[發明專利]快速熱解爐的溫度控制方法

在審

• 申請號: 201710305029.4
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107239084A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 馬增煒;陳萬里;郭志佳;耿仕靜;劉艷;胡杰;吳道洪
• 申請（專利權）人: 神霧科技集團股份有限公司
• 主分類號: G05D23/22
• 分類號: G05D23/22
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙)11446
• 代理人: 冷文燕,劉國偉

技術領域

本發明涉及煤炭及生物質快速熱解領域，尤其涉及一種多蓄熱式輻射管快速熱解爐的溫度控制方法。

背景技術

隨著蓄熱式輻射管快速熱解爐應用越來越廣泛，其溫度控制的問題也日漸突出。快速熱解爐的溫度取決于燃料燃燒過程的放熱速率與原料熱解過程的吸熱速率。當燃料燃燒放熱速率慢，原料熱解在接近平衡的條件下進行，快速熱解爐的溫度于一定范圍內，燃料燃燒放出的熱量就會迅速傳遞給原料，并被熱解反應吸收。但是，當燃料燃燒速率大于原料熱解過程的吸熱速率，燃料燃燒的熱量大于原料熱解所需的吸熱量，此時快速熱解爐的溫度就會超過平衡溫度范圍。而快速熱解爐的燃料用量又與快速熱解爐溫度控制有關。

此外，快速熱解爐的溫度控制還應考慮產量及物料的情況。當產量較低，即喂料量較小，進料螺旋的轉速亦較慢，此時應相應降低快速熱解爐溫度。因快速熱解爐溫度過高，一方面會增加熱耗，另一方面還不利于熱工制度的穩定。總之，在快速熱解爐能力許可的情況下應適當提高快速熱解爐溫度以實現提高效率的目的

值得注意的是，現有技術在控制蓄熱式輻射管快速熱解爐的溫度時，往往忽略了爐體內超溫和故障的蓄熱式輻射管，在溫度控制時，仍將爐體內超溫和故障的蓄熱式輻射管的作為正常蓄熱式輻射管使用，顯然是不適宜的，會導致溫度控制不準確。當有部分輻射管停止燃燒時，燃氣流量不變化會造成其他的輻射管空燃比配比不當，燃燒不穩定，進而嚴重影響原料的熱解或浪費大量資源、增加成本，損失可能無法估量。

發明內容

針對上述問題，本發明旨在提供一種快速熱解爐的溫度控制方法，使得溫度控制更準確，提高熱解效率，減少能源損耗。

本發明提供的快速熱解爐的溫度控制方法，包括以下步驟：

在快速熱解爐的爐體內分區設置多個溫度控制區，各溫度控制區內均設置多個蓄熱式輻射管以及與所述蓄熱式輻射管連接的燃氣調節閥、空氣調節閥；在所述快速熱解爐的各溫度控制區的爐體內設置熱電偶，測量各溫度控制區內的爐體溫度；在每個所述蓄熱式輻射管上設置單獨的熱電偶，測量所述蓄熱式輻射管的溫度；

將爐體溫度的信號傳給控制器，然后所述控制器執行控制程序進行計算與判斷，判斷所述熱解爐的各溫度控制區的工作狀態為升溫階段或工作階段，設定目標溫度；

將所述蓄熱式輻射管的溫度信號傳給所述控制器，確定爐體內超溫和故障的蓄熱式輻射管數量，所述控制器根據目標溫度計算，確定燃氣流量與空氣流量，并控制所述燃氣調節閥和所述空氣調節閥的開度，進而調節各溫度控制區的溫度。

進一步地，在判斷所述熱解爐的各溫度控制區的工作狀態時，設置參考溫度設定值，若爐體溫度小于設定值，則對應的溫度控制區處在升溫階段，若爐體溫度大于或等于設定值，則對應的溫度控制區處在工作階段。

更進一步地，將所述蓄熱式輻射管的換向信號傳給所述控制器，所述控制器及時控制所述燃氣調節閥和所述空氣調節閥開度。

更進一步地，將所述蓄熱式輻射管連接壓力傳感器和煙氣調節閥，用所述壓力傳感器測量煙氣的壓力，并將壓力信號傳給所述控制器。

具體地，利用所述控制器執行控制程序，根據所述壓力信號進行計算與判斷，生成相應的控制指令，控制所述煙氣調節閥的開度。

特別地，當所述溫度控制區內所述蓄熱式輻射管升溫達到上限值時，所述蓄熱式輻射管停止燃燒，所述燃氣調節閥關閉，所述溫度控制區內的燃氣流量減少，空氣流量不減少；當所述蓄熱式輻射管停止燃燒，所述燃氣調節閥關閉，所述蓄熱式輻射管內的燃氣流量不變，空氣流量增加。

進一步地，用所述控制器接收與所述快速熱解爐相連的螺旋進料機的速度信號，所述控制器根據該速度信號設定目標溫度，并對所述快速熱解爐的溫度進行調節。

優選地，在工作階段時，設定所述目標溫度與所述速度信號成線性關系。

具體地，所述控制器根據PID調節及雙交叉限幅控制理論設定燃氣流量F_燃氣設定，并調節所述燃氣調節閥。

F_燃氣設定∈(Min,Max),[Max＝(1+σ)×F_{實際空氣流量}×α×(N-n₁-n₂)/(N-n₂)，Min＝(1-σ)×F_{實際空氣流量}×α×(N-n₁-n₂)/(N-n₂)]；其中，