天然气流量控制方法及天然气燃烧系统与流程
1.本技术属于燃烧设备技术领域，更具体地说，是涉及一种天然气流量控制方法及天然气燃烧系统。
背景技术：
2.现有天然气燃烧系统的控制方法通常是：通过天然气流量检测装置测量被控流量，并把它变换成可以与给定天然气流量比较的物理量。当天然气流量计的输出值与给定天然气流量值之间存在偏差时，调节器对偏差信号进行处理并输送给流量调节装置。流量调节装置据此调节阀门的开启程度，以改变管道中的天然气流量，使之趋于给定天然气流量值并保持在给定天然气流量值附近。
3.但是，这样的控制方法没有考虑到天然气热值的变化，不管热值变化多少，都按照同样的给定值来控制，会出现两个结果，当热值高的时候，本可以用较少的天然气量就能满足工艺要求，但按照固定给定量来控制的话，就浪费了不少天然气的使用量，降低了天然气热量的利用率。当热值低的时候，因天然气发热量不能能满足工艺要求，就需要操作人员频繁的加减天然气给定量，导致燃烧系统不稳定，进而影响产品质量。
技术实现要素：
4.本技术实施例的目的在于提供一种天然气流量控制方法及天然气燃烧系统，以解决现有技术中存在的天然气燃烧系统的发热量控制精度不高的技术问题。
5.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
6.提供一种天然气流量控制方法，包括如下步骤：
7.检测目标天然气管道中的热值；
8.根据预设天然气流量给定值与检测到的目标天然气管道中的热值生成工作天然气流量给定值；
9.将所述目标天然气管道中的流量调节为所述工作天然气流量给定值。
10.作为上述技术方案的进一步改进：
11.可选的，根据预设天然气流量给定值与检测到的目标天然气管道中的热值生成工作天然气流量给定值的计算公式为：工作天然气流量给定值＝预设天然气流量给定值
×
(标准热值/实际天然气热值)。
12.可选的，所述天然气流量控制方法还包括获取预设周期对应的所述工作天然气流量给定值，以将所述目标天然气管道中的流量调节为获取的所述工作天然气流量给定值。
13.可选的，所述天然气流量控制方法还包括将所述目标天然气管道中的流量调节为所述工作天然气流量给定值之后检测目标天然气管道中的实际天然气流量值，当所述实际天然气流量值与所述工作天然气流量给定值不同时，将所述实际天然气流量值调节为所述工作天然气流量给定值。
14.本技术还提供一种天然气燃烧系统，包括：
15.输气管道，所述输气管道的进气端连接至天然气源；
16.天然气热值测量装置，具有布置在所述输气管道中的热值测量件；
17.流量调节装置，安装于所述输气管道中；
18.第一数据转换单元，与所述天然气热值测量装置信号连接，所述第一数据转换单元具有预设天然气流量给定值，所述第一数据转换单元用于根据所述预设天然气流量给定值与所述天然气热值测量装置测量的天然气热值生成工作天然气流量给定值；
19.控制单元，与所述第一数据转换单元和所述流量调节装置信号连接。
20.作为上述技术方案的进一步改进：
21.可选的，包括与所述控制单元信号连接的时间控制单元，所述时间控制单元用于根据预设周期将所述第一数据转换单元生成的工作天然气流量给定值赋值于所述控制单元。
22.可选的，还包括与所述天然气热值测量装置信号连接的时间控制单元，所述时间控制单元用于根据预设周期获取所述天然气热值测量装置测量的天然气热值。
23.可选的，还包括安装于所述输气管道的天然气流量检测装置，所述天然气流量检测装置具有布置在所述输气管道中的流量检测件，所述天然气流量检测装置与所述控制单元信号连接。
24.可选的，还包括压力测量装置、温度测量装置和第二数据转换单元，所述压力测量装置和温度测量装置均安装于所述输气管道，所述天然气流量检测装置、所述压力测量装置和所述温度测量装置均信号连接于所述第二数据转换单元，所述第二数据转换单元用于根据所述天然气流量检测装置、所述压力测量装置和所述温度测量装置的测量值生成标况天然气流量值。
25.可选的，还包括与所述控制单元信号连接的警报单元，所述天然气热值测量装置采集的天然气热值超出预定天然气热值阈值范围时，所述警报单元工作。
26.本技术提供的一种天然气流量控制方法及天然气燃烧系统的有益效果在于：
27.本技术提供的一种天然气流量控制方法，包括如下步骤：检测目标天然气管道中的热值；根据预设天然气流量给定值与检测到的目标天然气管道中的热值生成工作天然气流量给定值；将目标天然气管道中的流量调节为工作天然气流量给定值。
28.本技术的天然气流量控制方法通过检测目标天然气管道中的热值，并根据该热值生成对应的工作天然气流量给定值，使目标天然气管道中的天然气流量能够跟随热值的变化而变化，使得天然气流量控制方法控制更加精细，提高了天然气流量控制的精准性，提高了天然气热量的利用率，达到节能减排，节约成本的效果。
29.本技术提供的一种天然气燃烧系统包括包括输气管道、天然气热值测量装置、流量调节装置、第一数据转换单元和控制单元。输气管道的进气端连接至天然气源。天然气热值测量装置具有布置在输气管道中的热值测量件。流量调节装置安装于输气管道中。第一数据转换单元与天然气热值测量装置信号连接，第一数据转换单元具有预设天然气流量给定值，第一数据转换单元根据预设天然气流量给定值与天然气热值测量装置测量的天然气热值生成工作天然气流量给定值。控制单元与第一数据转换单元和流量调节装置信号连接。该天然气燃烧系统由于使用上述天然气流量控制方法，因此也具有上述天然气流量控制方法的优点。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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技术的一些实施例，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。
31.图1为本技术提供的天然气燃烧系统的结构示意图；
32.图2为本技术提供的天然气流量控制方法的交互流程图；
33.图3为现有技术的天然气燃烧系统的结构示意图；
34.图4为现有技术的天然气流量控制方法的交互流程图；
35.其中，图中各附图标记：
36.1、输气管道；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
2、天然气热值测量装置；
37.3、流量调节装置；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
4、天然气流量检测装置；
38.5、压力测量装置；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
6、温度测量装置。
具体实施方式
39.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
40.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
41.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
42.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
43.天然气热值是指天燃气完全燃烧1立方米后释放的热量，单位为mj/nm3。影响天然气热值的主要因素有掺入天然气中的氮气含量、二氧化碳含量、乙烷/丙烷等其他杂质气体的含量等。这些杂质气体的掺入会极大影响天然气热值的稳定性，严重影响天燃气燃烧质量。
44.如图3和图4所示，现有的天然气燃烧系统只考虑到通过检测输气管道1内的天然气流量是否达到设定流量来控制天然气燃烧系统，忽略了天然气热值的变化也会对天然气燃烧质量造成影响。不管天然气热值变化多少，都按照同样的设定流量来控制。当天然气热值高时，本可以用较少的天然气量就能满足工艺要求，但按照固定给定量来控制的话，就浪费了不少天然气的使用量，降低了天然气热量的利用率。当天然气热值低时，因天然气发热量不能能满足工艺要求，就需要操作人员频繁的加减天然气给定量，导致燃烧系统不稳定，
进而影响产品质量。
45.如图1和图2所示，本技术提供一种天然气流量控制方法，包括如下步骤：
46.检测目标天然气管道中的热值；根据预设天然气流量给定值与检测到的目标天然气管道中的热值生成工作天然气流量给定值；将目标天然气管道中的流量调节为工作天然气流量给定值。
47.本技术的天然气流量控制方法通过检测目标天然气管道中的热值，并根据该热值生成对应的工作天然气流量给定值，使目标天然气管道中的天然气流量能够跟随热值的变化而变化，使得天然气流量控制方法控制更加精细，提高了天然气流量控制的精准性，提高了天然气热量的利用率，达到节能减排，节约成本的效果。
48.在一个实施例中，根据预设天然气流量给定值与检测到的目标天然气管道中的热值生成工作天然气流量给定值的计算公式为：工作天然气流量给定值q1＝预设天然气流量给定值q0×
(标准热值/实际天然气热值q)。
49.例如，预设天然气流量给定值q0＝1000nm3/h；
50.实际天然气热值q＝40mj/nm3；
51.标准热值＝39mj/nm3；
52.则，工作天然气流量给定值q1＝1000x(39/40)＝975nm3/h；
53.或者，当实际天然气热值q＝38mj/nm3时；
54.工作天然气流量给定值q1＝1000x(39/38)＝1026.3nm3/h；
55.其中，标准热值由实际工况设定。
56.在一个实施例中，天然气流量控制方法还包括获取预设周期对应的工作天然气流量给定值，以将目标天然气管道中的流量调节为获取的工作天然气流量给定值。
57.工作天然气流量给定值能够根据预设周期不断更新赋值，使工作天然气流量给定值按预设周期改变，从而进一步提高天然气流量的控制精准性，节约天然气的使用。
58.在一个实施例中，天然气流量控制方法还包括将目标天然气管道中的流量调节为工作天然气流量给定值之后检测目标天然气管道中的实际天然气流量值，当实际天然气流量值与工作天然气流量给定值不同时，将实际天然气流量值调节为工作天然气流量给定值。
59.如图1所示，本技术还提供了一种天然气燃烧系统，包括输气管道1、天然气热值测量装置2、流量调节装置3、第一数据转换单元和控制单元。输气管道1的进气端连接至天然气源。天然气热值测量装置2具有布置在输气管道1中的热值测量件。流量调节装置3安装于输气管道1中。第一数据转换单元与天然气热值测量装置2信号连接，第一数据转换单元具有预设天然气流量给定值，第一数据转换单元用于根据预设天然气流量给定值与天然气热值测量装置2测量的天然气热值生成工作天然气流量给定值。控制单元与第一数据转换单元和流量调节装置3信号连接。
60.其中，天然气热值测量装置2用于在线检测输气管道1中天然气的实际热值，并将热值信号传输至第一数据转换单元。天然气热值测量装置2采用气相谱仪等用于分析和检测天然气热值的装置。气相谱仪适用于天然气的含量分析和热值的测定，能独立完成天然气热值测量的设备。气相谱仪测量稳定性好、结构简单、操作方便、实用性好，广泛应用于钢铁、化工、煤气化、生物质气化裂解等领域。由于天然气热值测量装置2采用现有设
备，因此，对天然气热值测量装置2的组成和工作原理不展开描述。流量调节装置3为可调节输气管道1中天然气流量的流量阀。
61.使用时，确定好预设天然气流量给定值q0并将预设天然气流量给定值q0输入第一数据转换单元。第一数据转换单元将预设天然气流量给定值q0与天然气热值测量装置2测量的实际天然气热值q代入热值-流量计算公式生成工作天然气流量给定值q1。控制单元控制流量调节装置3将输气管道1中的天然气流量值调节至工作天然气流量给定值q1。
62.本技术的天然气燃烧系统通过增加天然气热值测量装置2和第一数据转换单元，使输气管道1中的实际天然气热值q通过第一数据转换单元不断调整出新的工作天然气流量给定值q1，使工作天然气流量给定值q1能够随实际天然气热值q变化而变化，使得天然气燃烧系统的控制更加精细化，提高了天然气流量控制方面的精准性，提高了天然气热量的利用率，达到节能减排，节约成本的效果。
63.如图2所示，在一个实施例中，包括与控制单元信号连接的时间控制单元，时间控制单元用于根据预设周期将第一数据转换单元生成的工作天然气流量给定值赋值于控制单元。
64.由于控制单元通常采用pid回路(负反馈控制回路)，为了避免出现pid回路振荡，通过时间控制单元按照预设周期将工作天然气流量给定值赋值于控制单元，使工作天然气流量给定值的变化周期由时间控制单元决定，从而进一步提高天然气流量的控制精准性，节约天然气的使用。其中，时间控制单元可以为具有延时程序的芯片或延时继电器等。
65.可以理解的，在另一个实施例中，也能够通过时间控制单元与天然气热值测量装置2信号连接，时间控制单元用于根据预设周期获取天然气热值测量装置2测量的天然气热值，实现天然气热值按预设周期获取，并按预设周期调节工作天然气流量给定值，同样实现提高天然气流量的控制精准性，节约天然气使用的效果。
66.如图1所示，在一个实施例中，还包括安装于输气管道1的天然气流量检测装置4，天然气流量检测装置4具有布置在输气管道1中的流量检测件，天然气流量检测装置4与控制单元信号连接。
67.天然气流量检测装置4用于测量输气管道1中天然气的实际流量，并将实际流量值反馈至控制单元。控制单元根据天然气流量检测装置4反馈的实际流量值控制调节装置3的启闭程度。
68.如图1和图2所示，在一个实施例中，还包括压力测量装置5、温度测量装置6和第二数据转换单元，压力测量装置5和温度测量装置6均安装于输气管道1，天然气流量检测装置4、压力测量装置5和温度测量装置6均信号连接于第二数据转换单元，第二数据转换单元用于根据天然气流量检测装置4、压力测量装置5和温度测量装置6的测量值生成标况天然气流量值。控制单元根据标况天然气流量值与工作天然气流量给定值对比，控制流量调节装置3工作。
69.压力测量装置5用于测量输气管道1中天然气的实际压力，并将实际压力值反馈至控制单元。温度测量装置6用于测量输气管道1中天然气的实际温度，并将实际温度值反馈至控制单元。
70.由于天然气在输气管道1中传输时，压力、温度等物理量会随着传输距离与传输位置改变。因此，通过天然气流量检测装置4、压力测量装置5和温度测量装置6分别对输气管
道1中天然气的实际流量、压力、温度的测量，再通过第二数据转换单元换算为标况天然气流量值，使标况天然气流量值与工作天然气流量给定值进行对比，能够提高调节装置3的流量调节精度，减少压力、温度等因素对天然气流量的影响。
71.如图2所示，在一个实施例中，还包括与控制单元信号连接的警报单元，天然气热值测量装置2采集的天然气热值超出预定天然气热值阈值范围时，警报单元工作。
72.其中，警报单元可以为声光报警器。通过设置警报单元提示实际天然气热值q是否满足预定天然气热值阈值范围，确保天然气燃烧系统的稳定运行，并提醒操作人员在天然气热值异常情况下进行相应操作。使用时，在控制单元上输入预定天然气热值阈值范围(例如，36mj/nm
3-39mj/nm3)，当天然气热值测量装置2采集的天然气热值大于39mj/nm3，或者小于36mj/nm3时，控制单元启动警报单元工作，并切断实际天然气热值参与控制调节，即工作天然气流量给定值q1不再随实际天然气热值q的变化而变化，有效控制天然气燃烧系统的稳定运行。可以理解的，也可通过设置一键输入设置实际天然气热值q是否参与天然气流量控制，方便天然气燃烧系统的控制调节。
73.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
技术特征：
1.一种天然气流量控制方法，其特征在于，包括如下步骤：检测目标天然气管道中的热值；根据预设天然气流量给定值与检测到的目标天然气管道中的热值生成工作天然气流量给定值；将所述目标天然气管道中的流量调节为所述工作天然气流量给定值。2.如权利要求1所述的天然气流量控制方法，其特征在于，根据预设天然气流量给定值与检测到的目标天然气管道中的热值生成工作天然气流量给定值的计算公式为：工作天然气流量给定值＝预设天然气流量给定值
×
(标准热值/实际天然气热值)。3.如权利要求1所述的天然气流量控制方法，其特征在于，所述天然气流量控制方法还包括获取预设周期对应的所述工作天然气流量给定值，以将所述目标天然气管道中的流量调节为获取的所述工作天然气流量给定值。4.如权利要求1所述的天然气流量控制方法，其特征在于，所述天然气流量控制方法还包括将所述目标天然气管道中的流量调节为所述工作天然气流量给定值之后检测目标天然气管道中的实际天然气流量值，当所述实际天然气流量值与所述工作天然气流量给定值不同时，将所述实际天然气流量值调节为所述工作天然气流量给定值。5.一种天然气燃烧系统，其特征在于，包括：输气管道(1)，所述输气管道(1)的进气端连接至天然气源；天然气热值测量装置(2)，具有布置在所述输气管道(1)中的热值测量件；流量调节装置(3)，安装于所述输气管道(1)中；第一数据转换单元，与所述天然气热值测量装置(2)信号连接，所述第一数据转换单元具有预设天然气流量给定值，所述第一数据转换单元用于根据所述预设天然气流量给定值与所述天然气热值测量装置(2)测量的天然气热值生成工作天然气流量给定值；控制单元，与所述第一数据转换单元和所述流量调节装置(3)信号连接。6.如权利要求5所述的天然气燃烧系统，其特征在于，包括与所述控制单元信号连接的时间控制单元，所述时间控制单元用于根据预设周期将所述第一数据转换单元生成的工作天然气流量给定值赋值于所述控制单元。7.如权利要求5所述的天然气燃烧系统，其特征在于，还包括与所述天然气热值测量装置(2)信号连接的时间控制单元，所述时间控制单元用于根据预设周期获取所述天然气热值测量装置(2)测量的天然气热值。8.如权利要求5所述的天然气燃烧系统，其特征在于，还包括安装于所述输气管道(1)的天然气流量检测装置(4)，所述天然气流量检测装置(4)具有布置在所述输气管道(1)中的流量检测件，所述天然气流量检测装置(4)与所述控制单元信号连接。9.如权利要求8所述的天然气燃烧系统，其特征在于，还包括压力测量装置(5)、温度测量装置(6)和第二数据转换单元，所述压力测量装置(5)和温度测量装置(6)均安装于所述输气管道(1)，所述天然气流量检测装置(4)、所述压力测量装置(5)和所述温度测量装置(6)均信号连接于所述第二数据转换单元，所述第二数据转换单元用于根据所述天然气流量检测装置(4)、所述压力测量装置(5)和所述温度测量装置(6)的测量值生成标况天然气流量值。10.如权利要求5所述的天然气燃烧系统，其特征在于，还包括与所述控制单元信号连
接的警报单元，所述天然气热值测量装置(2)采集的天然气热值超出预定天然气热值阈值范围时，所述警报单元工作。
技术总结
本申请提供一种天然气流量控制方法及天然气燃烧系统，方法包括检测目标天然气管道中的热值；根据预设天然气流量给定值与检测到的目标天然气管道中的热值生成工作天然气流量给定值；将目标天然气管道中的流量调节为工作天然气流量给定值。本申请的天然气流量控制方法通过检测目标天然气管道中的热值，并根据该热值生成对应的工作天然气流量给定值，使目标天然气管道中的天然气流量能够跟随热值的变化而变化，使得天然气流量控制方法控制更加精细，提高了天然气流量控制的精准性，提高了天然气热量的利用率，达到节能减排，节约成本的效果。本申请的天然气燃烧系统由于使用上述天然气流量控制方法，因此也具有上述天然气流量控制方法的优点。控制方法的优点。控制方法的优点。
