[發明專利]一種用于移動床內高溫固體散料冷卻的控制系統及方法

有效

• 申請號: 201710113947.7
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106949743B
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 王樹眾;蔡建軍;馬立偉;張茜;孟海魚;陳林;景澤鋒;張忠清;于鵬飛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F27D19/00;F27D11/02;C21B3/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

本發明公開了一種用于移動床內高溫固體散料冷卻的控制系統及方法，通過監測移動床內高溫固體散料的重要參數，通過控制振動出料機的排料速率、風機風量及落渣管流量，使得床內料層維持在一定高度，并保證適度冷卻，使高溫散料在移動床內達到理想的換熱要求；具體控制思路可概括為：根據散料堆積層表面溫度、散料堆積層料高及排料口處散料溫度的監測信號，對冷卻風的風量、振動床的排料速度及落渣管的落渣流量進行實時有效控制，控制過程中對控制參數的優先等級進行了合理設定，使冷卻風的風量控制、振動床的排料速度控制及落渣管的落渣流量控制之間完美耦合，可實現多種工況的有效控制，大幅增加移動床內高溫固體散料的冷卻效果的適度性。

技術領域

本發明涉及高爐渣余熱回收技術領域，特別涉及一種用于移動床內高溫固體散料冷卻的控制系統及方法。

背景技術

目前，中國是全球最大的鋼鐵生產國，鋼鐵產量已連續17年保持世界第一。2014年中國生鐵產量達到7.11億噸，約占世界鋼鐵總產量60％。在鋼鐵冶煉過程中，將產生大量高溫爐渣。據估計，高爐渣的出爐渣溫可高達1400～1550℃，通過計算可知每噸高溫高爐渣的顯熱值可高達1260～1880MJ/噸，相當于60kg標準煤/噸。據統計，基于我國現有的鋼鐵冶煉技術，每生產1噸生鐵將產生0.3噸高爐渣，以目前我國生鐵產量7.11億噸進行計算，可折合產生2.13億噸以上的高爐渣，其顯熱量相當于1278萬噸標準煤。

目前，我國鋼廠對高溫高爐渣常用的處理方法為水淬粒化法，通過對高溫高爐渣進行水淬粒化處理后，用于水泥生產原料。水淬粒化法雖然實現了高爐渣的大規模利用，但處理過程需消耗大量水資源，據估計處理1噸高溫熔渣，約需消耗新水1噸，循環用水約10噸。另外，水淬過程中釋放出大量的H₂S和SO₂氣體，腐蝕建筑、破壞設備和惡化工作環境，同時產生大量水蒸氣，造成了高爐渣所含高值顯熱的巨大浪費。

干法處理技術利用高溫高爐渣與傳熱介質間接或直接接觸進行渣粒化及顯熱回收，處理過程中不耗費寶貴的水資源，也幾乎不釋放H₂S和SO₂等有害氣體。隨著我國對鋼鐵行業節能減排工作的全力推進，高溫高爐渣干法離心粒化技術受到了業內的高度關注。在干法離心粒化處理過程中，高溫高黏度的爐渣由高速旋轉的轉盤甩離轉盤表界面，在空中形成液滴，這些微小的液滴與空間中的傳熱介質，一般為空氣，進行強烈的直接換熱，使液滴溫度降低，使其液滴表面發生相變，形成凝固層，隨著溫度進一步降低，液滴逐漸轉變成固體小顆粒。由于粒化過程中轉盤的轉速極快，一般可高達1000-2000r/min，導致液滴的切向速度極快，使得液滴在轉盤周向空間上的換熱有限，此時液滴表面僅能形成一層較薄的凝固層，內層仍呈液相，顆粒整體溫度仍可高達800-900℃。為進一步降低顆粒溫度，需加強顆粒在移動床內的換熱。此時，高溫顆粒(高溫固體散料)在移動床內的冷卻時間、冷卻風量及排料速度，成為了鋼渣余熱回收利用技術的控制關鍵因素。因此，必須尋求一種可靠的、有效的新控制系統及方法，控制移動床內高溫固體散料的適度冷卻效果，最終實現理想的排渣溫度。

發明內容

本發明的目在于提供一種用于移動床內高溫固體散料冷卻的控制系統及方法，通過監測移動床內高溫固體散料的重要參數，通過控制振動出料機的排料速率、風機風量及落渣管流量，使得床內料層維持在一定高度，并保證適度冷卻，使高溫散料在移動床內達到理想的換熱要求。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：