CN102517834B - 智能pid控制的防油污定型机余热回收器及其温控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能PID控制的防油污定型机余热回收器及其温控方法，余热回收器包括壳体和多根热管，热管可拆卸地安置在壳体内且热管与水平面的夹角小于10度大于5度，壳体的中部设有密封体，余热回收器设置于定型机的顶部，定型机热废气出口、进气口分别与热废气进口和换热后热空气出口直接连通；在换热后热废气出口设有由智能PID控制器控制的调节阀门。调节控制余热回收器右腔室室内温度的方法：通过温度传感器检测右腔室室内的温度，与设定值进行比较，是通过PID运算输出控制量，来控制调节阀门的开度大小，从而控制右腔室室内的温度不低于气态油雾的凝结温度。本发明能够降低或防止油污黏附在热管表面，余热回收效率高。

Description

智能PID控制的防油污定型机余热回收器及其温控方法

技术领域

本发明涉及余热回收装置，尤其是一种印染行业的智能PID控制的防油污定型机余热回收器，以及调节控制所述智能PID控制的防油污定型机余热回收器右腔室室内温度的方法。

背景技术

定型机是纺织印染行业中主要耗能设备之一，它是利用热空气对织物进行干燥和整理并使之定型的装置。一般定型机内所需热风温度约为200℃左右，它的废气温度一般在170℃左右，大量余热被排入空气。如果加上燃料燃烧损失以及机体散热损失等，经估算，输入定型机的热量有90%以上由排气散入大气。真正处理织物所消耗的热量只占了输入定型机热量的2.9%。散失的热量不仅浪费能源而且造成环境的污染。一台八节烘箱定型机，如果将定型机的余热回收，可年节煤220吨，直接经济效益12万元以上。目前，全国中等规模印染企业印染定型机约有25000台，如实现改造，可年节煤550万吨，折合年节标煤390万吨。这不仅为社会节约了大量资源，减少了对地球的热污染，而且也将大大提高印染企业的生产效益，降低经营成本；另外，在高温定型作业中会排放含油脂、有机物质及其加热分解或裂解等产生的高温油烟废气。每台定型机一般排放颗粒物150～ 250mg/m³、油烟40 ～ 80mg/m³。所排放的油、烟、尘对人类身体健康和环境具有很大危害，定型机废气排放引起的污染问题也变得越来越尖锐；针对目前定型机高温废气进行余热回收是势在必行的大事。定型机节能的根本途径在于废气的余热回收利用。但是定型机排出的废气温度在200℃以下，是低品质热源，废气中含有油和纤维灰尘，用常规换热器回收热量，有回收效率低、回收设备投资大、回收成本高、换热器被油和纤维灰尘堵住、不容易清洗等缺点，限制了大范围应用。直到热管技术广泛应用后，有了高效的热管换热器，定型机废气余热回收利用得到了发展。但是废气中的油和纤维灰尘，给热管带来不容易清洗的缺点，依然使定型机余热回收器长期稳定的使用受到一定的限制。

目前市场上已有一些定型机余热回收器产品，但普遍存在的问题是：由于定型机废气含有大量油雾，在热交换过程中极易黏附在热管表面，严重影响传热，使得定型机余热回收器无法正常工作，从而影响余热回收效率。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种智能PID控制的防油污定型机余热回收器，能够降低或防止油污黏附在热管表面，余热回收效率高。

本发明的另一目的在于：提供一种调节控制所述智能PID控制的防油污定型机余热回收器右腔室室内温度的方法，控制右腔室室内的温度不低于气态油雾的凝结温度，从而降低或防止油污黏附在热管表面。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明一种智能PID控制的防油污定型机余热回收器，包括壳体和多根热管，多根所述热管可拆卸地安置在壳体内且热管与水平面的夹角小于10度大于5度，在所述壳体的中部设有密封体，将壳体的内部分隔成左右两个独立的腔室，每根热管均穿过所述密封体延伸于所述左右两个腔室内，在所述左腔室的顶部和底部分别设有空气进口和换热后热空气出口，在所述右腔室的底部和顶部分别设有热废气进口和换热后热废气出口，所述智能PID控制的防油污定型机余热回收器设置于定型机的顶部，位于定型机顶部的定型机热废气出口与所述热废气进口直接连通，位于定型机顶部的定型机进气口与所述换热后热空气出口直接连通；在所述换热后热废气出口设有由智能PID控制器控制的调节阀门，在右腔室内设有温度传感器，该温度传感器与智能PID控制器电连接。

定型机的导热油加热器设置于所述定型机进气口处。

在壳体的前侧设有开启门，用于拆装热管。

所述热管的管芯为组合管芯，使得所述热管能够水平安置使用。

一种调节控制所述的智能PID控制的防油污定型机余热回收器的右腔室室内温度的方法，包括如下步骤：

通过所述温度传感器检测右腔室室内的温度，与设定值进行比较，通过PID运算输出控制量，控制所述调节阀门的开度大小，从而调节换热后热废气流速，控制右腔室室内的温度不低于气态油雾的凝结温度，以使换热充分、防止油污；

温度输出值T和设定值T_SP之间的偏差e(t )是进行控制的最基本信号，PID

控制是对偏差信号e(t)的比例、积分和微分进行变换，控制规律为：                                                

其中，k _P为比例系数，T _I为积分时间常数，T _D为微分时间常数。

与现有技术相比本发明的有益效果是：由于采用上述技术方案，多根所述热管可拆卸地安置在壳体内这种结构，当热交换过程中热管表面黏附纤维、油雾而影响传热时，可以方便地将热管取出进行清理和维护，其耗时短，清理和维护工作量小，从而保证使用单位的顺利生产；在所述壳体的中部设有密封体，将壳体的内部分隔成左右两个独立的腔室，每根热管均穿过所述密封体延伸于所述左右两个腔室内，热管与水平面的夹角小于10度大于5度，这种结构，可以使智能PID控制的防油污定型机余热回收器在保证有较好传热效率的前提下降低高度、缩小体积，因而可以将智能PID控制的防油污定型机余热回收器设置于定型机的顶部，使位于定型机顶部的定型机热废气出口与所述热废气进口直接连通，使位于定型机顶部的定型机进气口与所述换热后热空气出口直接连通，热废气一出定型机就进行余热回收，减少了热量散失，余热回收效率高；在所述换热后热废气出口设有由智能PID控制器控制的调节阀门，在右腔室内设有温度传感器，该温度传感器与智能PID控制器电连接，这种结构，通过所述温度传感器检测右腔室室内的温度，与设定值进行比较，通过PID运算输出控制量，控制所述调节阀门的开度大小，从而调节换热后热废气流速，控制右腔室室内的温度不低于气态油雾的凝结温度，以使换热充分，防止油污黏附在热管表面。

进一步的有益效果是：定型机的导热油加热器设置于所述定型机进气口处，可以减少换热后热空气的热量散失。热管的管芯为组合管芯，组合管芯能兼顾毛细力和渗透率，从而能获得高的轴向传热能力，使得所述热管能够水平安置使用。

本发明调节控制所述的智能PID控制的防油污定型机余热回收器的右腔室室内温度的方法，能够实现对所述右腔室室内温度的有效控制，也即控制右腔室室内的温度不低于气态油雾的凝结温度，以使换热充分，防止油污黏附在热管表面。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种智能PID控制的防油污定型机余热回收器，包括壳体1和多根热管3，热管3的管芯为组合管芯，多根所述热管3可拆卸地安置在壳体1内且热管3与水平面的夹角为10度，在所述壳体1的中部设有密封体2，将壳体1的内部分隔成左右两个独立的腔室，每根热管3均穿过所述密封体2延伸于所述左右两个腔室内，在所述左腔室的顶部和底部分别设有空气进口和换热后热空气出口，在所述右腔室的底部和顶部分别设有热废气进口和换热后热废气出口，所述智能PID控制的防油污定型机余热回收器设置于定型机6的顶部，位于定型机6顶部的定型机热废气出口与所述热废气进口直接连通，位于定型机6顶部的定型机进气口与所述换热后热空气出口直接连通。在所述换热后热废气出口设有由智能PID控制器控制的调节阀门（7），在右腔室内设有温度传感器，该温度传感器与智能PID控制器电连接。作为优选，定型机6的导热油加热器5设置于所述定型机进气口处。在壳体1的前侧设有开启门，用于方便地拆装热管3。作为优选，所述的具有组合管芯的热管3的外表面进行黑化处理并设置翅片，传热介质采用含银离子的介质，以强化导热。实验证明，这种结构的热管3在接近水平状态下（与水平面的夹角为5度），换热效果与垂直状态相近。

本发明一种调节控制所述的智能PID控制的防油污定型机余热回收器的右腔室室内温度的方法，其步骤如下：

通过所述温度传感器检测右腔室室内的温度，与设定值进行比较，通过PID运算输出控制量，控制所述调节阀门7的开度大小，从而调节换热后热废气流速，控制右腔室室内的温度不低于气态油雾的凝结温度；

温度输出值T和设定值T_SP之间的偏差e(t )是进行控制的最基本信号，PID

控制是对偏差信号e(t)的比例、积分和微分进行变换，控制规律为：

其中，k _P为比例系数， T _I为积分时间常数，T _D为微分时间常数。

Claims (1)

1.一种智能PID控制的防油污定型机余热回收器的温控方法，所述的智能PID控制的防油污定型机余热回收器包括壳体（1）和多根热管（3），其特征在于：多根所述热管（3）可拆卸地安置在壳体（1）内且热管（3）与水平面的夹角小于10度大于5度，在所述壳体（1）的中部设有密封体（2），将壳体（1）的内部分隔成左右两个独立的腔室，每根热管（3）均穿过所述密封体（2）延伸于所述左右两个腔室内，在所述左腔室的顶部和底部分别设有空气进口和换热后热空气出口，在所述右腔室的底部和顶部分别设有热废气进口和换热后热废气出口，所述智能PID控制的防油污定型机余热回收器设置于定型机（6）的顶部，位于定型机（6）顶部的定型机热废气出口与所述热废气进口直接连通，位于定型机（6）顶部的定型机进气口与所述换热后热空气出口直接连通；在所述换热后热废气出口设有由智能PID控制器控制的调节阀门（7），在右腔室内设有温度传感器，该温度传感器与智能PID控制器电连接，定型机（6）的导热油加热器（5）设置于所述定型机进气口处，在壳体（1）的前侧设有开启门，用于拆装热管（3），所述热管（3）的管芯为组合管芯，使得所述热管（3）能够水平安置使用，其特征在于包括如下步骤：

通过所述温度传感器检测右腔室室内的温度，与设定值进行比较，通过PID运算输出控制量，控制所述调节阀门（7）的开度大小，从而调节换热后热废气流速，控制右腔室室内的温度不低于气态油雾的凝结温度；

温度输出值T和设定值T_SP之间的偏差e(t )是进行控制的最基本信号，PID

控制是对偏差信号e(t)的比例、积分和微分进行变换，控制规律为： 

其中，k _P为比例系数，T _I为积分时间常数，T _D为微分时间常数。

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