專利名稱：煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的控制方法及控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)，具體涉及對(duì)該系統(tǒng)的控制方法以及實(shí)現(xiàn)該方 法的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)是現(xiàn)有技術(shù)。以圖1所示的新型干法水泥余熱發(fā)電梯級(jí) 利用系統(tǒng)為例，該系統(tǒng)主要由篦冷機(jī)、冷卻風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、高溫取氣管、中溫取氣管、低溫?zé)?氣排氣管以及ASH鍋爐和AQC鍋爐等部分組成。該系統(tǒng)的工作過程為水泥原料在回轉(zhuǎn)窯 里燒成水泥熟料后從窯頭罩進(jìn)入篦冷機(jī)并掉到一段篦板上，然后隨著篦板的運(yùn)動(dòng)慢慢往篦 冷機(jī)尾部運(yùn)動(dòng)，此時(shí)由于多臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)不停地鼓風(fēng)冷卻，熟料的溫度不斷下降，最終達(dá)到允 許的溫度后排出篦冷機(jī)；而通過冷卻風(fēng)機(jī)送入篦冷機(jī)的風(fēng)冷卻了水泥熟料后其自身溫度升 高，變成高溫?zé)煔夂笠徊糠滞ㄟ^高溫取氣管進(jìn)入ASH鍋爐，一部分通過中溫取氣管進(jìn)入AQC 鍋爐，還有一部分通過低溫?zé)煔馀艢夤苌系呐艢忾y后與從ASH鍋爐和AQC鍋爐排出的廢氣 匯總再由引風(fēng)機(jī)抽取并排入煙囪；進(jìn)入ASH鍋爐的煙氣溫度高于進(jìn)入AQC鍋爐的煙氣溫度， 其作用是利用通過其中的高溫?zé)煔獍袮QC鍋爐和窯尾鍋爐送來的經(jīng)過一次過熱的過熱蒸 汽進(jìn)一步加熱成高溫過熱蒸汽輸出到汽輪機(jī)，AQC鍋爐則利用通過其中的高溫?zé)煔獍淹ㄟ^ 其中的水加熱成過熱蒸汽并送往ASH鍋爐進(jìn)行進(jìn)一步加熱，而通過排氣閥排入引風(fēng)機(jī)的那 部分煙氣溫度很低，其里面的熱能不容易被提取出來加以利用。其他已知的煙氣熱能梯級(jí) 利用系統(tǒng)的工作原理與此基本相同。要確保該煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的熱能利用率，必須根據(jù)篦冷機(jī)的實(shí)際工作狀況 對(duì)通過各級(jí)取氣管以及低溫?zé)煔馀艢夤艿臍饬髁窟M(jìn)行控制，從而使高溫取氣管、中溫取氣 管和低溫?zé)煔馀艢夤苤械臍饬髁窟_(dá)到一個(gè)理想的比例，這樣才能使熱能利用率最大化。這 已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員的共識(shí)。當(dāng)篦冷機(jī)的工作狀況發(fā)生變化時(shí)，各級(jí)取氣管以及低溫?zé)?氣排氣管之間的氣量分配關(guān)系也應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，因此就需要對(duì)各個(gè)管道上的閥門開 度進(jìn)行適應(yīng)性的調(diào)節(jié)才能保證煙氣在這些管道之間重新得到合理的分配。而目前的煙氣熱 能梯級(jí)利用系統(tǒng)對(duì)各級(jí)取氣管以及低溫?zé)煔馀艢夤苌系拈y門開度均由操作員根據(jù)篦冷機(jī) 的工況憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行手動(dòng)控制，因此無法根據(jù)篦冷機(jī)工況變化及時(shí)地對(duì)各級(jí)取氣管以及低溫 煙氣排氣管上的閥門開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，不僅造成煙氣熱能的浪費(fèi)，而且產(chǎn)生一定的安全隱患。 顯然，根據(jù)煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的運(yùn)行狀況自動(dòng)對(duì)該煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)中的各級(jí)取 氣管以及低溫?zé)煔馀艢夤苌系拈y門開度進(jìn)行調(diào)節(jié)是煙氣熱能梯級(jí)利用技術(shù)進(jìn)行后續(xù)發(fā)展 的必然要求。眾所周知，對(duì)管道上的閥門開度進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的在于改變?cè)摴艿纼?nèi)流體的流量。 對(duì)于上述的煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)而言，調(diào)節(jié)各級(jí)取氣管上的閥門開度也是為了改變各級(jí) 取氣管內(nèi)的氣流量。根據(jù)工程控制原理，如果本領(lǐng)域技術(shù)人員要設(shè)計(jì)一種可以分別對(duì)各級(jí) 取氣管上的閥門開度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的控制系統(tǒng)，顯然要將各閥門的開度定義為控制量，而 將對(duì)應(yīng)氣管內(nèi)的氣流量定義為被控量。要對(duì)上述被控量進(jìn)行監(jiān)測(cè)最為常用的辦法顯然是使用流量計(jì)。但對(duì)于煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)而言，由于各級(jí)取氣管的管徑過大并且氣體中的 含塵量太多，如果采用流量計(jì)來監(jiān)測(cè)管道內(nèi)的流量變化從而對(duì)閥門開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，不僅會(huì) 造成極大的檢測(cè)誤差，而且該流量計(jì)還會(huì)增大氣流阻力，對(duì)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)造成很大的影響。 因此，選擇取氣管內(nèi)的氣流量作為被控量是不妥的。實(shí)事求是的講，當(dāng)本領(lǐng)域技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)選擇取氣管內(nèi)的氣流量作為被控量不妥 時(shí)，由于管道內(nèi)的流量和壓力存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，顯而易見的改善措施是采用各級(jí)取氣 管管道內(nèi)的壓力作為被控量。當(dāng)采用這種方式時(shí)，可通過壓力傳感器來監(jiān)測(cè)管道內(nèi)的氣壓 變化，從而根據(jù)該壓力的變化來自動(dòng)調(diào)節(jié)該取氣管上的控制閥的開度，從而能夠?qū)⒐艿纼?nèi) 的氣壓維持在一設(shè)定值。當(dāng)篦冷機(jī)的工作狀況發(fā)生變化時(shí)，只需要改變管道內(nèi)的氣壓設(shè)定 值，就能夠自動(dòng)的調(diào)節(jié)該取氣管上的控制閥的開度，從而將管道內(nèi)的氣壓維持在改變后的 氣壓設(shè)定值上。但本申請(qǐng)的申請(qǐng)人卻發(fā)現(xiàn)，雖然篦冷機(jī)的工況波動(dòng)較大，但有時(shí)卻是由于回 轉(zhuǎn)窯工況變化所帶來的正常波動(dòng)，上述直接將各級(jí)取氣管管道內(nèi)的壓力作為被控量的控制 方式無論在是否屬于工況的正常波動(dòng)的情況下只要管道內(nèi)的壓力變化就會(huì)對(duì)閥門進(jìn)行較 大幅度的調(diào)節(jié)，因此對(duì)煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種既能夠能提高煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的熱 能利用率，同時(shí)受該煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)正常波動(dòng)的影響較小的煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng) 的控制方法及實(shí)現(xiàn)該方法的控制系統(tǒng)。本發(fā)明的控制方法的特點(diǎn)是通過煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)中熱源處的氣壓與任意 一級(jí)取氣管內(nèi)的氣壓之差來自動(dòng)調(diào)節(jié)該取氣管上的控制閥的開度，從而將上述差值維持在
一設(shè)定值。上述的“熱源”在本申請(qǐng)中明確定義為用于將熱量引入煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的 區(qū)域。以干法水泥余熱發(fā)電梯級(jí)利用系統(tǒng)為例，被該系統(tǒng)所利用的水泥熟料的熱量是從回 轉(zhuǎn)窯的窯頭罩引入到該干法水泥余熱發(fā)電梯級(jí)利用系統(tǒng)的，因此所述熱源處的氣壓即指回 轉(zhuǎn)窯的窯頭罩內(nèi)的罩壓。由于回轉(zhuǎn)窯的窯頭罩內(nèi)的罩壓反映了回轉(zhuǎn)窯的工作狀況，因此當(dāng) 回轉(zhuǎn)窯的工況變化帶來篦冷機(jī)工況的正常波動(dòng)時(shí)，回轉(zhuǎn)窯的窯頭罩內(nèi)的罩壓以及任意一級(jí) 取氣管內(nèi)的氣壓均會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，此時(shí)回轉(zhuǎn)窯的窯頭罩內(nèi)的罩壓與任意一級(jí)取氣管內(nèi) 的氣壓之差僅產(chǎn)生微小的變化，導(dǎo)致該取氣管的控制閥的開度變化小或是不變化，從而維 持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另一方面，如果維持回轉(zhuǎn)窯的窯頭罩內(nèi)的罩壓與任意一級(jí)取氣管內(nèi)的氣 壓之差分別為一定值，則通過各取氣管的氣流量比例就是一個(gè)定值，即各壓差的設(shè)定值之 比反應(yīng)了各取氣管中氣量的配比，這樣通過調(diào)整各壓差的設(shè)定值就能夠使各取氣管之間的 氣流量達(dá)到一個(gè)理想的比例，從而使煙氣熱能利用率達(dá)到最大化。本申請(qǐng)還在上述方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行了如下改進(jìn)，即通過該煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng) 中低溫?zé)煔馀艢夤苌系呐艢忾y前的煙氣溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)該排氣閥的開度，使當(dāng)上述的煙氣溫 度高于或等于一設(shè)定值時(shí)所述排氣閥關(guān)小，當(dāng)上述的煙氣溫度低于該設(shè)定值時(shí)所述排氣閥 開大。考慮工況的波動(dòng)，此設(shè)定值可在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)確定，也可以在不同的運(yùn)行狀態(tài)下根據(jù)需 要由現(xiàn)場(chǎng)工程師變更。該改進(jìn)措施就能夠使溫度低于某設(shè)定值的煙氣不經(jīng)過取氣管而直接 排出，而高于這個(gè)設(shè)定值的煙氣里面的熱量是可以利用的，可讓這部份煙氣通過取氣管從而利用這部份煙氣中的熱能。顯然，上述改進(jìn)能夠進(jìn)一步的提高煙氣熱能的利用率。在此基礎(chǔ)上，還可以根據(jù)所述排氣閥的開度變化自動(dòng)對(duì)各級(jí)取氣管上的控制閥的 開度進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)。其目的在于，由于排氣閥的開度發(fā)生變化，會(huì)導(dǎo)致煙氣在各級(jí)取氣管 以及低溫?zé)煔馀艢夤苤g的原有分配關(guān)系被打破，這時(shí)候根據(jù)所述排氣閥的開度變化自動(dòng) 對(duì)各級(jí)取氣管上的控制閥的開度進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)能夠快速的調(diào)節(jié)各取氣管上的控制閥的 開度，因此可提高各取氣管上的控制閥對(duì)于低溫?zé)煔馀艢夤苌系呐艢忾y前的煙氣溫度變化 的響應(yīng)時(shí)間，且減小了余熱利用系統(tǒng)對(duì)主工藝系統(tǒng)(熱源氣壓)的影響。本發(fā)明還提供了一種可實(shí)現(xiàn)上述方法的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)包括安裝在低溫?zé)?氣排氣管上的排氣閥以及安裝在各級(jí)取氣管上的控制閥，該控制系統(tǒng)還包括用于監(jiān)測(cè)該煙 氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)中熱源處的氣壓與任意一級(jí)取氣管內(nèi)的氣壓之差的壓力檢測(cè)裝置，以 及通過該壓力檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)來自動(dòng)調(diào)節(jié)所述取氣管上的控制閥的開度、從而將所述 熱源處的氣壓與該取氣管內(nèi)的氣壓之差維持在一設(shè)定值的控制器。進(jìn)一步的，該控制系統(tǒng)還包括用于監(jiān)測(cè)所述低溫?zé)煔馀艢夤苌系呐艢忾y前的煙氣 溫度的溫度檢測(cè)裝置，以及通過該溫度檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)來自動(dòng)調(diào)節(jié)所述排氣閥的開度 從而使當(dāng)所述的煙氣溫度高于或等于一設(shè)定值時(shí)所述排氣閥關(guān)小，當(dāng)上述的煙氣溫度低于 該設(shè)定值時(shí)所述排氣閥開大的控制器。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的控制方法不僅有效地減 輕了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，消除了手動(dòng)控制所帶來的的安全隱患，而且能夠快速、準(zhǔn)確的自動(dòng) 將各級(jí)取氣管之間的氣量的配比調(diào)節(jié)到預(yù)設(shè)的理想比例，從而提高煙氣熱能的利用率。


圖1為本發(fā)明煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的控制原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明?，F(xiàn)以新型干法水泥余熱發(fā)電梯級(jí)利用系統(tǒng)為例，對(duì)本發(fā)明的煙氣熱能梯級(jí)利用系 統(tǒng)的控制方法進(jìn)行說明。如圖1所示，該新型干法水泥余熱發(fā)電梯級(jí)利用系統(tǒng)主要由篦冷 機(jī)4、冷卻風(fēng)機(jī)5、引風(fēng)機(jī)2、高溫取氣管701、中溫取氣管702、低溫?zé)煔馀艢夤?以及ASH鍋 爐和AQC鍋爐等部分組成。在高溫取氣管701上安裝有控制閥F1，在中溫取氣管702上安 裝有控制閥F2，在低溫?zé)煔馀艢夤?安裝有排氣閥F3，ASH鍋爐的排氣管與中溫取氣管702 連通，AQC鍋爐的排氣管與低溫?zé)煔馀艢夤?上位于排氣閥F3后面的管道連通，篦冷機(jī)4的 取氣口與回轉(zhuǎn)窯9的窯頭罩3連通。其中，“AQC”是空氣急冷冷卻器的簡(jiǎn)稱，而“AQC鍋爐” 是指新型干法水泥生產(chǎn)線中水泥窯頭余熱鍋爐，其作用是利用通過其中的高溫?zé)煔獍淹ㄟ^ 其中的水加熱成過熱蒸汽；“ASH”是公共過熱器的簡(jiǎn)稱，而“ASH鍋爐”是指新型干法水泥生 產(chǎn)線中余熱鍋爐的公共過熱器，其作用是利用通過其中的高溫?zé)煔獍袮QC鍋爐和窯尾鍋爐 送來的經(jīng)過一次過熱的過熱蒸汽進(jìn)一步加熱成高溫過熱蒸汽輸出到汽輪機(jī)。該新型干法水泥余熱梯級(jí)利用系統(tǒng)的工作過程為水泥原料在回轉(zhuǎn)窯9里燒成水 泥熟料后從窯頭罩3進(jìn)入篦冷機(jī)4并掉到一段篦板上，然后隨著篦板的運(yùn)動(dòng)慢慢往篦冷機(jī)4尾部運(yùn)動(dòng)，此時(shí)由于多臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)5不停地鼓風(fēng)冷卻，熟料的溫度不斷下降，最終達(dá)到允 許的溫度后排出篦冷機(jī)4 ；而通過冷卻風(fēng)機(jī)5送入篦冷機(jī)4的風(fēng)冷卻了水泥熟料后其自身 溫度升高，變成高溫?zé)煔夂笠徊糠滞ㄟ^高溫取氣管701進(jìn)入ASH鍋爐，一部分通過中溫取氣 管702進(jìn)入AQC鍋爐，還有一部分通過低溫?zé)煔馀艢夤?上的排氣閥F3后與從ASH鍋爐和 AQC鍋爐排出的廢氣匯總再由引風(fēng)機(jī)2抽取并排入煙囪1?？梢?，高溫?zé)煔馊夤?01和中 溫?zé)煔馊夤?02組成的兩級(jí)取氣管，煙氣分別從這兩級(jí)取氣管引入后通過ASH鍋爐和AQC 鍋爐進(jìn)行再利用。而低溫?zé)煔馀艢夤?理論上用于將不能為余熱發(fā)電所利用溫度較低的煙 氣直接排出。在本實(shí)施方式中，所述高溫?zé)煔馊夤?01上的控制閥Fl、中溫?zé)煔馊夤?02上 的控制閥F2以及低溫?zé)煔馀艢夤?上的排氣閥F3分別由反作用PID控制器按如下方式進(jìn) 行控制令ΔΡ1 = P-P1，ΔΡΓ = Δ Pl-Pl'，則 F1=K1(AP1' + / ΔΡ1' dt_d F' /dt)；令ΔΡ2 = P-P2，ΔΡ2' = ΔΡ2-Ρ2'，則 F2 = K2(AP2' + / ΔΡ2' dt_d F' /dt)；令ΔΤ3 = Τ3_Τ'，則 F = Κ3 ( Δ Τ3+ / Δ T3dt+d Δ T3/dt)；上述公式中，P為熱源6上的氣壓，Pl為高溫?zé)煔馊夤?01上的實(shí)際氣壓，Pl ‘ 為高溫?zé)煔馊夤?01上的設(shè)定氣壓，F(xiàn)l為高溫?zé)煔馊夤?01上的控制閥Fl的開度指 揮值，Kl為系數(shù)，P2為中溫?zé)煔馊夤?02上的實(shí)際氣壓，P2'為中溫?zé)煔馊夤?02上 的設(shè)定氣壓，F(xiàn)2為中溫?zé)煔馊夤?02上的控制閥F2的開度指揮值，K2為系數(shù)，T3為排 氣閥F3前的煙氣實(shí)際溫度，T'為排氣閥F3前的煙氣設(shè)定溫度，F(xiàn)為排氣閥F3的開度指揮 值，K3為系數(shù)，F(xiàn)'為排氣閥F3的實(shí)際開度反饋值；所述熱源6處的氣壓是指回轉(zhuǎn)窯9的窯 頭罩3內(nèi)的罩壓。下面結(jié)合圖2對(duì)上述方法進(jìn)行進(jìn)一步的說明圖2中，帶圈的ΔΡ1和ΔΡ2分別指對(duì)ΔΡ1和Δ P2這兩個(gè)差壓進(jìn)行取樣。顯然， Δ Pl是指熱源6上的氣壓P與高溫?zé)煔馊夤?01上的實(shí)際氣壓Pl之間的差值，ΔΡ2是 指熱源6上的氣壓P與中溫?zé)煔馊夤?02上的實(shí)際氣壓Ρ2之間的差值。最好是采用差 壓計(jì)對(duì)ΔΡ1和ΔΡ2這兩個(gè)差壓進(jìn)行取樣，當(dāng)然也可以通過氣壓計(jì)分別對(duì)氣壓P、氣壓Pl和 氣壓Ρ2進(jìn)行取樣后進(jìn)行減法運(yùn)算后得到差值ΔΡ1和差值ΔΡ2。圖2中，帶圈的Τ3是指對(duì) 排氣閥F3前的煙氣實(shí)際溫度Τ3進(jìn)行取樣。此時(shí)應(yīng)采用溫度傳感器對(duì)排氣閥F3前的煙氣 實(shí)際溫度Τ3進(jìn)行取樣。圖2中，實(shí)線方框的Δ指求兩個(gè)信號(hào)的差并輸出其差值。此處得到的差值ΔΡ1' 就是取樣到的差值ΔPl與設(shè)定值Pl'之差，得到的差值ΔΡ2'就是取樣到的差值ΔΡ2與 設(shè)定值Ρ2'之差，而得到的Δ Τ3就是取樣到的實(shí)際溫度Τ3與設(shè)定溫度T'之差。圖2中，實(shí)線方框的PI是指對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行比例積分運(yùn)算，而實(shí)線方框的Σ指對(duì) 輸入信號(hào)求和。這兩個(gè)步驟即對(duì)應(yīng)上述公式Fl = Kl ( ΔPl' + / ΔΡ1' dt-d F' /dt)， F2 = Κ2(ΔΡ2' + / ΔΡ2' dt-d F' /dt)以及 F = K3 ( Δ T3+ / Δ T3dt+d Δ T3/dt)。此外，圖2中的虛線方框的Δ指求兩個(gè)信號(hào)的差且此差值高于一定量時(shí)輸出開 關(guān)量信號(hào)；實(shí)線方框的s/ζ指手/自動(dòng)切換；實(shí)線方框的術(shù)氺指把輸入信號(hào)限制在一定范 圍內(nèi)輸出；實(shí)線方框的SF指電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部的伺服放大器；實(shí)線方框的Z指電動(dòng)執(zhí)行機(jī) 構(gòu)。
必須指出，對(duì)于公式Fl = Κ1(ΔΡ1' + / ΔΡ1' dt-d F' /dt)和公式 F2 = Κ2(ΔΡ2' + f ΔΡ2' dt-d F' /dt)，這兩個(gè)公式中的微分部分所涉及的參數(shù)F'是指排 氣閥F3的實(shí)際開度反饋值，該微分部分的作用在于如果排氣閥F3因溫度的原因(或者是 切為手動(dòng)了)有了動(dòng)作，就會(huì)導(dǎo)致篦冷機(jī)所產(chǎn)生的余熱煙氣在三個(gè)閥門之間的原有分配關(guān) 系被打破，這時(shí)候利用排氣閥F3的實(shí)際開度反饋值F'對(duì)時(shí)間t的導(dǎo)數(shù)來快速調(diào)整控制閥 F1、F2的開度，從而提高各取氣管上的控制閥對(duì)于低溫?zé)煔馀艢夤苌系呐艢忾yF3前的煙氣 溫度變化的響應(yīng)時(shí)間，且減小了余熱利用系統(tǒng)對(duì)主工藝系統(tǒng)(熱源氣壓)的影響。對(duì)該微 分部分的運(yùn)算反映在圖2中即為實(shí)線方框的D以及實(shí)線方框的Σ。上述方法與目前的手動(dòng)控制的使用效果對(duì)比如下1、廢熱煙氣取氣(以2500t/d的新型干法水泥線為例)(1)采用本發(fā)明自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)篦冷機(jī)雙取氣口參數(shù)窯頭熟料冷卻機(jī)中部高低溫取風(fēng)余熱量為高溫:31000m3/h(標(biāo)況)，溫度500 °C ；低溫84000m3/h(標(biāo)況)，溫度300 °C ；窯尾預(yù)熱器廢氣余熱量為185000m3/h (標(biāo)況)，溫度330°C。(2)無自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)某一篦冷機(jī)雙取氣口參數(shù)窯頭熟料冷卻機(jī)中部高低溫取風(fēng)余熱量為高溫26000m3/h(標(biāo)況)，溫度500°C ；低溫70000m3/h(標(biāo)況)，溫度300 °C ；窯尾預(yù)熱器廢氣余熱量為185000m3/h (標(biāo)況)，溫度330°C。2、發(fā)電功率計(jì)算如下(以2500t/d的新型干法水泥線為例)(1)采用本發(fā)明自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)達(dá)到工況
權(quán)利要求
煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的控制方法，其特征在于通過該煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)中熱源(6)處的氣壓與任意一級(jí)取氣管內(nèi)的氣壓之差來自動(dòng)調(diào)節(jié)該取氣管上的控制閥的開度，從而將上述差值維持在一設(shè)定值。
2.如權(quán)利要求1所述的煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的控制方法，其特征在于通過該煙氣 熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)中低溫?zé)煔馀艢夤?8)上的排氣閥(F3)前的煙氣溫度(T3)自動(dòng)調(diào)節(jié)該 排氣閥(F3)的開度，使當(dāng)上述的煙氣溫度(T3)高于或等于一設(shè)定值(T')時(shí)所述排氣閥 (F3)關(guān)小，當(dāng)上述的煙氣溫度(T3)低于該設(shè)定值(T')時(shí)所述排氣閥(F3)開大。
3.如權(quán)利要求2所述的煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的控制方法，其特征在于根據(jù)所述排 氣閥(F3)的開度變化自動(dòng)對(duì)各級(jí)取氣管上的控制閥的開度進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)節(jié)。
4.如權(quán)利要求3所述的煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的控制方法，其特征在于該煙氣熱能 梯級(jí)利用系統(tǒng)具有包括高溫?zé)煔馊夤?701)和中溫?zé)煔馊夤?702)在內(nèi)的至少兩級(jí)取 氣管以及低溫?zé)煔馀艢夤?8)，所述高溫?zé)煔馊夤?701)上的控制閥(Fl)、中溫?zé)煔馊?管(702)上的控制閥(F2)以及低溫?zé)煔馀艢夤?8)上的排氣閥(F3)分別由反作用PID控 制器按如下方式進(jìn)行控制令 ΔΡ1 = P-P1，ΔΡ1' = Δ Pl-Pl'，貝Ij Fl = Kl ( Δ Pl ‘ + f Δ Pl' dt-d F' /dt)；令 ΔΡ2 = P-P2，ΔΡ2' = ΔΡ2-Ρ2'，貝Ij F2 = Κ2 ( Δ Ρ2 ‘ + f ΔΡ2' dt-d F' /dt)；令 ΔΤ3 = Τ3-Τ'，則 F = K3(AT3+/ Δ T3dt+d Δ T3/dt)；上述公式中，P為熱源(6)處的氣壓，Pl為高溫?zé)煔馊夤?701)上的實(shí)際氣壓，Pl' 為高溫?zé)煔馊夤?701)上的設(shè)定氣壓，F(xiàn)l為高溫?zé)煔馊夤?701)上的控制閥(Fl)的 開度指揮值，Kl為系數(shù)，P2為中溫?zé)煔馊夤?702)上的實(shí)際氣壓，P2'為中溫?zé)煔馊?管(702)上的設(shè)定氣壓，F(xiàn)2為中溫?zé)煔馊夤?702)上的控制閥(F2)的開度指揮值，K2為 系數(shù)，T3為排氣閥(F3)前的煙氣實(shí)際溫度，T'為排氣閥(F3)前的煙氣設(shè)定溫度，F(xiàn)為排 氣閥(F3)的開度指揮值，K3為系數(shù)，F(xiàn)'為排氣閥(F3)的實(shí)際開度反饋值。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的控制方法，其特征在于當(dāng) 所述煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)為干法水泥余熱發(fā)電梯級(jí)利用系統(tǒng)時(shí)，所述熱源(6)處的氣壓 是指回轉(zhuǎn)窯(9)的窯頭罩(3)內(nèi)的罩壓(P)。
6.煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括安裝在低溫?zé)煔馀艢夤?8)上 的排氣閥(F3)以及安裝在各級(jí)取氣管上的控制閥，其特征在于該控制系統(tǒng)還包括用于 監(jiān)測(cè)該煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)中熱源(6)處的氣壓與任意一級(jí)取氣管內(nèi)的氣壓之差的壓 力檢測(cè)裝置，以及通過該壓力檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)來自動(dòng)調(diào)節(jié)所述取氣管上的控制閥的開 度、從而將所述熱源(6)處的氣壓與該取氣管內(nèi)的氣壓之差維持在一設(shè)定值的控制器。
7.如權(quán)利要求6所述的煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征在于該控制系統(tǒng) 還包括用于監(jiān)測(cè)所述低溫?zé)煔馀艢夤堍巧系呐艢忾y(F3)前的煙氣溫度(T3)的溫度檢測(cè) 裝置，以及通過該溫度檢測(cè)裝置的輸出信號(hào)來自動(dòng)調(diào)節(jié)所述排氣閥(F3)的開度從而使當(dāng) 所述的煙氣溫度(T3)高于或等于一設(shè)定值(T')時(shí)所述排氣閥(F3)關(guān)小，當(dāng)上述的煙氣 溫度(T3)低于該設(shè)定值(T')時(shí)所述排氣閥(F3)開大的控制器。
8.如權(quán)利要求7所述的煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其特征在于該煙氣熱能 梯級(jí)利用系統(tǒng)具有包括高溫?zé)煔馊夤?701)和中溫?zé)煔馊夤?702)在內(nèi)的至少兩級(jí)取 氣管以及低溫?zé)煔馀艢夤?8)，所述高溫?zé)煔馊夤?701)上的控制閥(Fl)、中溫?zé)煔馊夤?702)上的控制閥(F2)以及低溫?zé)煔馀艢夤?8)上的排氣閥(F3)分別采用如下控制方 式的反作用PID控制器來進(jìn)行控制令 ΔΡ1 = P-P1，ΔΡ1' = Δ Pl-Pl'，貝Ij Fl = Kl ( Δ Pl ‘ + f Δ Pl' dt-d F' /dt)； 令 ΔΡ2 = P-P2，ΔΡ2' = ΔΡ2-Ρ2'，貝Ij F2 = Κ2 ( Δ Ρ2 ‘ + / ΔΡ2' dt-d F' /dt)； 令 ΔΤ3 = Τ3-Τ'，則 F = K3(AT3+/ Δ T3dt+d Δ T3/dt)；上述公式中，P為熱源(6)處的氣壓，Pl為高溫?zé)煔馊夤?701)上的實(shí)際氣壓，Pl' 為高溫?zé)煔馊夤?701)上的設(shè)定氣壓，F(xiàn)l為高溫?zé)煔馊夤?701)上的控制閥(Fl)的 開度指揮值，Kl為系數(shù)，P2為中溫?zé)煔馊夤?702)上的實(shí)際氣壓，P2'為中溫?zé)煔馊?管(702)上的設(shè)定氣壓，F(xiàn)2為中溫?zé)煔馊夤?702)上的控制閥(F2)的開度指揮值，K2為 系數(shù)，T3為排氣閥(F3)前的煙氣實(shí)際溫度，T'為排氣閥(F3)前的煙氣設(shè)定溫度，F(xiàn)為排 氣閥(F3)的開度指揮值，K3為系數(shù)，F(xiàn)'為排氣閥(F3)的實(shí)際開度反饋值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種既能夠提高煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的熱能利用率，同時(shí)受該煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)正常波動(dòng)的影響較小的煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)的控制方法及實(shí)現(xiàn)該方法的控制系統(tǒng)。本發(fā)明的控制方法的特點(diǎn)是通過煙氣熱能梯級(jí)利用系統(tǒng)中熱源處的氣壓與任意一級(jí)取氣管內(nèi)的氣壓之差來自動(dòng)調(diào)節(jié)該取氣管上的控制閥的開度，從而將上述差值維持在一設(shè)定值。方法不僅有效地減輕了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，消除了手動(dòng)控制所帶來的安全隱患，而且能夠快速、準(zhǔn)確的自動(dòng)將各級(jí)取氣管之間的氣量的配比調(diào)節(jié)到預(yù)設(shè)的理想比例，從而提高煙氣熱能的利用率。
文檔編號(hào)F27D19/00GK101943524SQ20101051336
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者李炎, 肖峰, 趙學(xué)明, 陳葉滔, 饒榮 申請(qǐng)人:成都四通新能源技術(shù)有限公司