[發明專利]導熱油爐前饋溫度控制器及前饋-反饋PID溫度控制系統

有效

• 申請號: 202111467223.5
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN114237317B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 胡昊;王海群;周亮;甄玉山;侯云輝;任東宇;孟廷豪;姜子波
• 申請（專利權）人: 北京航天石化技術裝備工程有限公司
• 主分類號: G05D23/19
• 分類號: G05D23/19
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

1.一種導熱油爐前饋溫度控制器，其特征在于：包括吸熱能量解算模塊、熱效率計算模塊以及燃料量計算模塊；

吸熱能量解算模塊：根據導熱油爐出口溫度設定值計算導熱油側吸熱能量Q_吸，發送給燃料量計算模塊；

熱效率計算模塊：采用反平衡法計算導熱油爐熱效率，發送給燃料量計算模塊；

燃料量計算模塊：根據導熱油側吸熱能量Q_吸和導熱油爐熱效率，計算得到所需燃料量；

所述熱效率計算模塊采用反平衡法計算導熱油爐熱效率的方法如下：

3.1采集排煙處的煙氣殘氧量O2；

3.2根據煙氣殘氧量的實時值利用如下公式計算空氣過剩系數α_py：

3.3利用排煙溫度的實時測量值t_py和冷風溫度的實時測量值t_lk，利用如下公式計算排煙熱損失q₂：

其中m＝0.5；n＝3.45；

3.4通過CO分析儀采集排煙處的CO實測值，對照下表查找得到氣體未完全燃燒熱損失q₃：

3.5獲取導熱油爐散熱表面積F和燃料熱值Q_t，采集燃料量的實測值B，利用如下公式計算散熱損失q₅：

3.6采用反平衡法，利用如下公式計算導熱油爐熱效率η：

η＝100-(q₂+q₃+q₄+q₅+q₆)

其中固體未完全燃燒熱損失q₄和灰渣物理熱損失q₆均為0。

2.根據權利要求1所述的一種導熱油爐前饋溫度控制器，其特征在于：所述吸熱能量解算模塊計算導熱油側吸熱能量Q_吸的方法如下：

2.1吸熱能量解算模塊首先采集導熱油爐出口的導熱油流量F_導熱油；

2.2依照導熱油物性表，將導熱油溫度、導熱油焓值以及導熱油密度值按照對應關系分別依次存入導熱油溫度數組Temp、導熱油焓值數組Enthalpy以及密度數組Density中；

2.3獲取導熱油爐出口溫度設定值和同時刻的入口溫度值；

2.4通過二分法在2.2的各個數組中查詢出口溫度設定值對應的導熱油焓值H_{焓值(出口溫度設定值)}、導熱油密度值ρ_導熱油以及入口溫度對應的導熱油焓值；

2.5若查詢到結果，則進入步驟2.6；否則，若沒有查詢到出口溫度設定值，則在導熱油溫度數組Temp中查詢與出口溫度設定值相鄰的溫度對應的導熱油焓值、導熱油密度值，然后利用插值法計算出口溫度設定值對應的導熱油焓值H_{焓值(出口溫度設定值)}、導熱油密度值ρ_導熱油；若沒有查詢到入口溫度，則在導熱油溫度數組Temp中查詢與入口溫度相鄰的溫度對應的導熱油焓值，然后利用插值法計算入口溫度對應的導熱油焓值H_{焓值(入口溫度)}；

2.6利用如下公式計算導熱油側吸熱能量Q_吸：

Q_吸＝F_導熱油×ρ_導熱油×ΔH_焓值×0.086÷3600

其中，ΔH_焓值代表導熱油爐進出口溫度對應的導熱油焓值差，ΔH_焓值＝H_{焓值(出口溫度設定值)}-H_{焓值(入口溫度)}。

3.根據權利要求1所述的一種導熱油爐前饋溫度控制器，其特征在于：所述燃料量計算模塊利用如下公式計算所需燃料量F_燃料：

Q_吸＝Q_放×η

Q_放＝F_燃料×H_lv(熱值)×10^-4

Q_吸代表導熱油側吸熱能量，Q_放代表燃料側放熱熱量，η代表導熱油爐熱效率；H_lv(熱值)代表燃料熱值。