CN114909896A - 一种应用于连续式干燥的风量自动控制方法及其*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于连续式干燥的风量自动控制方法及其***,包括如下步骤:S1:通过推演构建排湿风机和循环风机的风量;S2:建立算法来方便获取风量需要的改变值;S3:在排湿口安装湿度检测传感器,和排湿风机风速做闭环控制,使得蒸发的水分能最快从排湿口排出;S4:通过改变循环风机风速,来补足运行过程中改变的排湿风量和物料达到目标水分所需要的风量,达到出口水分稳定在目标值;S5:实时的监测物料厚度,计算产能的大小,进一步计算所要带走的水分,本发明能够降低对于热风温度的需求,使用低温烘干,且节能减排效果较好,自动化程度更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种风量自动控制方法及其***,尤其是一种应用于连续式干燥的风量自动控制方法及其***。
背景技术
在连续式干燥机中,热的气流被引导通过一个或两个产品床,待干燥的产品经过进料关风器连续进入干燥机,旋转阀卸料翻板确保干燥后的产品被顺利卸料到下一个产品床或进入料斗;操作人员通过检测出口物料的水分来调节热风的目标温度;连续式干燥机一般选用在水产饲料,水产饲料烘干机热风温度一般在100-130℃范围,过高温度的烘干会造成美拉德反应(非酶褐变)影响饲料营养价值;非酶褐变也会导致产品的颜色过深,影响销售;且偏高的温度设置也会导致能耗的加大,过分的干燥带去多余的水分,也损失了部分产品的利润。
因此急需一种能够降低对于热风温度的需求,使用低温烘干,且节能减排效果较好,自动化程度更高的风量自动控制方法及其***。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于连续式干燥的风量自动控制方法及其***,能够降低对于热风温度的需求,使用低温烘干,且节能减排效果较好,自动化程度更高。
本发明提供了如下的技术方案:
一种应用于连续式干燥的风量自动控制方法及其***,包括如下步骤:
S1:通过推演构建排湿风机和循环风机的风量;
S2:建立算法来方便获取风量需要的改变值;
S3:在排湿口安装湿度检测传感器,和排湿风机风速做闭环控制,使得蒸发的水分能最快从排湿口排出;
S4:通过改变循环风机风速,来补足运行过程中改变的排湿风量和物料达到目标水分所需要的风量,达到出口水分稳定在目标值;
S5:实时的监测物料厚度,计算产能的大小,进一步计算所要带走的水分。
优选的,S1中构建排湿风机和循环风机的风量的算法,具体如下:
定义进料温度Tin℃,水分Win%kg;出料温度Tout℃,水分Wout%kg;
每1000kg进料中,含有1000Win%kg的水和1000(100-Win)%kg的干料;
每1000kg出料中,含有1000Wout%kg的水和1000(100-Wout)%kg的干料;
若出料含有干料1000(100-Win)%kg,对应含有水分x kg,则有:
所以,蒸发水分的重量
1000Win%-x
又每蒸发1kg的水需要热量2360KJ,
可以得到每生产1000kg产品排湿风机排出的热量QEx,
计算m kg物料烘干所需要吸收的热量QM,其中m kg=1000kg时,
QM=mcM(Tout-Tin),cM:物料的比热容,cM=1.8KJ/(kg·℃),
QM=1800(Tout-Tin),
所以每生产1000kg产品循环风机提供的热量QRec,
QRec=QM+QEx
又由
QRec=mReccair(Tout-Tin),cair为空气的比热容,cair=1KJ/(kg·℃),
因为单位体积的空气质量=1.2kg/m3,
所以每生产1000kg产品循环风机提供的风量VRec,
QRec=1.2VRec(Tout-Tin)
通过公式
QRec=1.2VRec(Tout-Tin)
可以求得VRec,
所以当进料产能为Cin T/h时,循环风机的目标风量VRecaim=CinVRec,
对应循环风机性能曲线图,可以推算出循环风机目标转速SRecaim;
又通过公式
求得每生产1000kg产品排湿风机提供的风量VEx,
当进料产能为Cin T/h时,排湿风机的目标风量VExaim=CinVEx,
对应排湿风机性能曲线图,可以推算出排湿风机目标转速SExaim;
以上,我们可以得到对应产能时我们需要的循环风机目标转速SRecaim和排湿风机目标转速SExaim。
优选的,S2中建立算法来方便获取风量需要的改变值的方法包括以下步骤:
通过排湿口湿度传感器控制目标相对湿度来确定变化的蒸发热量ΔQEx,
ΔQEx=1.2(VExaim-V0)(Tout-Tin);
其中V0是排湿风机经过相对湿度控制模块调节后的风量;
通过出料口水分传感器控制目标水分得到物料需要增加的热量ΔQM,
其中W0是实际测得的出口水分;
求得循环风机所需增加传递的热量ΔQRec,
ΔQRec=ΔQM+ΔQEx
进一步我们可以求得所需改变的循环风机风速。
优选的,排湿口保持出口水分在90%。
优选的,S3中,根据排湿风机的目标风量,且结合对应排湿风机性能曲线图,推算出排湿风机的风机频率,排湿风机的风机频率即为排湿风机目标转速,在排湿口安装湿度传感器,用于检测到的实际相对湿度与目标相对湿度作比较,进而通过控制器控制增大或减小风机频率,实现和排湿风机风速形成闭环控制的目的。
基于上述应用于连续式干燥的风量自动控制方法,应用于连续式干燥的风量自动控制***,包括烘干机,所述烘干机的顶部设置有进料口,其底部设置有出料口,所述烘干机内由上到下安装有用于承载物料的上层床板和下层床板,循环风机安装在所述烘干机的一侧用以使得空气经过燃气加热变成热风在设备内部循环,排湿风机与烘干机的上部联通,用以抽走含多余水分的湿空气,且烘干机连接排湿风机的管道上安装有用于检测排湿风口的湿空气水分的湿度传感器,所述烘干机上还安装有用于检测设备内部物料产能的雷达料位器,且所述出料口出还安装有用于检测出口物料的水分的水分传感器。
本发明的有益效果是:
1、由于烘干的过程就是带走水分的过程,而烘干一吨饲料要带走多少水分?本发明一改以往单纯的改变目标温度达到烘干效果的控制方式,通过自动控制风机风量来精确的带走蒸发的水分,达到低温烘干,最低能耗的目的,且通过风量自动控制以此来带走湿度比较高的气流,并使干燥的热空气回到加热腔重复利用;
2、本发明降低了热风温度的需求,通过低温烘干,可以实现节能减排的目的;
3、本发明通过实时调节,可以实现减少人员操作的目的。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明应用于连续式干燥的风量自动控制***结构示意图;
图2是本发明控制器***的结构示意图;
图3是本发明控制流程逻辑图;
图4是循环风机性能曲线图;
图5是排湿风机性能曲线图;
图6是排湿风机风量控制逻辑图;
图7是循环风机风量控制逻辑图;
图中的标记:1为排湿风机,2为循环风机,3为湿度传感器,4为雷达料位器,5为水分传感器。
具体实施方式
结合图1至图7所示的一种应用于连续式干燥的风量自动控制方法,在本实施例中,包括如下步骤:
S1:通过推演构建排湿风机1和循环风机2的风量,在本实施例中,参见图4和图5,采用远东双诚风机(江苏)有限公司型号规格为SC430-930A的排湿风机1以及型号规格为SC480-980A循环风机2;
S2:建立算法来方便获取风量需要的改变值;
S3:在排湿口安装湿度检测传感器,和排湿风机1风速做闭环控制,使得蒸发的水分能最快从排湿口排出;
S4:通过改变循环风机2风速,来补足运行过程中改变的排湿风量和物料达到目标水分所需要的风量,达到出口水分稳定在目标值;
S5:实时的监测物料厚度,计算产能的大小,进一步计算所要带走的水分。通过推演构建排湿风机1和循环风机2的风量算法,具体如下:
定义进料温度Tin℃,水分Win%kg;出料温度Tout℃,水分Wout%kg;
每1000kg进料中,含有1000Win%kg的水和1000(100-Win)%kg的干料;
每1000kg出料中,含有1000Wout%kg的水和1000(100-Wout)%kg的干料;
若出料含有干料1000(100-Win)%kg,对应含有水分x kg,则有:
所以,
所以,蒸发水分的重量=1000Win%-x
又每蒸发1kg的水需要热量2360KJ,
可以得到每生产1000kg产品排湿风机1排出的热量QEx,
计算m kg物料烘干所需要吸收的热量QM,其中m kg=1000kg时,
QM=mcM(Tout-Tin),cM:物料的比热容,cM=1.8KJ/(kg·℃),
QM=1800(Tout-Tin),
所以每生产1000kg产品循环风机2提供的热量QRec,
QRec=QM+QEx
又由
QRec=mReccair(Tout-Tin),cair为空气的比热容,cair=1KJ/(kg·℃),
因为单位体积的空气质量=1.2kg/m3,
所以每生产1000kg产品循环风机2提供的风量VRec,
QRec=1.2VRec(Tout-Tin)
通过公式
QRec=1.2VRec(Tout-Tin)
可以求得VRec,
所以当进料产能为Cin T/h时,循环风机2的目标风量VRecaim=CinVRec,
对应循环风机2性能曲线图,可以推算出循环风机2目标转速SRecaim;
又通过公式
求得每生产1000kg产品排湿风机1提供的风量VEx,
当进料产能为Cin T/h时,排湿风机1的目标风量VExaim=CinVEx,
对应排湿风机1性能曲线图,可以推算出排湿风机1目标转速SExaim;
以上,我们可以得到对应产能时我们需要的循环风机2目标转速SRecaim和排湿风机1目标转速SExaim。
在生产过程中,因为环境的变化,产能等不稳定性因素,成品物料的水分也在实时变化。
我们需要建立算法来方便获取风量需要的改变值,从而达到自动控制水分的目的。
当连续生产时,因为环境因素,整个***在不断地变化,
所以我们通过排湿口湿度传感器3控制目标相对湿度来确定变化的蒸发热量ΔQEx,
ΔQEx=1.2(VExaim-V0)(Tout-Tin);
其中V0是排湿风机1经过相对湿度控制模块调节后的风量;
通过出料口水分传感器5控制目标水分得到物料需要增加的热量ΔQM,
其中W0是实际测得的出口水分;
求得循环风机2所需增加传递的热量ΔQRec,
ΔQRec=ΔQM+ΔQEx
进一步我们可以求得所需改变的循环风机2风速。
排湿口保持出口水分90%时,排湿在最佳效果。
S3中我们在排湿口安装湿度检测传感器,和排湿风机1风速做闭环控制,使得蒸发的水分能最快从排湿口排出,根据排湿风机1的目标风量,且结合对应排湿风机1性能曲线图,推算出排湿风机1的风机频率,排湿风机1的风机频率即为排湿风机1目标转速,在排湿口安装湿度传感器3,用于检测到的实际相对湿度与目标相对湿度作比较,进而通过控制器控制增大或减小风机频率,实现和排湿风机1风速形成闭环控制的目的。
且在S4中通过改变循环风机2风速,来补足运行过程中改变的排湿风量和物料达到目标水分所需要的风量,达到出口水分稳定在目标值。
基于上述应用于连续式干燥的风量自动控制方法,应用于连续式干燥的风量自动控制***,包括烘干机,所述烘干机的顶部设置有进料口,其底部设置有出料口,所述烘干机内由上到下安装有用于承载物料的上层床板和下层床板,循环风机2安装在所述烘干机的一侧用以使得空气经过燃气加热变成热风在设备内部循环,排湿风机1与烘干机的上部联通,用以抽走含多余水分的湿空气,且烘干机连接排湿风机1的管道上安装有用于检测排湿风口的湿空气水分的湿度传感器3,所述烘干机上还安装有用于检测设备内部物料产能的雷达料位器4,且所述出料口出还安装有用于检测出口物料的水分的水分传感器5。
本发明中应用于连续式干燥的风量自动控制***的工作步骤,具体如下:
1、烘干机运行后,排湿风机1启动最低速度运行;
2、烘干机内由进料口进料,且排湿风机1慢慢加速到目标设定值,然后保持,若物料到达上层床板最低料层设定,则放料至下层床板,否则则持续进料,直至物料到达下层床板最低料层设定,否则持续进料,此时循环后,若物料到达下层床板最低料层设定,则循环风机2慢慢加速至目标设定值,然后保持;
3、连续生产中,若排湿口湿度偏大,则增加排湿风机1速度,若排湿口湿度偏小,则减小排湿风机1速度,若出水口水分偏大,则增加循环风机2速度,若出水口水分偏小,则减小循环风机2速度;
4、连续生产直至结束操作,若结束操作,则停止进料,直至烘干机内自动清空后,停止烘干机,再停止排湿风机1和循环风机2。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.应用于连续式干燥的风量自动控制方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1:通过推演构建排湿风机和循环风机的风量;
S2:建立算法来方便获取风量需要的改变值;
S3:在排湿口安装湿度检测传感器,和排湿风机风速做闭环控制,使得蒸发的水分能最快从排湿口排出;
S4:通过改变循环风机风速,来补足运行过程中改变的排湿风量和物料达到目标水分所需要的风量,达到出口水分稳定在目标值;
S5:实时的监测物料厚度,计算产能的大小,进一步计算所要带走的水分。
2.根据权利要求1所述的应用于连续式干燥的风量自动控制方法,其特征在于,所述S1中通过推演构建排湿风机和循环风机的风量算法,具体如下:
定义进料温度Tin℃,水分Win%kg;出料温度Tout℃,水分Wout%kg;
每1000kg进料中,含有1000Win%kg的水和1000(100-Win)%T kg的干料;
每1000kg出料中,含有1000Wout%kg的水和1000(100-Wout)%kg的干料;
若出料含有干料1000(100-Win)%kg,对应含有水分x kg,则有:
所以,蒸发水分的重量=1000Win%-x
又每蒸发1kg的水需要热量2360KJ,
可以得到每生产1000kg产品排湿风机排出的热量QEX,
计算m kg物料烘干所需要吸收的热量QM,
其中m kg=1000kg时;
QM=mcM(Tout-Tin),cM为物料的比热容,cM=1.8KJ/(kg·℃),
QM=1800(Tout-Tin),
所以每生产1000kg产品循环风机提供的热量QRec,
QRec=QM+QEx
又由
QRec=mReccair(Tout-Tin),cair为空气的比热容,cair=1KJ/(kg·℃),
因为单位体积的空气质量=1.2kg/m3,
所以每生产1000kg产品循环风机提供的风量VRec,
QRec=1.2VRec(Tout-Tin)
通过公式
QRec=1.2VRec(Tout-Tin),
可以求得VRec,
所以当进料产能为Cin T/h时,循环风机的目标风量VRecaim=CinVRec,对应循环风机性能曲线图,可以推算出循环风机目标转速SRecaim;
又通过公式
求得每生产1000kg产品排湿风机提供的风量VEx,
当进料产能为Cin T/h时,排湿风机的目标风量VExaim=CinVEx,
对应排湿风机性能曲线图,可以推算出排湿风机目标转速SExaim;
以上,我们可以得到对应产能时我们需要的循环风机目标转速SRecaim和排湿风机目标转速SExaim。
4.根据权利要求3所述的应用于连续式干燥的风量自动控制方法,其特征在于,排湿口保持出口水分在90%。
5.根据权利要求1所述的应用于连续式干燥的风量自动控制方法,其特征在于,所述S3中,根据排湿风机的目标风量,且结合对应排湿风机性能曲线图,推算出排湿风机的风机频率,排湿风机的风机频率即为排湿风机目标转速,在排湿口安装湿度传感器,用于检测到的实际相对湿度与目标相对湿度作比较,进而通过控制器控制增大或减小风机频率,实现和排湿风机风速形成闭环控制的目的。
6.应用于连续式干燥的风量自动控制***,其特征在于,包括烘干机,所述烘干机的顶部设置有进料口,其底部设置有出料口,所述烘干机内由上到下安装有用于承载物料的上层床板和下层床板,循环风机安装在所述烘干机的一侧用以使得空气经过燃气加热变成热风在设备内部循环,排湿风机与烘干机的上部联通,用以抽走含多余水分的湿空气,且烘干机连接排湿风机的管道上安装有用于检测排湿风口的湿空气水分的湿度传感器,所述烘干机上还安装有用于检测设备内部物料产能的雷达料位器,且所述出料口出还安装有用于检测出口物料的水分的水分传感器。
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