī)；空氣換向閥為三通換向閥；排煙溫度傳感器為熱電阻，插入安裝到空氣換向閥的輸出端100～300mm處中心，檢測(cè)排出的煙氣的溫度；本實(shí)施例的主控模塊采用單片機(jī)，燒錄有采用C語(yǔ)言編寫的蓄熱體蓄熱模型、熱負(fù)荷計(jì)算模型。

輻射管點(diǎn)火成功后，依次進(jìn)行下述過(guò)程：

(1)燒嘴A燃燒，燃?xì)庖来瓮ㄟ^(guò)煙氣溫度傳感器A，輻射管表面溫度傳感器，煙氣溫度傳感器B，蓄熱體B，排煙溫度傳感器等，這些溫度傳感器將檢測(cè)信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，送入蓄熱模型程序。該模型同時(shí)進(jìn)行下列計(jì)算和控制：

a)根據(jù)煙氣溫度傳感器B、排煙溫度傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)模型計(jì)算，得出蓄熱體B當(dāng)前蓄熱速度、當(dāng)前蓄熱量、剩余蓄熱量等參數(shù)，若蓄熱速度偏低，則說(shuō)明蓄熱體B基本蓄滿熱量，立即換向，結(jié)束蓄熱；

b)實(shí)時(shí)監(jiān)控當(dāng)前排煙溫度，若超過(guò)預(yù)設(shè)排煙溫度上限值，則立即切斷燃?xì)饪烨虚y，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后換向；

c)根據(jù)當(dāng)前蓄熱體B的蓄熱量，模擬計(jì)算出氣體通過(guò)該蓄熱體吸收熱量后溫度升高，并經(jīng)燃燒后，到達(dá)蓄熱體B前的煙氣溫度水平，同時(shí)進(jìn)一步預(yù)測(cè)該煙氣經(jīng)蓄熱體A吸熱后能夠達(dá)到的排煙溫度等數(shù)據(jù)，若預(yù)測(cè)出的該排煙溫度值偏高，則立即切斷燃?xì)饪烨虚y，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后換向；

d)實(shí)時(shí)監(jiān)控輻射管表面溫度，若超過(guò)預(yù)設(shè)輻射管表面溫度上限值，則立即切斷燃?xì)饪烨虚y，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后換向。

(2)換向后，燒嘴B燃燒，燃?xì)庖来瓮ㄟ^(guò)煙氣溫度傳感器B，輻射管表面溫度傳感器，煙氣溫度傳感器A，蓄熱體A，排煙溫度傳感器等，這些溫度傳感器將檢測(cè)信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，送入蓄熱模型程序。該模型同時(shí)進(jìn)行下列計(jì)算和控制：

a)根據(jù)煙氣溫度傳感器A、排煙溫度傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)模型計(jì)算，得出蓄熱體A當(dāng)前蓄熱速度、當(dāng)前蓄熱量、剩余蓄熱量、當(dāng)前溫度等參數(shù)，若蓄熱速度偏低，則說(shuō)明A側(cè)蓄熱體基本蓄滿熱量，立即換向，結(jié)束蓄熱；

b)實(shí)時(shí)監(jiān)控當(dāng)前排煙溫度，若超過(guò)預(yù)設(shè)排煙溫度上限值，則立即切斷燃?xì)饪烨虚y，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后換向。

c)根據(jù)當(dāng)前蓄熱體A的蓄熱量，模擬計(jì)算出氣體通過(guò)該蓄熱體吸收熱量后溫度升高，并經(jīng)燃燒后，到達(dá)蓄熱體A前的煙氣溫度水平，同時(shí)進(jìn)一步預(yù)測(cè)該煙氣經(jīng)蓄熱體B吸熱后能夠達(dá)到的排煙溫度等數(shù)據(jù)，若預(yù)測(cè)出的該排煙溫度值偏高，則立即切斷燃?xì)饪烨虚y，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后換向；

d)實(shí)時(shí)監(jiān)控輻射管表面溫度，若超過(guò)預(yù)設(shè)輻射管表面溫度上限值，則立即切斷燃?xì)饪烨虚y，暫停燃燒，待換向時(shí)間達(dá)到后換向。

(3)重復(fù)進(jìn)行步驟(1)、(2)，直至停止。

(4)輻射管在重復(fù)工作(1)、(2)過(guò)程中，同時(shí)運(yùn)行熱負(fù)荷計(jì)算模型，根據(jù)燃燒側(cè)煙氣溫度A、B，排煙溫度，輻射管表面溫度，計(jì)算得出當(dāng)前輻射管的供熱功率，進(jìn)行進(jìn)一步精細(xì)過(guò)程控制和調(diào)節(jié)。

需要說(shuō)明的是，以上參照附圖所描述的各個(gè)實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而非限制本發(fā)明的范圍，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。此外，除上下文另有所指外，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞包括復(fù)數(shù)形式，反之亦然。另外，除非特別說(shuō)明，那么任何實(shí)施例的全部或一部分可結(jié)合任何其它實(shí)施例的全部或一部分來(lái)使用。