CN101598504A - 窑炉余热回收系统的控制方法与控制装置 - Google Patents

窑炉余热回收系统的控制方法与控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种窑炉余热回收系统的控制方法，系统辊道窑急冷段设置急冷风机及内设换热器的换热箱体，通过第一管路与喷雾干燥塔连通，并与急冷通道隔断；尾冷段设置余热风机及抽风罩，通过第二管路与换热箱体连通，第二管路上设置排烟道；还包括第一、二、三、四控制阀，分别设置在排烟道、第二管路、第一管路、喷雾干燥塔热风炉管路上；包括：获取辊道窑尾冷段的尾冷风温度；判断尾冷风温度温度是否高于预设窑温，若是，输出第一控制阀关闭信号、第二、三、四控制阀开启信号；若否，输出第一控制阀开启信号、第二、三、四控制阀关闭信号。本发明还公开一种窑炉余热回收系统的控制装置。本发明可减小操作强度和难度，提高控制精度，防止误操作。

Description

窑炉余热回收系统的控制方法与控制装置
技术领域
本发明涉及利用余热的装置，特别涉及一种窑炉余热回收系统的控制方法与控制装置。
背景技术
陶瓷生产线大多采用辊道窑烧制产品，采用喷雾干燥塔进行制造粉料，其中：辊道窑在烧制产品时，真正烧制产品的热量只有1/3左右，其余热量通过窑炉散热和窑头排烟段及窑尾尾冷段直接排出室外，其热效率很低，造成大量的能源浪费；喷雾干燥塔通常设置在窑头，主要是利用热风将泥浆进行干燥制成粉料，其需要大量的燃料来产生热风。
目前，窑炉余热回收系统已广泛被建材陶瓷厂所接受。由于系统需要回收窑炉排出的大量热风的热量，一定程度上会影响窑炉的正常操作。如何最大限度地减少对窑炉的影响，以及建立快速反应的自适用控制装置，成为窑炉余热回收的关键所在。目前，窑炉余热回收系统多采取手动操作，其操作不够灵活，操作强度和难度大，控制精度较低，并容易误操作。
发明内容
本发明目的在于，提供一种窑炉余热回收系统的控制方法与控制装置，可减小操作强度和难度，提高控制精度，防止误操作
针对上述技术问题，本发明提供的窑炉余热回收系统的控制方法，该窑炉余热回收系统包括辊道窑和喷雾干燥塔；辊道窑的急冷段设置急冷风机及内设换热器的换热箱体，该换热箱体通过第一管路与喷雾干燥塔连通，并与辊道窑的急冷通道隔断；辊道窑的尾冷段设置余热风机及抽风罩，该抽风罩通过第二管路与换热箱体连通，第二管路上设置排烟道；还包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀及第四控制阀，分别设置在排烟道、第二管路、第一管路、喷雾干燥塔的热风炉管道上；包括以下步骤：
获取辊道窑尾冷段的尾冷风温度；
判断尾冷风温度温度是否高于预设窑温，
若是，输出第一控制阀关闭信号、第二控制阀开启信号、第三控制阀开启信号及第四控制阀开启信号；
若否，输出第一控制阀开启信号、第二控制阀关闭信号、第三控制阀关闭信号及第四控制阀关闭信号。
优选地，包括下述步骤：
获取第一管路的压力；
判断第一管路的压力是否高于或低于预设压力，
若是，输出第一报警提示信号；
根据所述第一报警提示信号，进行报警。
优选地，包括下述步骤：
获取辊道窑急冷段的急冷段温度；
判断急冷段温度是否高于预设急冷段温度，
若否，输出窑炉余热回收系统关闭信号及第二报警提示信号；
根据所述第二报警提示信号，进行报警。
优选地，根据急冷段温度，调节急冷风机的负荷。
优选地，预先包括下述步骤：
获取喷雾干燥塔状态信号；
在喷雾干燥塔状态信号表征喷雾干燥塔关闭时，输出窑炉余热回收系统关闭信号。
本发明提供的窑炉余热回收系统的控制装置，该窑炉余热回收系统包括辊道窑和喷雾干燥塔；辊道窑的急冷段设置急冷风机及内设换热器的换热箱体，该换热箱体通过第一管路与喷雾干燥塔连通，并与辊道窑的急冷通道隔断；辊道窑的尾冷段设置余热风机及抽风罩，该抽风罩通过第二管路与急冷换热箱体连通，第二管路上设置排烟道；还包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀及第四控制阀，分别设置在排烟道、第二管路、第一管路、喷雾干燥塔的热风炉管道上；还包括：
第一温度检测单元，设置在辊道窑尾冷段的检测点上，检测并输出辊道窑尾冷段的尾冷风温度信号；
控制单元，接收尾冷风温度信号，并判断尾冷风温度温度是否高于预设窑温，若是，输出第一控制阀关闭信号、第二控制阀开启信号、第三控制阀开启信号及第四控制阀开启信号；若否，输出第一控制阀开启信号、第二控制阀关闭信号、第三控制阀关闭信号及第四控制阀关闭信号。
优选地，还包括：
压力检测单元，设置在第一管路的检测点上，检测并输出第一管路的压力信号；
所述控制单元接收所述压力信号，判断第一管路的压力是否高于或低于预设压力，若是，输出第一报警提示信号；
报警器，根据所述第一报警提示信号，进行报警。
优选地，包括下述步骤：
第二温度检测单元，设置在辊道窑急冷段的检测点上，检测获取辊道窑急冷段的急冷段温度信号；
所述控制单元接收所述压力急冷段温度信号，判断急冷段温度是否高于预设急冷段温度，若是，窑炉余热回收系统开启信号；若否，输出窑炉余热回收系统关闭信号及第二报警提示信号；
所述报警器，根据所述第二报警提示信号，进行报警。
优选地，所述急冷风机为变频风机，其变频器根据急冷段温度，调节急冷风机的负荷。
优选地，还包括：
喷雾干燥塔状态检测单元，检测并输出喷雾干燥塔状态信号；
所述控制单元接收所述喷雾干燥塔状态信号，在喷雾干燥塔状态信号表征喷雾干燥塔关闭时，输出窑炉余热回收系统关闭信号
与现有技术相比，本发明通过合理地获取关键控制参数，构建全自动控制装置，可减小操作强度和难度，提高控制精度，提高余热利用效率，并最大限度防止误操作。
附图说明
图1为本发明窑炉余热回收系统中辊道窑的示意图；
图2为本发明窑炉余热回收系统中喷雾干燥塔的示意图；
图3为本发明窑炉余热回收系统的控制方法的流程图；
图4为本发明窑炉余热回收系统的控制装置的方框图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例进行说明。
请参见图1、图2，其中：图1为本发明窑炉余热回收系统中辊道窑的示意图；图2为本发明窑炉余热回收系统中喷雾干燥塔的示意图。本发明窑炉余热回收系统的控制方法具体适应于图1、图2所示窑炉余热回收系统，其包括辊道窑1和喷雾干燥塔2；辊道窑1的急冷段3设置急冷风机4及内设换热器5的换热箱体6，该换热箱体6通过第一管路7与喷雾干燥塔2连通，并与辊道窑1的急冷通道隔断；辊道窑1的尾冷段8设置余热风机9及抽风罩10，该抽风罩10通过第二管路11与换热箱体6连通，第二管路11上设置排烟道12；此外，还包括第一控制阀13、第二控制阀14、第三控制阀15及第四控制阀16，分别设置在排烟道12进口、第二管路11出口(或余热风机9的出口)、第一管路7入口或(换热器5出口)、喷雾干燥塔2的热风炉3出风口。当然，第一控制阀13、第二控制阀14、第三控制阀15及第四控制阀16也可设置在有关管路的合适位置上，不再赘述。
优选地，第一控制阀13、第二控制阀14、第三控制阀15及第四控制阀16为电动推杆插板阀，各阀均设置限位开关和阀位指示，其既能手动控制又能自动控制。
参见图3，该图为本发明窑炉余热回收系统的控制方法的流程图。该方法包括以下步骤：
S101、获取喷雾干燥塔状态信号。
S102、判断喷雾干燥塔状态信号是否表征喷雾干燥塔关闭，
若是，进入步骤S103；
若否，进入步骤S104。
S103、输出窑炉余热回收系统关闭信号。
S104、输出窑炉余热回收系统开启信号。
上述步骤表明，窑炉余热回收系统启动时需预先判断喷雾塔是否开启，只有在打开状态，才能开启余热回收系统。
S105、获取辊道窑尾冷段的尾冷风温度。
S106、判断尾冷风温度温度是否高于预设窑温，
若是，进入步骤S107；
若否，进入步骤S108。
S107、输出第一控制阀关闭信号、第二控制阀开启信号、第三控制阀开启信号及第四控制阀开启信号。
S108、输出第一控制阀开启信号、第二控制阀关闭信号、第三控制阀关闭信号及第四控制阀关闭信号。
也就是说，只有窑炉尾冷段的尾冷风温度较高(非空窑)时，才进行余热回收；否则，窑炉尾冷段的尾冷风温度较低(空窑)时，不进行余热回收而进行自然排空。
开启余热回收系统后，还同时进行以下步骤的控制。
S109、获取第一管路的压力。
S110、判断第一管路的压力是否高于或低于预设压力。
若是，进入步骤S111；
若否，返回步骤S109。
S111、输出第一报警提示信号。
S112、根据所述第一报警提示信号，进行报警。
同时，还应该检测到急冷段温度，在其小于预设急冷段温度时，应关闭余热回收系统。
S113、获取辊道窑急冷段的急冷段温度。
S114、判断急冷段温度是否高于预设急冷段温度，
若是，返回步骤S112；
若否，进入步骤S115。
S115、输出第二报警提示信号。
S116、根据所述第二报警提示信号，进行报警。
一般地，利用余热回收时必须保证急冷段温度在600℃以上，否则应关闭余热回收系统。
此外，当余热回收系统投入使用或停止使用时，急冷风机可以自动调节负荷，这部分功能由可急冷风机的变频器控制。
下面对本发明窑炉余热回收系统的控制装置进行说明。
请同时参见图1、图2、图4，其中，图4为本发明窑炉余热回收系统的控制装置的方框图。该控制装置包括：
第一温度检测单元17，设置在辊道窑1的尾冷段8的检测点上，检测并输出辊道窑尾冷段8的尾冷风温度信号；该第一温度检测单元17一般为包括温度传感器，也可为温度表或热耦组合。
控制单元18，接收尾冷风温度信号，并判断尾冷风温度温度是否高于预设窑温，若是，输出第一控制阀关闭信号、第二控制阀开启信号、第三控制阀开启信号及第四控制阀开启信号；若否，输出第一控制阀开启信号、第二控制阀关闭信号、第三控制阀关闭信号及第四控制阀关闭信号。
由此，在尾冷段温度较高(非空窑)时，风机把尾冷段8的低温热风通过急冷段3的换热器5送入喷雾干燥塔2。此时，第一控制阀1即排空阀自动关阀，其余三个阀自动打开。当温度较低(空窑)时，排空阀自动打开，其余三个阀门自动关阀，并报警；此时，余热不输出到喷雾干燥塔2。
本发明控制装置还包括：
压力检测单元20，设置在第一管路7的检测点上，检测并输出第一管路7的压力信号；该压力检测单元20一般应包括压力传感器和显示仪表。
所述控制单元18接收所述压力信号，判断第一管路7的压力是否高于或低于预设压力，若是，输出第一报警提示信号；
报警器22，根据所述第一报警提示信号，进行报警。
由此，当第一管路7即余热管路压力越过或低于设定值时，报警，最大限度地防止误操作。
此外，本发明控制装置还包括：
第二温度检测单元19，设置在辊道窑1的急冷段3的检测点上，检测并输出辊道窑急冷段3的急冷段温度信号；
所述控制单元18接收所述压力急冷段温度信号，判断急冷段温度是否高于预设急冷段温度，若是，输出窑炉余热回收系统开启信号；若否，输出窑炉余热回收系统关闭信号及第二报警提示信号；
所述报警器22，根据所述第二报警提示信号，进行报警。
通过检测急冷段温度，可以有效地防止炸砖现象：当其温度高于600℃时，允许利用余热，此时排空阀关闭，其余三个阀开启。当温度低于600℃(急冷空窑)时，窑炉余热回收系统关掉并报警。
另外，本发明控制装置还包括：
喷雾干燥塔状态检测单元21，检测并输出喷雾干燥塔状态信号；
所述控制单元18接收所述喷雾干燥塔状态信号，在喷雾干燥塔状态信号表征喷雾干燥塔2关闭时，输出窑炉余热回收系统关闭信号。
因此，喷雾干燥塔2不开时，通过喷雾干燥塔2的接触器触电向余热电柜发出信号，余热回收系统会自动关掉。且喷雾干燥塔2和余热利用部分互相连接锁，避免人为误操作现象发生。
余热风送入喷干塔并和喷干塔的热风混合进入塔顶。当混合风温度低时，热风炉的电动阀门(或油泵)自动开大：当混合风温度高时，热风炉的电动阀门(或油泵)自动关小，这些功能喷干塔的控制系统能自我实现。
本发明的控制装置中，急冷风机4为变频风机，其变频器根据急冷段温度，调节急冷风机的负荷。此外，喷雾干燥塔2的风炉配风系统及其燃烧系统也可自动调节负荷，在此不再赘述。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种窑炉余热回收系统的控制方法，该窑炉余热回收系统包括辊道窑和喷雾干燥塔；辊道窑的急冷段设置急冷风机及内设换热器的换热箱体，该换热箱体通过第一管路与喷雾干燥塔连通，并与辊道窑的急冷通道隔断；辊道窑的尾冷段设置余热风机及抽风罩，该抽风罩通过第二管路与换热箱体连通，第二管路上设置排烟道；还包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀及第四控制阀，分别设置在排烟道、第二管路、第一管路、喷雾干燥塔的热风炉管道上，其特征在于，包括以下步骤：
获取辊道窑尾冷段的尾冷风温度；
判断尾冷风温度温度是否高于预设窑温，
若是，输出第一控制阀关闭信号、第二控制阀开启信号、第三控制阀开启信号及第四控制阀开启信号；
若否，输出第一控制阀开启信号、第二控制阀关闭信号、第三控制阀关闭信号及第四控制阀关闭信号。
2、如权利要求1所述的窑炉余热回收系统的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：
获取第一管路的压力；
判断第一管路的压力是否高于或低于预设压力，
若是，输出第一报警提示信号；
根据所述第一报警提示信号，进行报警。
3、如权利要求1所述的窑炉余热回收系统的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：
获取辊道窑急冷段的急冷段温度；
判断急冷段温度是否高于预设急冷段温度，
若否，输出窑炉余热回收系统关闭信号及第二报警提示信号；
根据所述第二报警提示信号，进行报警。
4、如权利要求3所述的窑炉余热回收系统的控制方法，其特征在于，根据急冷段温度，调节急冷风机的负荷。
5、如权利要求1-4任一项所述的窑炉余热回收系统的控制方法，其特征在于，预先包括下述步骤：
获取喷雾干燥塔状态信号；
在喷雾干燥塔状态信号表征喷雾干燥塔关闭时，输出窑炉余热回收系统关闭信号。
6、一种窑炉余热回收系统的控制装置，该窑炉余热回收系统包括辊道窑和喷雾干燥塔；辊道窑的急冷段设置急冷风机及内设换热器的换热箱体，该换热箱体通过第一管路与喷雾干燥塔连通，并与辊道窑的急冷通道隔断；辊道窑的尾冷段设置余热风机及抽风罩，该抽风罩通过第二管路与急冷换热箱体连通，第二管路上设置排烟道；还包括第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀及第四控制阀，分别设置在排烟道、第二管路、第一管路、喷雾干燥塔的热风炉管道上，其特征在于，还包括：
第一温度检测单元，设置在辊道窑尾冷段的检测点上，检测并输出辊道窑尾冷段的尾冷风温度信号；
控制单元，接收尾冷风温度信号，并判断尾冷风温度温度是否高于预设窑温，若是，输出第一控制阀关闭信号、第二控制阀开启信号、第三控制阀开启信号及第四控制阀开启信号；若否，输出第一控制阀开启信号、第二控制阀关闭信号、第三控制阀关闭信号及第四控制阀关闭信号。
7、如权利要求1所述的窑炉余热回收系统的控制方法，其特征在于，还包括：
压力检测单元，设置在第一管路的检测点上，检测并输出第一管路的压力信号；
所述控制单元接收所述压力信号，判断第一管路的压力是否高于或低于预设压力，若是，输出第一报警提示信号；
报警器，根据所述第一报警提示信号，进行报警。
8、如权利要求7所述的窑炉余热回收系统的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：
第二温度检测单元，设置在辊道窑急冷段的检测点上，检测获取辊道窑急冷段的急冷段温度信号；
所述控制单元接收所述压力急冷段温度信号，判断急冷段温度是否高于预设急冷段温度，若是，窑炉余热回收系统开启信号；若否，输出窑炉余热回收系统关闭信号及第二报警提示信号；
所述报警器，根据所述第二报警提示信号，进行报警。
9、如权利要求8所述的窑炉余热回收系统的控制方法，其特征在于，所述急冷风机为变频风机，其变频器根据急冷段温度，调节急冷风机的负荷。
10、如权利要求6-9任一项所述的窑炉余热回收系统的控制方法，其特征在于，还包括：
喷雾干燥塔状态检测单元，检测并输出喷雾干燥塔状态信号；
所述控制单元接收所述喷雾干燥塔状态信号，在喷雾干燥塔状态信号表征喷雾干燥塔关闭时，输出窑炉余热回收系统关闭信号。
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