CN113805623B - 一种空气自对流箱型隔板装置的稳温调节控制模型及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气自对流箱型隔板装置的稳温调节控制模型及应用方法，属于节能环保领域。本发明中的箱型隔板装置包括箱体，箱体的两端分别设有进气风门，箱体内部设有呈W型布置的导流板，箱体顶部对应导流板形成的渐缩型通道上方分别设有空气导出管；稳温调节控制模型包括烟气温度监测单元、位于箱体两端的进气风门以及用于控制风门开度的定位控制单元。本发明通过合理的调节控制模型设计，实现精准、联动以及差值延迟的调节方式保持箱体热交换，实现自对流箱体稳温***自动调节，解决传统的直接参冷风降温调节缺陷，满足生产***烟气温度稳定需求的同时，还协同稳定了生产***压力，降低主风机负荷及电耗。

Description

一种空气自对流箱型隔板装置的稳温调节控制模型及应用 方法

技术领域

本发明涉及节能环保技术领域，更具体地说，涉及一种空气自对流箱型隔板装置的稳温调节控制模型及应用方法。

背景技术

国家绿色生产、节能减排标准的不断升级，钢铁冶金生产中烧结、球团、原料烘干、加热炉等各种生产烟气，都需要实现超净排放。烟气处理由单一的短流程电除尘(布袋除尘) 装置进行收尘，升级为长流程的电除尘(布袋除尘)+脱硫+脱硝+布袋除尘器处置。在除尘器前增设烟气预处理装置是目前行业内研究的新热点，如何实现稳温调节、杜绝工艺***兑冷风阀工作，提升生产稳定性、协同排放烟气净化处理的电除尘+脱硫+脱硝工作，同时减少烧结生产的大气消耗量，以及生产烟气净化及排放的处理量，对真正高效实现冶金生产节能环保是具有重大的突破。

经检索，中国专利申请号202010920484的申请案公开了一种稳温稳压的低温冷气产生装置及控制方法，该申请案通过在液氮输送管道上设置换热器可以提高***换热稳定性，并能够快速地调节所需冷气压力和温度，使其达到所需要求。又如中国专利申请号201911341710X 的申请案公开了一种除尘设备风门开度调节区间控制输出方法及控制***，根据除尘设备风门的开度状态维持所需的开度数值调节区间，经过数值调节控制模块使得除尘设备风门开度所需要的设定值在数值调节区间内依据设定的调节量在规定时间内增加或减少需要调节的数值，从而使除尘设备风门开度得以有效控制。实现了区间控制调节输出数值的协调控制，避免了控制对象超***况的发生。但以上申请案并不适用于对烟气预处理***的稳温调节，在稳定生产烟气温度方面仍有进一步提升的空间。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明拟提供一种空气自对流箱型隔板装置的稳温调节控制模型及应用方法，其中空气自对流箱型隔板装置与间接生产***烟气进行热量交换，通过合理的调节控制模型设计，实现精准、联动以及差值延迟的调节方式保持箱体热交换，实现简单、可靠的自对流箱体稳温***自动调节，解决传统的直接兑冷风降温调节缺陷，满足生产***烟气温度稳定需求；支撑生产烟气处理***协同稳温稳压降尘烟气量三重优化，提升烟气净化及排放的处理量、进一步提升运行效率，真正实现绿色生产。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种空气自对流箱型隔板装置的稳温调节控制模型，该箱型隔板装置包括箱体，箱体的两端分别设有进气风门，箱体内部设有呈W型布置的导流板，箱体顶部对应导流板形成的渐缩型通道上方分别设有空气导出管；所述稳温调节控制模型包括设置于箱体外部的烟气温度监测单元、环境温度监测单元、位于箱体两端的进气风门以及用于控制风门开度的定位控制单元。

更进一步地，烟气温度监测单元包括设置于箱体外部的的两组温度传感器，两组温度传感器分别位于烟道的进出口位置。

更进一步地，烟道外部还设有用于对两组温度传感器进行吹扫的吹扫管路，吹扫管路上分别设置有并联分布的电磁阀和旁通阀控制通断。

本发明的一种空气自对流箱型隔板装置的稳温调节应用方法，包括以下步骤：

S1、烟气温度监测单元检测烟道内的烟气实际温度，根据实际温度与标准温度值的差值的正负确定进气风门的开闭状态；

S2、根据实际温度与标准温度值的差值的大小确定并控制进气风门开度大小。

更进一步地，S1中烟气温度监测单元采用两组温度传感器对烟气进行实时测量，经DCS 控制***取平均值后得烟气实际温度T1。

更进一步地，S1中的烟气温度监测单元设置有吹扫装置定期吹扫，其吹扫方式按照以下规则进行：

自动吹扫方式：DCS控制***每隔一段时间发出信号打开电磁阀，压缩空气自动吹扫温度传感器；当检测温度异常，DCS控制***报警，此时人工打开旁通阀吹扫温度传感器，烟气温度监测单元自动以另外一组温度传感器的测量值为实际温度T1；排除故障后，旁通阀关闭，DCS控制***恢复T1取值规则。

更进一步地，S2中DCS控制***计算烟气实际温度T1与标准温度T的差值ΔT，风门开度和环境温度的关系存在一个@系数，@＝1+(25+环境温度t)/100，当ΔT为正值时，进气风门的开度自动调节按照以下规则进行：0℃<ΔT<3℃时，进气风门开始关闭，触发延时信号，等待90-150s后直至全关；

3℃≤ΔT<5℃时，调节进气风门开度至@*30％±5％后，反馈信号至DCS控制***，DCS 控制***发出进气风门停止信号，进气风门停止动作；

5℃≤ΔT≤8℃时，进气风门的开度至@*60％±5％后，反馈信号至DCS控制***，DCS控制***发出进气风门停止信号，进气风门停止动作；

ΔT＞8℃以上时，进气风门的开度至100％后，反馈信号至DCS控制***，DCS控制***发出进气风门停止信号，进气风门停止动作。

更进一步地，S2中DCS控制***计算烟气实际温度T1与标准温度T的差值ΔT，*当ΔT 为非正值时，进气风门的开度自动调节按照以下规则进行：

-2℃<ΔT<0℃时，进气风门开始关闭，触发延时信号，等待90-150s后直至全关；

-2℃≤ΔT≤-5℃时，调节进气风门开度至@*50％±5％后，反馈信号至DCS控制***， DCS控制***发出进气风门停止信号，进气风门停止动作；

ΔT＜-5℃时，调节进气风门开度至0％后，反馈信号至DCS控制***，DCS控制***发出进气风门停止信号，进气风门停止动作；

ΔT＝0时，进气风门状态保持不动。

更进一步地，所述标准温度T为100～200℃。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的空气自对流箱型隔板稳温调节控制模型，能够满足空气自对流箱型隔板稳温调节的控制要求，自动实现负压调节、差值延时调节，提高稳温箱体调节烟气温度的命中率。

(2)本发明的应用方法，配有双温检测单元以及左右进气风门联动控制，满足温度监测的准确性，进一步提高交换热量的能力，提高控制效率。

附图说明

图1为本发明中空气自对流箱型隔板装置的结构示意图；

图2为本发明中稳温调节控制模型的控制路线示意图。

示意图中的标号说明：

100、箱型隔板装置；101、进气风门；102、空气导出管；103、导流板；

200、上位机；201、DCS控制***；202、进气管路；203、电磁阀；204、旁通阀；205、吹扫管路；206、温度传感器；207、进气翻板阀；208、环境温度传感器；300、烟道。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

如图1所示为本实施例中的空气自对流箱型隔板装置，本实施例实际应用中是在除尘器前增加该隔板式降尘稳压稳温烧结烟气预处理***，即该空气自对流箱型隔板装置，该箱型隔板装置100包括箱体，箱体的两端底部分别设有进气风门101，箱体内部设有呈W型布置的导流板103，箱体顶部对应导流板103形成的渐缩型通道上方分别设有空气导出管102；具体如图1所示，箱体内部的4组导流板103均为倾斜设置，且上下两端均不与箱体上下内壁相接触，相邻两组导流板103之间也互不接触，4组配合形成类似W型布置，其中靠近进气风门101位置处的导流板103均从底部向上逐渐向靠近箱体端部内壁的方向倾斜延伸，以图 1中方位而言，靠近左侧进气风门101位置处的最左侧导流板103，向上逐渐向最左侧内壁倾斜延伸，使得与箱体左侧内壁之间形成空间渐缩的流通通道，该通道顶部即对应设置有最左端的空气导出管102；最右侧的导流板103沿底部向上逐渐向靠近箱体右侧内壁的方向倾斜延伸，与箱体右侧内壁之间形成空间渐缩的流通通道，该通道顶部即对应设有最右端的空气导出管102；中间的两组导流板103则从底部向上逐渐向靠近箱体中部方向倾斜延伸，使得中间形成空间渐缩的流通通道，该通道顶部即对应设有中部的空气导出管102。进入的烟气即经三组渐缩的流通通道处理最终排出空气导出管102。

实践中，该箱型隔板装置100是放置在烟道300中予以应用，具体如应用在除尘烟道300 中，用于对烟道300中烟气进行稳温调节控制，具体如图2所示，本实施例的空气自对流箱型隔板装置的稳温调节控制模型，包括设置于箱体外部的烟气温度监测单元、环境温度监测单元、位于箱体两端的进气风门101以及用于控制风门开度的定位控制单元。其中烟气温度监测单元包括设置于箱体外部的两组温度传感器206，两组温度传感器206分别位于烟道300 内的进出口位置，箱体外部还设有用于对两组温度传感器206进行吹扫的吹扫管路205，吹扫管路205上分别设置有并联分布的电磁阀203和旁通阀204控制通断。箱体的进气方式满足低负压热量交换工艺要求。环境温度监测单元即指设置于箱体外部的环境温度传感器208。

如图2所示为本实施例中稳温调节控制模型的控制路线示意图，亦为稳温调节控制模型的路线示意图，本实施例的稳温调节控制模型还包括上位机200和DCS控制***201，其中 DCS控制***201与上位机200相连，DCS控制***201还分别与环境温度传感器208、两组温度传感器206、温度传感器206的吹扫管路205、进气风门101形成的进气管路202、空气导出管102形成的排气管路等相连并对其进行信号控制。其中温度传感器206的吹扫管路205上设有电磁阀203和旁通阀204，可分别控制该吹扫管路205的通断。两条进气管路202上分别设有进气翻板阀207，即进气风门101上对应的进气翻板阀207，通过控制进气翻板阀207即控制进气风门101的开度大小。

本实施例的一种空气自对流箱型隔板装置的稳温调节应用方法，包括以下步骤：

S1、烟气温度监测单元检测烟道300内的烟气实际温度，根据实际温度与标准温度值的差值的正负确定进气风门101的开闭状态；

S2、根据实际温度与标准温度值的差值的大小确定并控制进气风门101开度大小。

具体地，S1中烟气温度监测单元采用两组温度传感器206对烟气进行实时测量，经DCS 控制***201取平均值后得烟气实际温度T1。S1中的烟气温度监测单元设置有吹扫装置定期吹扫，其吹扫方式按照以下规则进行：

自动吹扫方式：DCS控制***201每隔一段时间发出信号打开电磁阀203，压缩空气自动吹扫温度传感器206；当检测温度异常，DCS控制***201报警，此时人工打开旁通阀204吹扫温度传感器206，烟气温度监测单元自动以另外一组温度传感器206的测量值为实际温度T1；排除故障后，旁通阀204关闭，DCS控制***201恢复T1取值规则。

需要说明的是，S2中DCS控制***201计算烟气实际温度T1与标准温度T的差值ΔT，且风门开度和环境温度的关系存在一个@系数，@＝1+(25+环境温度t)/100，即当环境温度 t为25℃，则@取值1.5；当ΔT为正值时，进气风门101的开度自动调节按照以下规则进行：

0℃<ΔT<3℃时，进气风门101开始关闭，触发进气风门101延时信号，等待90-150s后直至全关；

3℃≤ΔT<5℃时，调节进气风门101开度至@*30％±5％后，位置反馈信号反馈至DCS 控制***201，DCS控制***201发出进气风门101停止信号，进气风门101停止动作；

5℃≤ΔT≤8℃时，进气风门101的开度至@*60％±5％后，反馈信号至DCS控制***201， DCS控制***201发出进气风门101停止信号，进气风门101停止动作；

ΔT＞8℃以上时，进气风门101的开度至100％后，反馈信号至DCS控制***201，DCS 控制***201发出进气风门101停止信号，进气风门101停止动作。

更进一步地，S2中DCS控制***201计算烟气实际温度T1与标准温度T的差值ΔT，当ΔT为非正值时，进气风门101的开度自动调节按照以下规则进行：

-2℃<ΔT<0℃时，进气风门101开始关闭，触发进气风门101延时信号，等待90-150s 后直至全关；

-2℃≤ΔT≤-5℃时，调节进气风门101开度至@*50％±5％后，位置反馈信号反馈至DCS 控制***201，DCS控制***201发出进气风门101停止信号，进气风门101停止动作；

ΔT＜-5℃时，调节进气风门101开度至0％后，反馈信号至DCS控制***201，DCS控制***201发出进气风门101停止信号，进气风门101停止动作；

ΔT＝0时，进气风门101状态保持不动。本实施例中标准温度T为100～200℃，具体根据实践应用需求设定。

采用本实施例的稳温调节控制模型，能够满足空气自对流箱型隔板稳温调节的控制要求，自动实现负压调节、差值延时调节，提高稳温箱体调节烟气温度的命中率；自对流式稳温隔板配有双温检测单元以及左右进气风门联动控制，满足温度监测的准确性，进一步提高交换热量的能力，提高控制效率。以下结合具体应用案例进行说明：

实施例2

应用于烧结生产场景：结合传统现场布置在电除尘前的粗烟气预处装置中，安装二级箱型隔板装置100，二级箱型隔板装置100同烟气进出口上下布置，进口的箱型隔板装置100，其进空气的进气风门101随进口粗烟气温度进行自动调节，出口的箱型隔板装置100的进气风门101随出口粗烟气温度进行自动调节，为了进一步提升稳温效果二级箱型隔板装置100 的进气风门101自动调节，采用差值延迟协同连锁自动控制调节方式，进一步提升烟气温度的稳定性，粗烟气温度150±5℃达60％以上。粗烟气绕过二级箱型隔板装置100通过三次转向变速度，完成毫米级粉尘颗粒收集了30％以上。间接参冷风稳定除尘/生产***压力，降低主风机符合，延长电/布袋除尘器检修周期。

实施例3

应用于球团生产场景，基本结构方法与实施例2基本相同，其不同在于：

预处理装置结合传统现场位置进出口在高空直线上，采用一级箱型隔板装置100，高度增加到30米以上，经检测收集毫米级粉尘颗粒40％左右。

箱型隔板装置100的进气风门101随出口粗烟气温度进行自动调节，采用空气自对流换热，换热后的洁净热空气由空气导出管102直接排放，粗烟气温度150±5℃达40％左右。

实施例4

应用于原料烘干生产场景，基本结构方法同实施例3采用一级隔板，不同和改进之处在于：为了满足布袋除尘布袋工作温度100℃以下的烟气温度要求，箱型隔板装置100不安装进气风门101，宽度增加到20米以上，增加热量交换面积，且空气导出管102加粗为￠1000 －以上快速充分降低烟气温度，经检测烟气温度降到80℃左右。

实施例5

应用于废钢加热生产单点吸尘场景，基本结构同实施例4，不同和改进之处在于：

为了充分回收废钢加热生产粗烟气中的锌元素，使其不破坏炼钢除尘大***除尘灰的循环利用，由于厂房高度、宽度受到限制，为了保障换热面积，将箱型隔板装置100增加到三级上下交错布置，将烟气温度降低到120℃以下，锌元素充分降温、聚集、回收经检测达90％以上。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种空气自对流箱型隔板装置的稳温调节应用方法，其特征在于：采用空气自对流箱型隔板装置的稳温调节控制模型，该箱型隔板装置（100）包括箱体，箱体的两端分别设有进气风门（101），箱体内部设有呈W型布置的导流板（103），箱体顶部对应导流板（103）形成的渐缩型通道上方分别设有空气导出管（102）；所述稳温调节控制模型包括设置于箱体外部的烟气温度监测单元、环境温度监测单元、位于箱体两端的进气风门（101）以及用于控制风门开度的定位控制单元；烟气温度监测单元包括设置于箱体外部的两组温度传感器（206），两组温度传感器（206）分别位于烟道（300）内的进出口位置；箱体外部还设有用于对两组温度传感器（206）进行吹扫的吹扫管路（205），吹扫管路（205）上分别设置有并联分布的电磁阀（203）和旁通阀（204）控制通断；

包括以下步骤：

S1、烟气温度监测单元检测烟道（300）内的烟气实际温度，根据实际温度与标准温度值的差值的正负确定进气风门（101）的开闭状态；

具体地，烟气温度监测单元采用两组温度传感器（206）对烟气进行实时测量，经DCS控制***（201）取平均值后得烟气实际温度T1；

且烟气温度监测单元设置有吹扫装置定期吹扫，其吹扫方式按照以下规则进行：

自动吹扫方式：DCS控制***（201）每隔一段时间发出信号打开电磁阀（203），压缩空气自动吹扫温度传感器（206）；当检测温度异常，DCS控制***（201）报警，此时人工打开旁通阀（204）吹扫温度传感器（206），烟气温度监测单元自动以另外一组温度传感器（206）的测量值为实际温度T1；排除故障后，旁通阀（204）关闭，DCS控制***（201）恢复T1取值规则；

S2、根据实际温度与标准温度值的差值的大小确定并控制进气风门（101）开度大小，具体地，

DCS控制***（201）计算烟气实际温度T1与标准温度T的差值ΔT，且风门开度和环境温度的关系存在一个@系数，@=1+（25+环境温度t）/100；标准温度T为100～200℃；

当ΔT为正值时，进气风门（101）的开度自动调节按照以下规则进行：

0℃<ΔT<3℃时，进气风门（101）开始关闭，触发延时信号，等待90-150s后直至全关；

3℃≤ΔT<5℃时，调节进气风门（101）开度至@*30%±5%后，反馈信号至DCS控制***（201），DCS控制***（201）发出进气风门（101）停止信号，进气风门（101）停止动作；

5℃≤ΔT≤8℃时，进气风门（101）的开度至@*60%±5%后，反馈信号至DCS控制***（201），DCS控制***（201）发出进气风门（101）停止信号，进气风门（101）停止动作；

ΔT ＞8℃时，进气风门（101）的开度至100%后，反馈信号至DCS控制***（201），DCS控制***（201）发出进气风门（101）停止信号，进气风门（101）停止动作；

当ΔT为非正值时，进气风门（101）的开度自动调节按照以下规则进行：

-2℃<ΔT<0℃时，进气风门（101）开始关闭，触发延时信号，等待90-150s后直至全关；

-2℃≤ΔT≤-5℃时，调节进气风门（101）开度至@*50%±5%后，反馈信号至DCS控制***（201），DCS控制***（201）发出进气风门（101）停止信号，进气风门（101）停止动作；

ΔT＜-5℃时，调节进气风门（101）开度至0%后，反馈信号至DCS控制***（201），DCS控制***（201）发出进气风门（101）停止信号，进气风门（101）停止动作；

ΔT=0时，进气风门（101）状态保持不动。

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