CN103443546A - 用于燃气用具或锅炉的改进的控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于控制燃气用具或锅炉以减小定位在通向燃烧器(1)的对应燃气供给管路中的孔口数量的方法，所述燃气由其中定位有关闭和/或关小阀(7)的导管供给，火焰感测构件(2)设置在燃烧器附近，控制单元(5)设置成对用具的正确操作进行命令和控制。该单元连接至关闭阀并基于燃烧器中的燃气燃烧的特性而控制关闭阀，并通过对阀进行干涉以改变该燃气的流量，从而与所供给的燃气类型相独立地实现在预先限定的参数内的燃烧，这种孔口至少部分地由校准孔代替。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据主权利要求的前序部分所述的方法。本发明还涉及一种根据对应的独立权利要求的前序部分的燃气用具。
背景技术
在燃气用具中，燃气经由校准孔或孔口供给至一个或多个燃烧器，该校准孔或孔口与燃气阀的出口处的压力值结合地限定了与用具的工作功率相对应的正确的燃气流量。校准孔或孔口通常为附加至燃气供给管路或直接附加至燃烧器的单独的部件，使得当用具要适用于不同的燃气类型时能够对校准孔或孔口进行更换。
需要孔口或校准孔主要是：因为需要使燃气出口压力(来自燃烧器供给管路)适配于市场上能买到的燃气阀的正常操作范围、因为在LPG(液化石油气)燃气的情况下气瓶的下游通常存在压力调节、因为需要获得正确的燃气-空气混合(凭借来自每个单独的孔口的预先限定的燃气离开速度)、以及因为传统的***不可能评估相应的状态。
例如，如果一个燃烧器设定为基于甲烷操作，将甲烷换成LPG则需要用具有更小直径的孔口来替换原孔口以便能够以更高的燃气阀出口压力来工作。这种转换还需要对燃气阀进行校准，无论是提供机械校准(机械止挡件)还是提供电子校准(用于调节燃气流的螺线管或马达操作的致动器)。如果不以特定的LPG孔口来替换甲烷孔口，那么燃气流(并且因此燃烧功率)将会指示性地增加约50-70％。
这一切都将导致燃烧超过规定允许的“清洁”参数(因此燃烧对环境是危险的并且对人具有潜在危险，并且燃气用具的燃烧器和/或热交换器具有损坏的风险，这对人和物具有潜在危险(例如火险))。
对通向燃烧器的燃气供给管路上(以及定位在燃烧器处)的可更换的孔口或校准孔的需求对这种燃气用具的制造者产生了大量的额外费用，这是由于：例如在大气斜道燃烧器上，通常存在5-20个孔口，在构造锅炉期间这些孔口必须由制造者来准备并手动地***，以及在转换成不同的燃气类型期间这些孔口必须由安装者来准备并手动地***。预混燃烧器中存在类似的情况，在预混燃烧器中，虽然仅存在一个孔口，但在转换所使用的气族时(例如，从天然气转换为LPG燃气，即，从第二族转换为第三族)，通常必须改变孔口。
通过替换孔口而转换成不同的燃气类型的过程常常还需要由安装者来完成，已知过去出现了大量的由于用具转换中的错误对物和人造成损害的事件。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法以及实施该方法的用具，其表现出对相对应的已知方法和用具的改进。
本发明的特定目的是提供一种用于控制燃气用具的方法，该方法在不必对燃气用具(或锅炉)进行“机械性”改变或使所述燃气用具(或锅炉)适用于特定的燃气或燃气族的情况下，使燃气用具能够与任何类型的燃气一起使用。
另一目的是：提供一种所述类型的方法，通过该方法，对于每种类型的燃气锅炉都能够根据最佳燃烧参数来操作，并且能够避免以不被规定接受的参数进行的燃烧状态，而且燃烧状态总是以实现无污染燃烧的参数来进行的。
又一目的是提供一种所述类型的方法，该方法使锅炉能够正确且安全地操作。
另一目的是提供一种燃气用具或锅炉，在该燃气用具或锅炉中实施前述方法并且该燃气用具或锅炉具有低的生产成本和安装成本。
通过根据所附权利要求的方法和燃气用具，获得了对本领域技术人员而言显而易见的这些目的和其它目的。
附图说明
通过以非限定性示例的方式提供的附图，将更好地理解本发明，附图中：
图1示出了在其中实施了根据本发明的方法的燃气锅炉或用具的框图；并且
图2示出了根据本发明的方法的流程图。
具体实施方式
参照所述附图，图1示出了根据本发明而形成的燃气锅炉或用具的一些元件(对于理解本发明而言有用的元件)的简化框图。锅炉包括燃烧器1，在燃烧器1附近定位有用于感测燃烧器1的火焰水平的电极(或等同的构件)2。该传感电极或构件2与其自身的已知电路(未示出)相关联，并且通过产生与燃烧“质量”相对应的电气信号而进行操作，即，通过感测是否在不产生污染的情况下并且是在规定的限制内发生燃烧而进行操作。
电极2连接至适于控制锅炉的正确操作的——优选地为——微处理器单元5。更为具体地，通过单元5执行的该控制经由用作对控制环路反馈的火焰信号(来源于电极)而发生，其中控制环路还包括用于调节阀7(即，用于将关闭和/或关小)的致动器6，调节阀7用于调节朝向燃烧器的气流并且定位在通向燃烧器的燃气供给管路8中。该供给管路8连接至与燃烧器相关联的一个或多个燃气供给导管(未示出)。
每个燃气供给管路不具有为锅炉所能够操作的特定燃气类型而特别设置的孔口。如果燃烧器设置有多个燃气供给管路，则这些管路中的至少一部分(若非全部)未设置有特别的燃气孔口，而是替代地包括能够与供给至燃烧器的任何燃气一起使用的简单的校准孔。
在通过打开阀7而启动燃烧器的开始步骤(框10)之后，本发明的方法包括：起动燃烧控制算法(框11)。能够基于经由电极2对火焰进行的监测或通过对燃烧进行测量的其他传感器(已知类型的传感器，例如CO传感器、λ探针、等等)的可能的应用而以已知的方式实施该控制。
该控制还能够根据以相同申请人的名义申请的PCT申请No.PCT/IT2010/000126来实施，根据该申请，控制单元5与存储单元(未示出)相配合，在存储单元中储存有多个最佳锅炉工作条件，这些工作条件是与火焰、与热功率、以及与λ值有关的特性的函数，并且在操作曲线上表示出。根据该控制方法，在这些曲线中的一个曲线上确定锅炉操作点，按以下方式来修正燃烧空气/燃气的比率：从当前的操作值开始；沿着曲线移动该操作点；检测该比率变化是否达到预先限定的值，如果是，则恢复先前的正确操作的空气-燃气比率，而如果不是，则修正燃气流量以实现最佳燃烧比。
随后的框12评估燃烧是否开始且是否在参数内并且是无污染，或者评估燃烧是否在这些参数范围之外。
如果回应为否定的(在规定参数内的燃烧)，则通过经由单元5在阀7上的作用而使通向燃烧器的燃气流量增加(框13)至至多为预定的最大值，并且接着该过程终止(框14)。
如果回应为肯定的(在规定参数之外的燃烧)，则燃气流量减小(框15)并且评估是否到达最小流量值(框16)。如果是这种状态—这可能在一系列的流量修正之后，则暂停燃烧器(框17)，这是由于检测到了故障状态，从而适时地阻断或暂停用具以便避免潜在的损坏或危险，并且需要进行维护。如果未处于这种状态并且由阀7的致动器6进行的燃气流量的减小将锅炉带到处于接受的限度内的操作条件，那么由于正确地进行了操作，则维持所达到的状态。因此该过程终止(框14)。
只要燃气在***或用具内随着时间经过而维持一定的流量从而能够正确燃烧，控制单元5就会将阀7维持在所获得的位置中。
因此，通过使用基于由电子控制(例如由从火焰信号导出的反馈)对燃气阀的命令的燃烧控制，能够感测到差的燃烧状态(这可能是由于存在错误的燃气类型)，并且以如下方式采取行动：
-如果未实现正确的燃烧操作，则减小燃气流量(通过对燃气阀7的致动器进行动作)，直到实现关闭；
-在可能的情况下确保紧急操作并向安装者指示出异常，接着安装者将设定出口燃气压力以使其适配于所使用的燃气类型，从而恢复正确的工作状态；
-自动地干涉压力设定(在燃气阀不具有机械校准的情况下)。
无论如何，确保了在任何条件下正确且安全的锅炉操作。
因此，通过使用正确的燃烧控制(例如前述的基于操作曲线的过程，或者基于火焰监测或附加有其它的燃烧传感器的其它方法)，在燃烧器的类型和形式确保了正确的空气/燃气混合的情况下，不再需要与燃气供给管路相关联的可互换的孔口。
凭借本发明，能够在无需基于供给至用具的燃气而改变孔口的情况下对所有的燃气类型使用相同的锅炉型号或限定功率的燃气用具。这简化了由安装者/维护人员进行的安装，其中为了使锅炉适配于特定的燃气，安装者/维护人员仅需要基于所确定的燃烧数据(火焰)而按照控制单元的构型的参数(或者更确切地说，按照其控制算法)来操作。
因此，通过在燃气供给侧用简单的校准孔取代可互换的孔口，能够完全地替代可互换的孔口以获得在锅炉生产期间的最大的成本优势。此外，在由自动燃烧控制***控制(控制空气/燃气的比率)的适于燃气类型的预混燃烧器上，能够基于确定的工作功率或燃烧值通过监测燃气阀控制参数或火焰信号动态变化而指示出在安装期间存在不同的燃气类型(较大或较小的燃气阀开度以获得相同的燃烧数据，或者相同工作条件下较大或较小的火焰信号动态变化)，从而警告安装者需要改变燃气族构造参数。
已描述了本发明的特定实施方式。然而，其它实施方式仍然可能在所附权利要求的范围内。
Claims (7)
1.一种用于控制燃气锅炉的方法，所述燃气锅炉设置有燃烧器(1)并包括：用于供给至所述燃烧器(1)的燃气的控制阀(7)；用于感测存在于所述燃烧器(1)中的火焰的装置(2)；以及用于控制所述锅炉的例如所述燃气阀(7)之类的功能构件的装置(5)，所述燃气阀(7)定位在将燃气供给至至少一个燃气供给管路的导管(8)中，所述至少一个燃气供给管路连接至所述燃烧器，其特征在于，基于燃烧数据来控制所述燃烧器(1)中的燃气燃烧并干涉所述燃气阀(7)，以在所述燃烧数据指示出不正确的燃烧的时候改变通向所述燃烧器(1)的燃气流量，并且使所述数据回到预先限定的参数内，所述控制的实施独立于供给至所述燃烧器的燃气并且独立于以特定的燃气类型进行操作的所述燃烧器的特定设定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用校准孔替换连接至所述燃烧器的对应的燃气供给管路的至少一个孔口，所述孔独立于供给至所述燃烧器的燃气类型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述燃烧控制包括：通过所述火焰传感装置(2)监测所述燃烧器的火焰。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下过程来进行所述燃烧控制：当在操作状态下时确定所述锅炉的操作曲线上的锅炉操作点；从当前的或实际的操作值开始改变燃烧空气/燃气的比率，以便沿着所述曲线移动所述操作点；接着检查所述比率的变化是否达到预先限定的值，并且在所述比率的变化达到所述预先限定的值的情况下认为在所述操作点处的燃烧是正确的并恢复先前的空气-燃气操作比率，或者在所述比率的变化未达到所述预先限定的值的情况下，改变所述燃气流量以实现无污染燃烧的操作点，或进而暂停所述用具。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于所述燃气阀(7)的干涉是通过在所述阀的致动器(6)上进行动作而发生的。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，校验所述燃气阀(7)的操作参数和/或燃烧控制数据中所述操作参数的变化，其中燃烧控制数据例如是来自所述火焰传感装置(2)的信号；并且接着识别所供给的燃气类型，据此而自动地或人工地干涉所述燃烧器的所述操作参数。
7.一种用于控制燃气锅炉的设备，所述燃气锅炉设置有燃烧器(1)并包括：用于供给至所述燃烧器(1)的燃气的控制阀(7)；用于感测存在于所述燃烧器(1)中的火焰的装置(2)；以及用于控制所述锅炉的例如所述燃气阀(7)之类的功能构件的装置(5)，所述燃气阀(7)定位在将燃气供给至至少一个燃气供给管路的导管(8)中，所述至少一个燃气供给管路连接至燃烧器，其特征在于，在所述供给管路中包括能够用于任何的所供给的燃气的校准孔。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |