[發(fā)明專利]一種茶葉烘干機(jī)燃煤熱風(fēng)爐的智能恒溫控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210577604.3
• 申請(qǐng)日: 2012-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103032965A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金心怡;郝志龍;李天習(xí);陳壽松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建農(nóng)林大學(xué)
• 主分類號(hào): F24H9/20
• 分類號(hào): F24H9/20;F26B21/00
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及茶葉烘干機(jī)燃煤熱風(fēng)爐的溫度控制領(lǐng)域，特別是一種茶葉烘干機(jī)燃煤熱風(fēng)爐的智能恒溫控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

加工1kg干茶需蒸發(fā)3.2-3.5kg水，按理論計(jì)算需消耗熱量7620KJ，但在實(shí)際生產(chǎn)中，烘干1kg干茶需要消耗熱量約29300KJ，耗標(biāo)準(zhǔn)煤1.1-1.5kg，熱效率僅為21-24%。茶葉加工中消耗熱量最大的屬茶葉烘干，目前全國(guó)茶葉加工廠約50%仍使用煤作為燃料。

茶葉烘干能耗主要由5部分組成：（1）用于蒸發(fā)茶葉水分的能耗，一般占20-30%；（2）茶葉升溫及萎凋、烘干作業(yè)廢氣帶走的熱量約占20-40%；（3）熱風(fēng)爐排煙熱損失，約占30-40%；（4）熱風(fēng)爐蓄熱散熱損失，占5-10%；（5）其他熱損失，如不完全燃燒等，占10-15%。熱損失最嚴(yán)重的是煙氣帶走的熱量。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的提供一種茶葉烘干機(jī)燃煤熱風(fēng)爐的智能恒溫控制系統(tǒng)。

本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn)：一種茶葉烘干機(jī)燃煤熱風(fēng)爐的智能恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)通過(guò)采集烘干機(jī)送風(fēng)口的熱風(fēng)溫度、燃煤熱風(fēng)爐的排煙溫度以及引煙機(jī)的電頻率，經(jīng)一PLC進(jìn)行PID運(yùn)算和模糊運(yùn)算后，并根據(jù)該運(yùn)算結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)，通過(guò)變頻控制引煙機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述采集熱風(fēng)溫度和排煙溫度采用鉑電阻測(cè)溫元件，該鉑電阻測(cè)溫元件采集的信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器后發(fā)送給所述PLC。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述PID運(yùn)算是：實(shí)測(cè)熱風(fēng)溫度比設(shè)定溫度低5℃以上時(shí)，采用PI調(diào)節(jié)，P=30.0，I=3.0；實(shí)測(cè)熱風(fēng)溫度與設(shè)定溫度偏差低于5℃時(shí)，采用PID調(diào)節(jié)，P=40.0，I=6.0，D=0.5。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述的模糊運(yùn)算：當(dāng)所述排煙溫度達(dá)到215℃，引煙機(jī)保持最低電頻率20HZ；如排煙溫度在215℃—240℃之間，將引煙機(jī)的最低電頻率乘以0.98-0.8。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述的模糊運(yùn)算還包括以引煙機(jī)頻率為輸入信號(hào)的模糊控制；引煙機(jī)電頻率分低區(qū)20-40?HZ和高區(qū)40-50?HZ，當(dāng)處于低區(qū)時(shí)，引煙機(jī)保持最低電頻率20HZ，保證熱風(fēng)爐不會(huì)出現(xiàn)缺氧燃燒；當(dāng)處于高區(qū)時(shí)，啟動(dòng)所述PID調(diào)節(jié)。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，當(dāng)所述引煙機(jī)電頻率高于40HZ，并且排煙溫度持續(xù)下降10℃，該系統(tǒng)將報(bào)警提示需要添加燃料。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，該系統(tǒng)能控制2-10臺(tái)熱風(fēng)爐。

本發(fā)明首次將PID智能控制技術(shù)與變頻技術(shù)綜合應(yīng)用于茶葉烘干機(jī)的燃煤熱風(fēng)爐的引風(fēng)風(fēng)量調(diào)節(jié)，克服了以往僅調(diào)節(jié)烘干機(jī)熱風(fēng)爐熱風(fēng)量造成溫度不穩(wěn)定，影響茶葉品質(zhì)的弊端，達(dá)到節(jié)能減排、茶葉品質(zhì)顯著提高的效果；有效地解決了燃煤熱風(fēng)爐由于煤燃燒波動(dòng)造成烘干溫度忽高忽低，受燒煤工人為因素影響大，烘干機(jī)熱風(fēng)溫度沖高造成茶葉高火甚至焦化，排煙耗能大等問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有的茶葉烘干機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明PID控制原理示意圖。

圖3是本發(fā)明智能恒溫控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖。

圖4是本發(fā)明控制前后的熱風(fēng)溫度比較示意圖。

圖5是本發(fā)明控制前后的排煙溫度比較示意圖。

其中1為爐柵，2為爐膛，3為引煙機(jī)，4為煙囪，5為熱交換壁，6為煙氣回路標(biāo)識(shí)，7為空氣回路標(biāo)識(shí)；8為爐門。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

請(qǐng)參照?qǐng)D1、圖2和圖3，本發(fā)明一種茶葉烘干機(jī)燃煤熱風(fēng)爐的智能恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于：該系統(tǒng)通過(guò)采集烘干機(jī)燃煤熱風(fēng)爐送風(fēng)口的熱風(fēng)溫度、排煙溫度以及引煙機(jī)的電頻率，經(jīng)一PLC進(jìn)行PID運(yùn)算和模糊運(yùn)算后，并根據(jù)該運(yùn)算結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)，通過(guò)變頻控制引煙機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速。

在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述采集熱風(fēng)溫度和排煙溫度采用鉑電阻電阻測(cè)溫元件，該鉑電阻測(cè)溫元件采集的信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換器后發(fā)送給所述PLC。