烘炉燃烧器空燃比精细化控制研究与现场应用

为提高燃烧器的燃烧效率,并研究精细化控制空燃比在燃烧器中的应用效果。采用燃气和空气量分别精细化控制的方法和装置,在燃烧器运行过程中,获取多个最佳空燃比数据,根据空燃比数据生成控制曲线。燃烧器控制系统可根据控制曲线,自主控制空气阀门和燃气阀门开度。通过测量尾烟的CO含量进行节能评价。结果表明,精细化控制空燃比,可精准控制空气阀门和燃气阀门开度,不同阀门开度情况下空燃比可调,尾烟的的CO含量低。说明精细化控制空燃比可有效提高燃烧器的燃烧效率、节约燃气耗量、降低碳排放。

基于转矩需求和进气量广义预测的汽车发动机空燃比神经网络控制方法

分析燃烧特性与温度值,进行汽车发动机空燃比控制,但是忽略了发动机内部喷输油过程的延迟性影响,导致控制结果空燃比与理想值偏差较大。因此,提出基于转矩需求和进气量广义预测的汽车发动机空燃比神经网络控制方法。基于转矩需求分析汽车动力系数,针对发动机喷输油过程对发动机进气量进行广义上的预测,根据预测值对喷输油延迟进行补偿,优化空燃比控制律实现控制过程。实验结果表明:本文方法应用后得出的控制结果,表现出的空燃比变化与理想的14.7空燃比十分接近,控制效果较为优质,满足了汽车发动机燃烧质量的实际需求。

罩式炉加热罩空燃比优化

罩式炉加热罩燃烧使用的焦炉煤气为混合气体,其热值不稳定,易受多种因素的影响,难以精准控制空燃比。空燃比设置偏高,排出的废气增多,热量损失大,降低了热效率。空燃比设置偏低,加热能力不足,退火时间长,导致产量降低。基于此,提出采用排烟系统中废气氧含量反馈法对空燃比进行优化。经过测算,最终确定出空燃比的最优值和调节范围,实现了在退火过程中对空燃比的闭环控制,解决了煤气热值不稳定带来的问题,达到了预期效果。

热风炉空燃比并行协作粒子群滑模控制策略

针对热风炉燃烧控制存在的纯滞后、大惯性和强干扰等问题,提出了一种基于并行协作骨干粒子群(Parallel Cooperative Bare-Bones Particle Swarm Optimization,PCBBPSO)优化全局滑模控制(Global Sliding Mode Control,GSMC)的热风炉空燃比控制策略;为改善热风炉空燃比控制系统动态特性,引入全局滑模策略,对燃烧系统进行优化控制,以提高系统稳定性,同时,基于热风炉燃烧系统存在的强干扰特性,利用并行协作骨干粒子群对干扰补偿进行调节以减小其对系统的影响,并求取最优控制率;仿真结果表明:与普通粒子群优化全局滑模和普通粒子群优化PID相比,该控制方法达到稳定用时分别减少了26.4 s和9.3 s,能够保持没有超调量,拥有良好稳定的跟踪和抗干扰效果;将该控制策略应用于某钢铁有限公司2200 m 3高炉配套热风炉,工程数据表明:在该空燃比策略的控制下,热风炉空燃比上下波动幅度仅为8.20%,拥有波动小、稳定性好和抗干扰性强等特点,动态响应较好,能够满足热风炉工程实际应用的需要。

贵金属三效催化剂空燃比特性的全智能分析方法

空燃比特性是衡量贵金属三效催化剂性能的关键指标之一,其测试的准确性、时效性、经济性在一定程度上制约高效催化剂的研发。在借助测试成本相对低廉的实验室模拟评价测试的基础上,提出了基于模拟退火算法的空燃比特性全智能分析方法。该方法可自动识别O_(2)以及CO浓度最优的第一个突变点,进而计算其余突变点的位置,同时获取NO、NO_(2)、CO等物质的初始浓度和实时浓度。在计算氧过量系数(λ)和A/F时,充分考虑O_(2)、NO、NO_(2)、CO等物质的浓度对空燃比的影响。研究结果表明:采用智能方法可获得与常规手动数据处理方法相当甚至更优的结果,单组数据的处理周期从50 min直接降低至0.2~2 s。

基于瓦斯发电空燃比的PID调节技术研究

近年来,随着瓦斯开采技术的发展,煤矿在瓦斯防治上取得良好的效果。大量的瓦斯排放不但造成严重的环境污染,而且还浪费宝贵的清洁能源。在国内外,煤矿发电技术也取得很大的进步,利用瓦斯发电对全球节能减排和环境发展具有重要意义。该文主要结合瓦斯电站现有的技术,升级并实施适用于低浓度瓦斯发电的总体方案,采用灵活性强、安全性高的分布式控制系统(DCS)。针对煤矿瓦斯的特点,应用瓦斯管道进气和排空阀门调节、空燃气阀门PID调节、冷却水循环系统等技术,以解决发电机控制系统自动化程度较低,工况波动时需要人为操作,电站无法实现无人化管理,辅助系统为就地小系统独立控制等问题。根据设计要求,调试安装后与电厂10 kV电网成功并网。经过实践证明,该瓦斯发电技术在项目中取得显著的成效。在经济、环境、社会效益方面,具有广阔的发展前景。

基于神经网络的汽车发动机空燃比建模与控制技术

文章首先介绍了一种发动机空燃比神经网络模型,并概述了该模型使用的批量训练算法、神经网络结构和输入输出变量。其次基于该模型构建了发动机燃空比控制器,并提出了基于权值更新算法的神经网络控制器优化策略。最后对该控制器进行了离线测试和在线仿真。仿真结果表明,该控制器具有静差较小、响应迅速等特点,实际燃空比保持在目标燃空比附近,控制效果良好。

乙醇喷雾/氨气/甲烷三元燃料的燃烧特性

采用旋流喷雾燃烧器,通过分析燃烧时的火焰结构、OH^(*)和NH_(2)^(*)的荧光信号、火焰光谱以及污染物排放,探究了甲烷、乙醇和氨气3种燃料在不同当量比、摩尔分数和不同雾化空燃比(ALR)下对燃烧的影响和燃烧后烟气中NO、NO_(2)、CO含量的变化趋势。虽然氨气的使用会产生高氮氧化物的排放,但采用三元燃料掺混燃烧(特别是在乙醇占比较高)时,CO和NO的排放量相对较低,燃烧效果最佳。在0.45~0.70当量比范围内,提高ALR有助于喷雾雾化以产生更小的液滴粒径,促进液雾和气体的混合及燃烧,从而降低CO排放。通过三元燃料掺混对燃料的改性,以及燃烧工况的调控作为氨燃烧组织优化的手段,对工业上高效使用氨燃料和减少污染物排放具有指导意义。

焚烧炉高效清洁燃烧工艺研究及应用

国内某化工厂配置的两座焚烧炉,主要用于处理发酵尾气中未完全反应的CO,同时副产蒸汽供蛋白车间、蒸馏车间使用。为实现“双碳”目标,分析产生NO_(x)的影响因子,确定工业上可采用烟气跟空气混合的外部烟气回流方式来实现焚烧炉的清洁燃烧。提出了一种高效清洁燃烧装置,实现了烟气与空气混合的功能,进一步建立了焚烧炉不同热负荷输出下烟气残氧量、烟气与空气混合后的氧气浓度、助燃气体及助燃气体中的烟气流量设定策略。与传统的燃烧系统相比,所提出的高效清洁燃烧系统在全速升温、控速升温和保温阶段的煤气消耗分别增加了38.2 m~3/h,降低了382.85 m~3/h,降低了160.44 m~3/h;NO_(x)浓度分别降低了32.90、96.36、151.67 mg/m~3。

SCR熔炉系统天然气燃烧节能分析及应用

因连铸连轧生产线熔炉系统天然气能源消耗较大,对熔炉投料、燃烧原理、燃烧控制、天然气能源组分等熔化工艺中影响燃气消耗的因素进行了分析,采取了天然气燃烧热能利用、燃烧CO值及铜液氧含量等关键点优化控制,使天然气燃烧余热利用率≥55%,天然气使用单耗下降至37.27 m^(3)/t。

低速双燃料柴油机奥托循环下的增压器配机

基于奥托循环的燃烧特点与需求,从柴油机空燃比和增压器特性两方面对低速双燃料柴油机奥托循环下的增压器配机进行分析。柴油机100%负荷处的压比流量应处于增压器的压力流量特性图的中心位置,在高负荷区域预估的增压器效率、扫气压力、扫气量尽可能稍大于设计要求,尽可能采用最小喷嘴环设计,增压器压气机工作线应处于高效区域。在此基础上对X92DF柴油机开展配机策划和试验验证。试验结果表明:该柴油机各项性能满足设计要求,增压器达到预期效果。

燃气锅炉精益化控制燃烧参数研究

燃气锅炉的燃烧过程中,过量空气系数α过高或过低都会对设备及效率造成一定的影响,如何平衡各项指标是燃烧调整的关键所在。文章以太平能源站燃气锅炉某一时间段出现的特定负荷下的缺氧燃烧问题为例,分析了现象及本质原因,并针对性地开展燃烧参数调整工作,对比分析了调整前后的参数指标,达到了优化排放、节省成本的目的,为后续的持续优化改进提供了参考。

内燃机夏季“高温病”的分析与解决方案

随着气候变暖,燃气内燃发电机组在夏季运行出力衰减甚至故障停机的问题频繁发生。对于一些能源服务公司而言,机组“高温病”亟待解决。通过对内燃机燃烧系统流程与原理分析,提出进风温度基本决定了混合气初始温度,为此可以通过冷却进风方式将混合气温度维持在高限值以下,这对于一些建筑通风管路复杂的既有项目,具有十分重要的现实意义。

车用汽油机过渡工况空燃比的神经网络控制研究

针对车用汽油机过渡工况空燃比难于精确控制的特点,提出了一种空燃比的神经网络复合控制策略。控制系统通过神经网络控制和常规PI控制实现前馈反馈控制,常规PI控制器利用氧传感器信号实现反馈控制,保证系统的稳定性,且抑制扰动;神经网络控制实现前馈控制,提高控制系统过渡工况时的响应能力。神经网络采用径向基神经网络,其输入为影响汽油机进气量的两个主要因素发动机转速与节气门开度。通过在线学习常规PI控制输出,使系统的总控制输出由神经网络产生,系统具有较高的自适应功能,有效避免目前过渡工况空燃比控制需进行大量标定的不足。仿真结果表明该控制方法是有效的。

空燃比和EGR对GDI汽油机多环芳香烃排放的影响

使用色谱-质谱联用仪对GDI汽油机排气中颗粒相多环芳香烃(PAHs)进行分析,研究了空燃比及EGR对多环芳香烃排放的影响规律.结果表明,随空燃比增加,颗粒物(PM)、可溶性有机物(SOF)和PAHs排放量降低,颗粒中大分子量的PAHs所占比例降低,二环和三环等小分子量的PAHs所占比例增加;EGR率小于10%时,PM、SOF和PAHs的排放量增加趋势不明显;EGR率大于10%时,排放量显著增加,四、五、六环PAHs排放量在EGR率大于10%时远高于二环和三环PAHs排放量;GDI汽油机颗粒物毒性当量远高于柴油机,浓混合气和中等EGR率时,颗粒物的毒性最大.

氧传感器参考电平自适应空燃比闭环控制方法研究

为了解决开关式氧传感器空燃比闭环控制点的漂移问题,建立了开关式氧传感器闭环控制的数学模型,并分析了氧传感器信号参考电平对空燃比闭环控制的影响,据此,提出了氧传感器参考电平自适应空燃比闭环控制方法。在发动机上试验了氧传感器参考电平对空燃比的影响规律,并进行了氧传感器参考电平的优化试验,结果表明:氧传感器参考电平自适应控制方法可以有效避免空燃比闭环控制点随发动机工况变化的漂移问题,有效地降低了汽油机的排放。

天然气发动机空燃比控制策略的研究与仿真

介绍了天然气发动机空燃比的比例-积分-微分控制、模糊自适应整定比例-积分-微分控制以及神经网络等各种控制策略,并对其进行了Matlab/simulink仿真,分别建立了仿真模型,给出了不同控制策略下的仿真结果图形曲线。通过仿真结果分析并对比了各种控制策略的控制特点,指出了在实际应用中需注意的问题。

空燃比对燃气轮机燃烧室燃烧不稳定性影响的数值研究

针对某型燃气轮机旋流燃烧室,建立了全尺寸三维燃烧室数值模型,数值研究了空燃比对其扩散和预混燃烧稳定性的影响.结果表明,扩散燃烧模式下,保持燃烧室入口燃气总流量不变,空燃比变化对燃烧室压力脉动主频及燃烧稳定性影响较小.预混燃烧模式下,保持燃烧室入口燃气总流量不变,调整空燃比,燃烧室压力脉动振幅相对稳定;但空燃比增大,燃烧室压力脉动主频减小,燃烧不稳定增长时间缩短,燃烧稳定性相对变差;而空燃比降低,燃烧室压力脉动主频增加,燃烧不稳定增长时间增加,燃烧稳定性相对增强.

发动机精确空燃比控制方法的研究

提高电控汽油机的空燃比（α）控制精度，是改善发动机经济性、动力性和降低尾气排放的关键环节。通过对发动机稳态和过渡工况下出现空燃比控制偏差的机理进行分析，实现了一种较为精确的空燃比控制方法。该方法根据所建立的发动机物理模型，利用宽域空燃比传感技术，通过调整喷油脉宽来反馈控制发动机的空燃比。

车用汽油机过渡工况空燃比的先进控制策略

详细论述了国内外汽油机过渡工况空燃比的滑模控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制的结构,分析了各种控制方法的优点和局限性。提出了一种基于信息融合的汽油机过渡工况空燃比控制策略,该方法同时监测汽油机节气门变化过程中节气门位置、进气流量、发动机瞬时转速和进气管内压力等动态参数及其变化率等信息,并进行信息融合处理,导出反映汽油机过渡工况空燃比的有效特征信息,减小过渡工况时油膜及氧传感器对空燃比控制的影响,实现过渡工况空燃比的精确控制。