CN103225882B - 基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制系统及方法，包括第一热电偶测温装置、第二热电偶测温装置、第一流量计、第二流量计、控制单元、控制阀及报警单元；利用测温装置和流量计采集烟气温度、烟气流量、导热油温度及导热油流量，基于流体力学、传热学机理，应用CFD数值仿真手段，获得导热油温度偏差与阀门开度之间的转换关系，实时监控导热油温度，通过控制系统自动调节阀门开度，实时实现导热油温度和阀门的自动调节，在导热油温度超过预设值时，实现自动报警。有效避免管道内导热油因局部高温而出现结焦的现象，确保了余热回收装置的稳定运行与生产，减少了企业更换设备的成本。

Description

基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制系统及方法

技术领域

本发明属于自动检测和过程控制领域，涉及基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制系统。

背景技术

导热油(导热油)作为一种优良的传热介质，具有高温低压的传热特点，且热效率高、传热均匀、温度控制准确，因此被广泛应用于烟气余热回收装置中。但在烟气余热回收装置长期在高温状态下运行，导热油容易发生裂解，出现介质结焦的问题，严重影响回收装置的正常运行与生产，同时也降低了回收装置的传热效率，增加了企业的运营成本。

现有技术中的烟气余热回收装置的预警系统仅能监测回收装置中导热油的温度，并在导热温度过高时发出报警，不能及时、自动实现导热油流量的精确调节，限制了烟气余热回收系统整体效率的提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制系统，对烟气余热回收装置进行热平衡分析，应用流动与传热的数值模拟技术，从介观层次研究烟气流速与温度、介质流速等参数对介质温度分布的影响规律，在导热油温度达到警戒值时及时报警并调节油泵流量，减少导热油在高温下结焦的几率。

一种基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制系统，包括第一热电偶测温装置、第二热电偶测温装置、第一流量计、第二流量计、控制单元、控制阀及报警单元；

所述基于导热油的烟气余热回收装置包括导热油炉、第一油泵及第一储油罐；其中，所述导热油炉入口和出口均与烟气输送管道相连，导热油炉中的输油管入口与第一储油罐的出口相连，导热油炉中的输油管出口与第一油泵的输入端相连，第一油泵的输出端与第一储油罐的入口相连；

所述第一热电偶测温装置设置于所述导热油炉中输油管弯折处，用于测量导热油炉内壁温度，第二热电偶测温装置设置于导热油炉的烟气管道进口处；

所述第一流量计安装在导热油炉中的输油管进口处，第二流量计设置于导热油炉的烟气管道进口处；

所述控制阀安装于所述第一储油罐的出口与导热油炉的输油管入口之间的输油管上；

所述第一热电偶测温装置、第二热电偶测温装置、第一流量计、第二流量计、液位计、控制阀及报警单元均与控制单元相连。

还包括第二储油罐、第二油泵及液位计；

所述液位计安装于第一储油罐上，与控制单元相连；

所述第二储油罐与第一储油罐之间设有第一输油管和第二输油管，且第一储油罐的水平安装位置高于第二储油罐的水平安装位置；其中，第一输油管连接第一储油罐的第一上端开口和第二储油罐的第一上端开口，第二输油管连接第一储油罐的第二上端开口和第二储油罐的第一下端开口，第二油泵设置于第二储油罐第一下端开口和第二输油管之间，且与控制单元相连。

所述第一储油罐和第二储油罐之间还设有第三输油管，第三输油管与第一输油管相连，第三输管上设有手动控制阀。

所述控制阀为气关式角型阀，其流量特性为等百分比形式。

所述流量计为节流式流量计、均速管流量计、电磁流量计、容积式流量计及质量流量计当中的一种。

所述的第一油泵和第二油泵为变频泵或变速泵。

一种基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制方法，采用所述的基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制系统，包括导热油温度控制和第一储油罐液位控制；

导热油温度控制过程如下：

步骤1：利用第一热电偶测温装置实时获取导热油炉内壁的温度并将温度信号输入到控制单元，导热油炉内壁温度与导热油温度相同；

步骤2：控制单元判断导热油温度是否超出设定的温度范围，若超出设定的温度范围，则控制单元发出控制指令触发报警单元报警；

控制单元依据当前导热油炉温度发出控制指令至控制阀，调节控制阀阀门开度，改变进入导热油炉的导热油的流速；

导热油的流速由第一流量计测得的流量转换获得；

第一储油罐液位控制过程如下：

步骤1：利用液位计实时采集第一储油罐的液位并将液位信号输入控制单元；

步骤2：基于输入液位信号与设定液位之间存在偏差，利用PID控制方法控制第一油泵的流量，使得第一储油罐中液位保持恒定；

当第一油泵的流量已开到最大，而第一储油罐的液位与设定液位相差超过设定液位的3％-5％时，则发出控制指令至第二油泵，将导热油从第二储油罐补充至第一储油罐。

所述导热油温度控制的步骤2中导热油温度偏差与控制阀阀门开度之间的控制关系如下：

1)导热油温度偏差值(T_最佳－T_油)和导热油流速偏差值ΔV_油之间的转换关系：

其中，e为自然对数的底数，b＝m₁V_烟+m₂，c＝m₃T_烟×V_烟+m₄T_烟-m₅；T_最佳为导热油温度设定值，T_油为实时采集的导热油炉内壁温度即导热油温度，V_烟为实时采集的烟气流速，由第二流量计测得烟气流量转换获得；ln为以e为底的对数函数；

所述b＝m₁V_烟+m₂，c＝m₃T_烟×V_烟+m₄T_烟-m₅，其中m₁＝0.0007，m₂＝0.0057，m₃＝0.001，m₄＝0.011，m₅＝-2.35。

通过运用流体力学和传热学机理，基于烟气与导热油换热的热量与烟气与输油管内壁的换热量相同的关系，对整个系统进行多次试验，将试验数据进行拟合获得输油管内壁温度与烟气温度、烟气流速、导热油温度及导热油流速之间的函数关系，具体拟合过程如下：

步骤a)设定恒定的烟气流速V_烟和管道内导热油温度T_油，获得输油管内壁温度T_壁与导热油流速V_油和烟气温度T_烟的数据，对数据进行拟合获得公式一；

设定恒定的烟气流速V_烟和管道内导热油温度T_油，在不同的烟气温度下依次改变导热油流速，记录对应的输油管内壁的温度，对导热油流速与输油管内壁的温度关系进行拟合，获得不同烟气温度下输油管内壁温度T_壁与导热油流速V_油的函数关系；

对上述函数关系中常数项与烟气温度之间的函数关系进行拟合，获得输油管内壁温度T_壁与导热油流速V_油和烟气温度T_烟的函数关系，即公式一；

其中，D₁、D₂和D₃为公式一的数据拟合过程中得到的常数项；

步骤b)设定恒定的烟气流速V_烟、导热油流速及烟气温度，改变导热油温度T_油，获得公式一中常数项系数与导热油温度T_油之间的对应数据，对数据进行拟合获得公式二；

其中，A、B、C为公式二的数据拟合过程中得到的常数项；

步骤c)设定恒定的导热油流速、烟气温度及导热油温度，改变烟气流速V_烟，获得公式二中常数项与烟气流速之间的对应数据，对数据进行拟合获得公式三；

所述数据拟合是指采用对数、指数、线性和幂类型的函数关系式进行数据拟合，选取误差最小的函数作为最终的函数关系式；

拟合过程中，导热油输油管内壁温度与导热油温度大小相同；

所述m₁、m₂、m₃、m₄及m₅通过上述拟合方法确定，m₁＝0.0007，m₂＝0.0057，m₃＝0.001，m₄＝0.011，m₅＝-2.35；

n依据T_油和V_烟从下表中确定；

2)导热油流速偏差值ΔV_油和阀门开度变化值Δl之间的转换关系为：

其中，L为控制阀的最大开度，V_max为导热油最大流速，R为可调比，R＝30。

所述第一储油罐液位控制中第一储油罐的液位与第一油泵转速之间的控制关系如下：

液位设定值与液位输入值的偏差Δh为：

Δh＝H_设定-H_输入

第一油泵转速的变化值Δn为：

$\mathrm{\Δn}=K_P(\mathrm{\Δh}+\frac{1}{T_1}\underset{0}{\overset{T_1}{\∫}}\mathrm{\Δhdt}+T_D\frac{\mathrm{d\Δh}}{\mathrm{dt}})$

式中：K_P＝1.25，T_I＝300s，T_D＝180s。

有益效果

本发明提供了一种基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制系统及方法，该系统包括第一热电偶测温装置、第二热电偶测温装置、第一流量计、第二流量计、控制单元、控制阀及报警单元；该方法利用测温装置和流量计采集烟气温度、烟气流量、导热油温度及导热油流量，基于流体力学、传热学机理，应用CFD数值仿真手段，获得导热油温度偏差与阀门开度之间的转换关系，实时监控导热油温度，通过控制系统自动调节阀门开度，实时实现导热油温度和阀门的自动调节，在导热油温度超过预设值时，实现自动报警。有效避免管道内导热油因局部高温而出现结焦的现象，确保了余热回收装置的稳定运行与生产，减少了企业更换设备的成本，为应用非相变有机介质回收烟气余热提供重要的技术保障。

附图说明

图1是本发明的控制系统的结构框图；

图2是本发明的导热油炉内蛇形管道的剖视图；

图3是本发明的导热油炉内蛇形管道的整体分布图；

图4是本发明的第一储油罐及第二储油罐的安装示意图；

图5是本发明的温度控制流程图；

图6是本发明的拟合过程；

图7是本发明的导热油炉内壁温度与导热油流速V_油和烟气温度T_烟的关系示意图；

图8是本发明的曲线拟合示意图；

图9是本发明的导热油出口温度随导热油流速变化趋势图；

图10是本发明的管道外壁最高温度与导热油流速关系图；

图11是C₁随烟气温度T_烟变化的曲线图；

图12是C₂随烟气温度T_烟变化的曲线图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1所示，为本发明的控制系统结构图，基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制系统，包括第一热电偶测温装置、第二热电偶测温装置、第一流量计、第二流量计、控制单元、控制阀及报警单元；

本实例中基于导热油的烟气余热回收装置中的相关参数如下：

管道外径56mm，导热油粘度0.0098，管道内径50mm，导热油定压比热2440J/Kg*K；

钢管导热系数16W/m*K，导热油入口温度350K，直管段长度1500mm，烟气温度900K；

弯管曲率半径56mm，烟气与导热油的换热系数66.7W/m2*K，导热油密度889Kg/m3；

基于导热油的烟气余热回收装置包括导热油炉、第一油泵及第一储油罐；其中，所述导热油炉入口和出口分别与烟气输送管道相连，导热油炉中的输油管入口与第一储油罐的出口相连，导热油炉中的输油管出口与第一油泵的输入端相连，第一油泵的输出端与第一储油罐的入口相连；

所述第一热电偶测温装置设置于所述导热油炉中输油管弯折处，用于测量导热油炉内壁温度，第二热电偶测温装置设置于导热油炉的烟气管道进口处；

所述第一流量计安装在导热油炉中的输油管进口处，进口处截面积为导热油密度为ρ＝889kg/m³；第二流量计设置于导热油炉的烟气管道进口处，进口处截面积为烟气密度为ρ＝0.299kg/m³；

所述控制阀安装于所述第一储油罐的出口与导热油炉的输油管入口之间的输油管上；

所述第一热电偶测温装置、第二热电偶测温装置、第一流量计、第二流量计、液位计、控制阀及报警单元均与控制单元相连。

如图2和图3所示，为本实例中导热油炉的示意图，其中，图2是本发明的导热油炉内蛇形管道的剖视图；图3是本发明的导热油炉内蛇形管道的整体分布图。

如图4所示，本发明的第一储油罐及第二储油罐的安装示意图，控制阀和管道组成的循环网络里添加了第一储油罐及第二储油罐，即高、低位储油罐，导热油先由第一油泵(5)泵入第一储油罐(4)，当工控机输出信号改变管道中导热油流量时，第一储油罐的液位也将发生变化，液位计(6)检测出液位的变化率后改变第一油泵(5)的流量，以确保第一储油罐内液位保持在设计的范围内，同时也保证了循环管道内导热油的充分流动，避免因主油泵突然变化引起的管道内压力的剧烈变化。

在第一储油罐下方，安装第二储油罐(2)，当第一储油罐内液面超过设定值时，导热油通过管道自动流入第二储油罐，阀门(3)是手动控制阀，可以人为改变管道内流量。当第一储油罐内液位不足时，第二油泵(1)将第二储油罐内导热油泵入第一储油罐，确保第一储油罐的液位恒定。

选用工控机作为控制单元，将第一热电偶测温装置紧贴导热油炉内蛇形管道外壁安装，第一热电偶测温装置输出端与工控机连接，当第一热电偶测温装置输入的温度值高于预先设定的警戒值时，工控机输出信号到报警器，报警器工作，提醒现场控制人员。同时，工控机根据设计的算法，输出相应大小的信号至控制阀，通过改变控制阀开度来调节导热油的流量。这样，由于蛇形管道内导热油流量的改变，管道内壁温度也将会随之改变，最终达到合理的工作温度，避免了管道内导热油的结焦，保证了设备的正常运行。

所选控制阀为气关式角型阀，其流量特性为等百分比形式。

所选第一流量计为节流式流量计，第二流量计为质量式流量计；Q_m＝ρ×A×V，其中，Q_m为流量，ρ为流体密度，A为管道截面积，V为流速。

第一油泵和第二油泵均为变速泵。

一种基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制方法，包括导热油温度控制和第一储油罐液位控制；

如图5所示，为本发明的温度控制流程图，导热油温度控制过程如下：

步骤1：利用第一热电偶测温装置实时获取导热油炉内壁的温度并将温度信号输入到控制单元，导热油炉内壁温度与导热油温度相同；

步骤2：控制单元判断导热油温度是否超出设定的温度范围，若超出设定的温度范围，则控制单元发出控制指令触发报警单元报警；

控制单元依据当前导热油炉温度发出控制指令至控制阀，调节控制阀阀门开度，改变进入导热油炉的导热油的流速；

导热油的流速由第一流量计测得的流量转换获得；

第一储油罐液位控制过程如下：

步骤1：利用液位计实时采集第一储油罐的液位并将液位信号输入控制单元；

步骤2：基于输入液位信号与设定液位之间存在偏差，利用PID控制方法控制第一油泵的流量，使得第一储油罐中液位保持恒定；

当第一油泵的流量已开到最大，而第一储油罐的液位与设定液位相差超过设定液位的3％-5％时，则发出控制指令至第二油泵，将导热油从第二储油罐补充至第一储油罐。

通过运用流体力学、传热学机理，分析导热油炉管道内壁温度T_壁与导热油炉入口处烟气温度T_烟、烟气流速V_烟以及管道内导热油温度T_油、流速V_油的关系，拟合出管道内壁温度与导热油炉内烟气温度T_烟、流速V_烟以及管道内导热油温度T_油、流速V_油之间的函数关系式，其拟合过程如图6所示。

首先利用烟气与导热油换热的热量与烟气与管内壁的换热量相同列出以下方程：

其中，导热油输油管管道外径D_外＝56mm，导热油输油管管道内径D_内＝50mm，导热系数输油管管道导热系数λ＝42.0w/(m·k)，烟气与管壁内侧的换热系数α₁＝86w/(m²·℃)，导热油与输油管内壁的对流换热系数α₂＝1594.6w/(m²·℃)；

由上述方程可得：

上式中，导热系数输油管管道导热系数λ＝42.0w/(m·k)，烟气与管壁内侧的换热系数α₁＝86w/(m²·℃)，导热油与输油管内壁的对流换热系数α₂＝1594.6w/(m²·℃)，导热油运动粘度v＝0.66×10^-6m²/s，导热油定压比热容C_P＝2.44kJ/kg·℃)，导热油动力粘度系数μ＝5.87×10^-4pa.s；

首先固定导热油炉内烟气流速V_烟和管道内导热油温度T_油不变，改变导热油流速V_油和烟气温度T_烟，由上述公式得出一系列导热油炉内壁温度的数值，在坐标图上把导热油炉内壁温度和导热油流速V_油和烟气温度T_烟两个变量之间的关系描述出来，如图7所示；然后分别选择对数、指数、线性和幂类型的函数关系式进行拟合，如图8所示；由误差最小的原则，选择对数的函数关系式y＝-6.834ln(x)+195.17作为内壁温度随导热油流速变化的关系式，即T_壁＝-6.834ln(V_油)+195.17；

由图7可知，T_烟变化时，T_壁随V_油的变化曲线走势相同，因此，T_壁随V_油的变化关系可概括为：T_壁＝C₁ln(V_油)+C₂；

当V_烟＝8m/s，T_油＝182℃，T_烟从570℃变化到730℃时，C₁、C₂的变化如下表所示：

表1

同样，在坐标图上把C₁、C₂两个变量与烟气温度T_烟的关系描述出来，然后分别选择对数、指数、线性和幂类型的函数关系式进行拟合，如图11和图12所示，由误差最小的原则，C₁、C₂分别选择线性和指数的函数关系式，例如V_烟＝8m/s，T_油＝182℃，T_烟＝550℃时，由图11和图12可得到如下关系：

因此，C₁、C₂随T_油从182℃变化到316℃时的概括性公式为：

综上所述，就得到了固定导热油炉内烟气流速V_烟和管道内导热油温度T_油不变时，内壁温度随导热油流速和烟气温度变化的关系式，即公式一：

随后，仍然确保烟气流速V_烟不变，改变导热油温度T_油，得到公式一中常数项D₁、D₂、D₃随导热油温度变化的关系，即公式二：

最后，固定管道内导热油温度T_油、导热油流速V_油和烟气温度T_烟不变，改变烟气流速V_烟，得到公式二中常数项A、B、C随烟气流速变化的关系，即公式三：

式中，n的取值如表2所示：

表2

至此，得到导热油炉管道内壁温度与导热油炉内烟气温度、流速以及管道内导热油温度、流速变化的函数关系式，即公式三。利用拟合出的函数关系式，即公式三，作为控制油泵实际流量的依据。

由公式三可知，导热油温度T_油和导热油炉内壁温度T_壁近似相等，误差在4％以内，例如T_油＝227℃，T_烟＝550℃，V_烟＝8m/s，V_油取1.5m/s到2.3m/s的不同值时，T_壁的计算值如表3所示，从表3中看出，可以取T_油＝T_壁。

表3

V油(m/s)	1.5	1.7	1.9	2.1	2.3
						T壁(℃)	229.14	228.45	227.83	227.28	226.77
误差	0.9％	0.6％	0.4％	0.1％	0.1％

利用第一热电偶测温装置和第二热电偶测温装置分别测得导热油炉内壁温度和烟气温度，利用第一流量计和第二流量计分别测得导热油流量和烟气流量，工控机利用设定的最佳温度与第一热电偶测温装置传输的实时内壁温度进行比较，得出偏差值，然后根据公式三，结合实时测量的烟气温度、烟气流速，计算得到需要改变的导热油流速数值，如下式所示：

其中，e为自然对数的底数，b＝0.0007V_烟+0.0057，c＝0.001T_烟×V_烟+0.011T_烟-2.35；T_最佳为导热油温度设定值，取514K，T_油为实时采集的导热油炉内壁温度即导热油温度，V_烟为实时采集的烟气流速，n为依据T_油和V_烟从表1中确定；

T_最佳是利用软件Fluent模拟得到的，本发明利用Fluent模拟了导热油炉内、蛇形管道内的温度分布和速度分布，参数列表如表4：

表4

将上述参数输入到Fluent的响应参数列表内，运用软件中的迭代计算进行模拟，对模拟结果建立Excel表格，如表5所示；

表5

将模拟结果做成图表进行分析，如图9所示，导热油的出口温度随流速的增加热逐渐降低，也就是说，导热油的温度分布会相对均匀。同样，如图10所示，管道外壁的最高温度也随着导热油流速的增加而降低，管内的温度分布会更加均匀。

由实际生产情况可知，导热油运用到余热回收时，为了保证回收效率，导热油流速会限定在1.6～2.5m/s这个区间，并且由于提高速度而带来的能量损失非常小，与余热回收相比而言几乎可以忽略，所以我们选定最佳的最大流速为V_max＝2.5m/s。

根据公式三，以及V＝2.5m/s时所对应的T_烟，V_烟以及T_壁，计算出最佳导热油炉输油管内壁温度为T_最佳＝514K，作为最佳导热油温度设定值。

导热油流速偏差值ΔV_油和阀门开度变化值Δl之间的转换关系为：

其中，L为控制阀的最大开度，L＝0.065m，V_max为导热油最大流速，V_max＝2.5m/s，R为可调比，R＝30。

同时，第一流量计实时测量管道内导热油流量，并传输给工控机，工控机比较实时流量和设定流量后判断控制阀开度是否继续变化，如果实时流量达到设定流量值，则停止改变控制阀阀门开度，否则，继续调整控制阀阀门开度。

第一储油罐的液位与第一油泵转速之间的控制关系如下：

液位设定值与液位输入值的偏差Δh为：

Δh＝H_设定-H_输入

第一油泵转速的变化值Δn为：

$\mathrm{\Δn}=K_P(\mathrm{\Δh}+\frac{1}{T_1}\∫\mathrm{\Δhdt}+T_D\frac{\mathrm{d\Δh}}{\mathrm{dt}})$

式中：K_P＝1.25，T_I＝300s，T_D＝180s。

另外，由Fluent仿真结果发现，在蛇形管道的直管和弯管结合处，由于流速较小，传热不均匀，容易发生局部高温现象，即导热油在此处结焦的概率最大，因此，在每一段蛇形管道的直管和弯管结合处都安装热电偶，如图2所示，工控机在一个工作周期内顺序读取所有热电偶的数值，以最高温度值与设定值进行比较，根据设定算法完成对控制阀开度的调节。

Claims (2)

1.一种基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制方法，其特征在于，利用一种基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制系统，进行导热油温度控制和第一储油罐液位控制；

所述基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制系统包括第一热电偶测温装置、第二热电偶测温装置、第一流量计、第二流量计、控制单元、控制阀及报警单元；

所述基于导热油的烟气余热回收装置包括导热油炉、第一油泵及第一储油罐；其中，所述导热油炉入口和出口均与烟气输送管道相连，导热油炉中的输油管入口与第一储油罐的出口相连，导热油炉中的输油管出口与第一油泵的输入端相连，第一油泵的输出端与第一储油罐的入口相连；

所述第一热电偶测温装置设置于所述导热油炉中输油管弯折处，用于测量导热油炉内壁温度，第二热电偶测温装置设置于导热油炉的烟气管道进口处；

所述第一流量计安装在导热油炉中的输油管进口处，第二流量计设置于导热油炉的烟气管道进口处；

所述控制阀安装于所述第一储油罐的出口与导热油炉的输油管入口之间的输油管上；

所述第一热电偶测温装置、第二热电偶测温装置、第一流量计、第二流量计、液位计、控制阀及报警单元均与控制单元相连；

还包括第二储油罐、第二油泵及液位计；

所述液位计安装于第一储油罐上，与控制单元相连；

所述第二储油罐与第一储油罐之间设有第一输油管和第二输油管，且第一储油罐的水平安装位置高于第二储油罐的水平安装位置；其中，第一输油管连接第一储油罐的第一上端开口和第二储油罐的第一上端开口，第二输油管连接第一储油罐的第二上端开口和第二储油罐的第一下端开口，第二油泵设置于第二储油罐第一下端开口和第二输油管之间，且与控制单元相连；

所述第一储油罐和第二储油罐之间还设有第三输油管，第三输油管与第一输油管相连，第三输管上设有手动控制阀；

所述控制阀为气关式角型阀，其流量特性为等百分比形式；

所述流量计为节流式流量计、均速管流量计、电磁流量计、容积式流量计及质量流量计当中的一种；

所述的第一油泵和第二油泵为变频泵或变速泵；

导热油温度控制过程如下：

步骤1：利用热电偶测温装置实时获取导热油炉内壁的温度并将温度信号输入到控制单元，导热油炉内壁温度与导热油温度相同；

步骤2：控制单元判断导热油温度是否超出设定的温度范围，若超出设定的温度范围，则控制单元发出控制指令触发报警单元报警；

控制单元依据当前导热油炉温度发出控制指令至控制阀，调节控制阀阀门开度，改变进入导热油炉的导热油的流速；

导热油的流速由第一流量计测得的流量转换获得；

第一储油罐液位控制过程如下：

步骤1：利用液位计实时采集第一储油罐的液位并将液位信号输入控制单元；

步骤2：基于输入液位信号与设定液位之间存在偏差，利用PID控制方法控制第一油泵的流量，使得第一储油罐中液位保持恒定；

当第一油泵的流量已开到最大，而第一储油罐的液位与设定液位相差超过设定液位的3％-5％时，则发出控制指令至第二油泵，将导热油从第二储油罐补充至第一储油罐；

所述导热油温度控制的步骤2中导热油温度偏差与控制阀阀门开度之间的控制关系如下：

1)导热油温度偏差值(T_最佳－T_油)和导热油流速偏差值ΔV_油之间的转换关系：

其中，e为自然对数的底数，b＝m₁V_烟+m₂，c＝m₃T_烟×V_烟+m₄T_烟-m₅；T_最佳为导热油温度设定值，T_油为实时采集的导热油炉内壁温度即导热油温度，V_烟为实时采集的烟气流速，由第二流量计测得烟气流量转换获得；ln为以e为底的对数函数；

通过运用流体力学和传热学机理，基于烟气与导热油换热的热量与烟气与输油管内壁的换热量相同的关系，对整个系统进行多次试验，将试验数据进行拟合获得输油管内壁温度与烟气温度、烟气流速、导热油温度及导热油流速之间的函数关系，具体拟合过程如下：

步骤a)设定恒定的烟气流速V_烟和管道内导热油温度T_油，在不同的烟气温度下依次改变导热油流速，记录对应的输油管内壁的温度，对导热油流速与输油管内壁的温度关系进行拟合，获得不同烟气温度下输油管内壁温度T_壁与导热油流速V_油的函数关系；

对上述函数关系中常数项与烟气温度之间的函数关系进行拟合，获得输油管内壁温度T_壁与导热油流速V_油和烟气温度T_烟的函数关系，即公式一；

其中，D₁、D₂和D₃为公式一的数据拟合过程中得到的常数项；

步骤b)设定恒定的烟气流速V_烟、导热油流速及烟气温度，改变导热油温度T_油，获得公式一中常数项系数与导热油温度T_油之间的对应数据，对数据进行拟合获得公式二；

其中，A、B、C为公式二的数据拟合过程中得到的常数项；

步骤c)设定恒定的导热油流速、烟气温度及导热油温度，改变烟气流速V_烟，获得公式二中常数项与烟气流速之间的对应数据，对数据进行拟合获得公式三；

所述数据拟合是指采用对数、指数、线性和幂类型的函数关系式进行数据拟合，选取误差最小的函数作为最终的函数关系式；

拟合过程中，导热油输油管内壁温度与导热油温度大小相同；

所述m₁、m₂、m₃、m₄及m₅通过上述拟合方法确定；

n依据T_油和V_烟从下表中确定；

2)导热油流速偏差值ΔV_油和阀门开度变化值Δl之间的转换关系为：

其中，L为控制阀的最大开度，V_max为导热油最大流速，R为可调比，R＝30；

所述第一储油罐液位控制过程中，第一储油罐的液位与第一油泵转速之间的控制关系如下：

液位设定值与液位输入值的偏差Δh为：

Δh＝H_设定-H_输入

第一油泵转速的变化值Δn为：

$\mathrm{\Δn}=K_P(\mathrm{\Δh}+\frac{1}{T_1}\underset{0}{\overset{T_I}{\∫}}\mathrm{\Δhdt}+T_D\frac{\mathrm{d\Δh}}{\mathrm{dt}})$

式中：K_P＝1.25，T_I＝300s，T_D＝180s。

2.根据权利要求1所述的基于导热油的烟气余热回收装置的预警与控制方法，其特征在于，所述b＝m₁V_烟+m₂，c＝m₃T_烟×V_烟+m₄T_烟-m₅，其中m₁＝0.0007，m₂＝0.0057，m₃＝0.001，m₄＝0.011，m₅＝-2.35。