[發(fā)明專利]基于導(dǎo)熱油的煙氣余熱回收裝置的預(yù)警與控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310157579.8
• 申請(qǐng)日: 2013-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN103225882A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周萍;馬海博;白涵;尚升;孫浩;李筱劼;劉帥帥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號(hào): F24H9/20
• 分類號(hào): F24H9/20
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 黃美成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動(dòng)檢測(cè)和過(guò)程控制領(lǐng)域，涉及基于導(dǎo)熱油的煙氣余熱回收裝置的預(yù)警與控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

導(dǎo)熱油（導(dǎo)熱油）作為一種優(yōu)良的傳熱介質(zhì)，具有高溫低壓的傳熱特點(diǎn)，且熱效率高、傳熱均勻、溫度控制準(zhǔn)確，因此被廣泛應(yīng)用于煙氣余熱回收裝置中。但在煙氣余熱回收裝置長(zhǎng)期在高溫狀態(tài)下運(yùn)行，導(dǎo)熱油容易發(fā)生裂解，出現(xiàn)介質(zhì)結(jié)焦的問(wèn)題，嚴(yán)重影響回收裝置的正常運(yùn)行與生產(chǎn)，同時(shí)也降低了回收裝置的傳熱效率，增加了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。

現(xiàn)有技術(shù)中的煙氣余熱回收裝置的預(yù)警系統(tǒng)僅能監(jiān)測(cè)回收裝置中導(dǎo)熱油的溫度，并在導(dǎo)熱溫度過(guò)高時(shí)發(fā)出報(bào)警，不能及時(shí)、自動(dòng)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱油流量的精確調(diào)節(jié)，限制了煙氣余熱回收系統(tǒng)整體效率的提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供基于導(dǎo)熱油的煙氣余熱回收裝置的預(yù)警與控制系統(tǒng)，對(duì)煙氣余熱回收裝置進(jìn)行熱平衡分析，應(yīng)用流動(dòng)與傳熱的數(shù)值模擬技術(shù)，從介觀層次研究煙氣流速與溫度、介質(zhì)流速等參數(shù)對(duì)介質(zhì)溫度分布的影響規(guī)律，在導(dǎo)熱油溫度達(dá)到警戒值時(shí)及時(shí)報(bào)警并調(diào)節(jié)油泵流量，減少導(dǎo)熱油在高溫下結(jié)焦的幾率。

一種基于導(dǎo)熱油的煙氣余熱回收裝置的預(yù)警與控制系統(tǒng)，包括第一熱電偶測(cè)溫裝置、第二熱電偶測(cè)溫裝置、第一流量計(jì)、第二流量計(jì)、控制單元、控制閥及報(bào)警單元；

所述基于導(dǎo)熱油的煙氣余熱回收裝置包括導(dǎo)熱油爐、第一油泵及第一儲(chǔ)油罐；其中，所述導(dǎo)熱油爐入口和出口均與煙氣輸送管道相連，導(dǎo)熱油爐中的輸油管入口與第一儲(chǔ)油罐的出口相連，導(dǎo)熱油爐中的輸油管出口與第一油泵的輸入端相連，第一油泵的輸出端與第一儲(chǔ)油罐的入口相連；

所述第一熱電偶測(cè)溫裝置設(shè)置于所述導(dǎo)熱油爐中輸油管彎折處，用于測(cè)量導(dǎo)熱油爐內(nèi)壁溫度，第二熱電偶測(cè)溫裝置設(shè)置于導(dǎo)熱油爐的煙氣管道進(jìn)口處；

所述第一流量計(jì)安裝在導(dǎo)熱油爐中的輸油管進(jìn)口處，第二流量計(jì)設(shè)置于導(dǎo)熱油爐的煙氣管道進(jìn)口處；

所述控制閥安裝于所述第一儲(chǔ)油罐的出口與導(dǎo)熱油爐的輸油管入口之間的輸油管上；

所述第一熱電偶測(cè)溫裝置、第二熱電偶測(cè)溫裝置、第一流量計(jì)、第二流量計(jì)、液位計(jì)、控制閥及報(bào)警單元均與控制單元相連。

還包括第二儲(chǔ)油罐、第二油泵及液位計(jì)；

所述液位計(jì)安裝于第一儲(chǔ)油罐上，與控制單元相連；

所述第二儲(chǔ)油罐與第一儲(chǔ)油罐之間設(shè)有第一輸油管和第二輸油管，且第一儲(chǔ)油罐的水平安裝位置高于第二儲(chǔ)油罐的水平安裝位置；其中，第一輸油管連接第一儲(chǔ)油罐的第一上端開口和第二儲(chǔ)油罐的第一上端開口，第二輸油管連接第一儲(chǔ)油罐的第二上端開口和第二儲(chǔ)油罐的第一下端開口，第二油泵設(shè)置于第二儲(chǔ)油罐第一下端開口和第二輸油管之間，且與控制單元相連。

所述第一儲(chǔ)油罐和第二儲(chǔ)油罐之間還設(shè)有第三輸油管，第三輸油管與第一輸油管相連，第三輸管上設(shè)有手動(dòng)控制閥。

所述控制閥為氣關(guān)式角型閥，其流量特性為等百分比形式。

所述流量計(jì)為節(jié)流式流量計(jì)、均速管流量計(jì)、電磁流量計(jì)、容積式流量計(jì)及質(zhì)量流量計(jì)當(dāng)中的一種。

所述的第一油泵和第二油泵為變頻泵或變速泵。

一種基于導(dǎo)熱油的煙氣余熱回收裝置的預(yù)警與控制方法，采用所述的基于導(dǎo)熱油的煙氣余熱回收裝置的預(yù)警與控制系統(tǒng)，包括導(dǎo)熱油溫度控制和第一儲(chǔ)油罐液位控制；

導(dǎo)熱油溫度控制過(guò)程如下：

步驟1：利用熱電偶測(cè)溫裝置實(shí)時(shí)獲取導(dǎo)熱油爐內(nèi)壁的溫度并將溫度信號(hào)輸入到控制單元，導(dǎo)熱油爐內(nèi)壁溫度與導(dǎo)熱油溫度相同；

步驟2：控制單元判斷導(dǎo)熱油溫度是否超出設(shè)定的溫度范圍，若超出設(shè)定的溫度范圍，則控制單元發(fā)出控制指令觸發(fā)報(bào)警單元報(bào)警；

控制單元依據(jù)當(dāng)前導(dǎo)熱油爐溫度發(fā)出控制指令至控制閥，調(diào)節(jié)控制閥閥門開度，改變進(jìn)入導(dǎo)熱油爐的導(dǎo)熱油的流速；

導(dǎo)熱油的流速由第一流量計(jì)測(cè)得的流量轉(zhuǎn)換獲得；

第一儲(chǔ)油罐液位控制過(guò)程如下：

步驟1：利用液位計(jì)實(shí)時(shí)采集第一儲(chǔ)油罐的液位并將液位信號(hào)輸入控制單元；

步驟2：基于輸入液位信號(hào)與設(shè)定液位之間存在偏差，利用PID控制方法控制第一油泵的流量，使得第一儲(chǔ)油罐中液位保持恒定；

當(dāng)?shù)谝挥捅玫牧髁恳验_到最大，而第一儲(chǔ)油罐的液位與設(shè)定液位相差超過(guò)設(shè)定液位的3%-5%時(shí)，則發(fā)出控制指令至第二油泵，將導(dǎo)熱油從第二儲(chǔ)油罐補(bǔ)充至第一儲(chǔ)油罐。

所述導(dǎo)熱油溫度控制的步驟2中導(dǎo)熱油溫度偏差與控制閥閥門開度之間的控制關(guān)系如下：