CN104390453B - 炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种控制系统，特别是涉及一种炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统。其结构为：高温烟道与同流换热器和备用烟管连通，同流换热器与低温烟道连通，高温烟道上安装有热电偶、压力传感器、氧气分析仪，热电偶、压力传感器、氧气分析仪的输出端与用于控制电动阀的PLC控制器连接，PLC控制器与上位机连接；第二供风管与高温烟道连通，第一供风管的出风端分别与同流换热器、备用烟管和低温烟道连通，第一供风管和第二供风管上设置有电动阀，同流换热器与热风排风管连通，热风排风管的出风端与燃烧器连通。本发明实现了过程空气的精确控制，为炭素回转床式煅烧炉能够安全、稳定、环保、高产能、高质量的煅烧石油焦提供了重要保证。

Description

炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统

技术领域

本发明涉及一种控制系统，尤其涉及一种炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统。

背景技术

目前，煅烧石油焦的设备有三种，分别为罐式炉、回转窑和回转床煅烧炉。其中回转床煅烧炉煅烧石油焦是石油焦煅烧的一种新的途径，它具有炭烧损率低、煅烧实收率高、结构合理、产能大等优点。但是在实际生产中，如果过程空气分配不合理，给风量控制不精确，那么燃烧室挥发份和燃烧器燃料燃烧不充分，就会影响炉温的控制，导致煅烧焦质量下降，产能波动大；烟道内挥发份和残余炭粉燃烧不充分，不能很好的进行余热利用，产生过量的炭粉，造成资源浪费，污染环境等。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统，目的是合理分配过程空气的使用，精确控制过程空气使用量，使烟道内挥发份和残余炭粉燃烧更充分，同时进行了余热利用，解决了挥发份和炭粉污染空气的问题。

为达上述目的，本发明是通过下述技术方案实现的：

炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统，它包括上位机、PLC控制器、烟道、烟囱，其中烟道分为高温烟道和低温烟道，高温烟道与同流换热器和备用烟管连通，同流换热器与低温烟道连通，低温烟道与烟囱和备用烟管连通，高温烟道上安装有热电偶、压力传感器、氧气分析仪，热电偶、压力传感器、氧气分析仪的输出端与用于控制电动阀的PLC控制器连接，PLC控制器与上位机连接；第二供风管与高温烟道连通，第一供风管的出风端分别与同流换热器和低温烟道连通，第一供风管和第二供风管上设置有电动阀，同流换热器与热风排风管连通，热风排风管的出风端与燃烧器连通。

第二过程风机与上述第二供风管入风端连接，第二过程风机连通第二进风口，第二进风口与第二过程风机之间设置有第二过滤器和消音器。

上述的第二供风管由主供风管和出风端的两个分支供风管构成，两个分支供风管的出风端分别与高温烟道的前部烟气入口和后部连通。

上述的备用烟管上设置有电动调节阀。

上述的第一供风管由主供风管和出风端的三个分支供风管构成，其中一个分支供风管与同流换热器连通，另外两个分支供风管的出风端分别与备用烟管中部和低温烟道中部连通，低温烟道的中部设置有电动调节阀，第一过程风机与第一供风管入风端连接，第一过程风机连通第一进风口，第一进风口与第一过程风机之间设置有第一过滤器和消音器。

上述的第一供风管和第二供风管的主供风管上设置有电磁阀、电动调节阀及为了提高安全性而设置的手动阀，第一供风管和第二供风管的分支供风管上均设置有电磁阀、电动调节阀及单向阀。

上述的热风排风管由主热风排风管和三个分支热风排风管构成，其中一个分支热风排风管的出风端与燃烧器的入风口连通，另一个分支热风排风管的出风端与窑门侧壁和窑门顶部连通，第三个分支热风排风管为直接排入大气的备用热风支管。

上述的备用热风支管上安装有手动阀、电磁阀和单向阀。

由于采用上述技术方案，使得本发明具有如下优点和效果：

本发明实现了炭素回转床式煅烧炉过程空气的精确控制，为炭素回转床式煅烧炉能够安全、稳定、环保、高产能、高质量的煅烧石油焦提供了重要保证。本发明实现了使烟道内挥发份和残余炭粉燃烧更充分，解决了挥发份和炭粉污染空气的问题，同时进行了余热利用，达到了节能减排的技术效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中，1、上位机，2、PLC控制器，3、热电偶，4、压力传感器，5、氧气分析仪，6、烟气入口，7、第二过程风机，8、第二过滤器和消音器，9、第二进风口，10、窑门侧壁、11、窑门顶部，12、燃烧器，13、第一过程风机，14、第一过滤器和消音器，15、第一进风口，16、高温烟道，17、备用烟管，18、同流换热器，19、低温烟道，20、烟囱，21、热风排风管，22、第二供风管，23、第一供风管，24、备用热风支管。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。以下实施例仅为本发明的几个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应在本发明保护范围之内。

如图1所示，本发明炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统的具体结构如下：它包括上位机、PLC控制器、烟道、烟囱20，其中烟道分为高温烟道16和低温烟道19，高温烟道16与同流换热器18连通，同流换热器18与低温烟道19连通，低温烟道19与烟囱20连通，为了提高安全性，在高温烟道16和低温烟道19通过备用烟管17连通，备用烟管17上设置有电动调节阀，高温烟道16上安装有热电偶3、压力传感器4、氧气分析仪5，热电偶3、压力传感器4、氧气分析仪5的输出端与用于控制电磁阀和电动调节阀的PLC控制器2连接，PLC控制器2上位机1连接；第二供风管22与高温烟道16连通，第二过程风机7与第二供风管22入风端连接，第二过程风机7连通第二进风口9，第二进风口9与第二过程风机7之间设置有第二过滤器和消音器8，为了提高供风效率，第二供风管22由主供风管和出风端的两个分支供风管构成，两个分支供风管的出风端分别与高温烟道16的前部烟气入口6和后部连通；第一供风管23的出风端分别与同流换热器18、备用烟管17和低温烟道19连通，为了提高供风效率，第一供风管23由主供风管和出风端的三个分支供风管构成，其中一个分支供风管与同流换热器18连通，另外两个分支供风管的出风端分别与低温烟道19的中部和备用烟管17的中部连通，低温烟道19和备用烟管17的中部都设置有电动调节阀，第一过程风机13与第一供风管23入风端连接，第一过程风机13连通第一进风口15，第一进风口15与第一过程风机13之间设置有第一过滤器和消音器14；上述第一供风管23和第二供风管22的主供风管上设置有电磁阀、电动调节阀及为了提高安全性而设置的手动阀，第一供风管23和第二供风管22的分支供风管上均设置有电磁阀、电动调节阀及单向阀；同流换热器18与热风排风管21连通，热风排风管21的出风端与燃烧器12连通，为了提高效率，热风排风管21由主热风排风管和三个分支热风排风管构成，其中一个分支热风排风管的出风端与燃烧器12的入风口连通，另一个分支热风排风管的出风端与窑门侧壁10和窑门顶部11连通，为了提高安全性，第三个分支热风排风管为直接排入大气的备用热风支管24，备用热风支管24上安装有手动阀、电磁阀和单向阀。

本系统分为两路供气和一路排气。

第一路供气管路由一台过程风机供气，分为三个之路，其中两支路分别用于低温烟道和备用烟管电动调节阀门的吹扫、降温用，剩下一路连通同流换热器，经过同流换热器将空气加热，给燃烧室和燃烧器提供高温过剩空气，避免低温空气影响炉温，保证煅烧炉内温度稳定。

第二路供气管路是由另一台过程风机供气，分为两个支路，分别为竖直烟道的进气端和水平烟道的中间位置提供过剩氧气，此路气的作用是保证烟道内剩余的挥发份和残余的炭粉充分燃烧，在为同流换热器提供热源的同时，也达到了节能环保的目的。

第三路是回转床式煅烧炉烟道排气，废气首先通过同流换热器预热冷空气，预热后的冷空气分为三个热风支路，通过其中一个支路通过窑门侧壁、窑门顶端进入燃烧室，预热的过程空气起到助燃和平衡炉膛内氧含量的作用，空气预热的目的是避免炉膛内温度受到冷空气的影响，进而影响煅烧焦的质量，另一个支路进入燃烧器，为燃烧器燃料的燃烧提供足够的氧气。为了提高安全性，另设一个直接排入大气的备用热风支管；经过同流换热器的高温废气此时已经降温，再经过低温烟道进入烟囱排到大气中。

进入烟道的冷空气将降低从煅烧过程排入废热回收部分烟气的温度，过程空气通过安装在烟道上的同流式换热器与废热烟气交换，不仅可以预热过程空气，节约能源，还可以降低烟道内烟气温度便于后续的除尘环保（烟气温度由最高1550℃将至200℃左右），回转床烟道排气中路空气的精确控制是基于以下2个计算得到的，一个在线式氧气分析仪对本路空气入口下游的废气进行采样分析，在废气中应保持微量的过剩氧气（不超过1%），以保证所有的过剩挥发份和炭粉被烧尽，废气中的分析结果传送到上位机上，废气的最佳氧含量将在上位机中设定，要考虑的是进入废热回收系统的废气温度。用一支热电偶来传送废气温度，如果温度超过了回收设备或耐火材料的安全温度，则按照PLC控制器的计算结果相应的控制电动阀门的开度，加大过程空气量进行必要的冷却，以保证设备和人员的安全，每条过程空气管路上都相应的设置手动阀门、电磁阀、单向阀或电动调节阀门，可分别进行远程/本地控制，可以本地进行空气量的调整和开关控制，还可远程进行关断，最重要的是在炉壁、预热管、烟道等关键位置设置热电偶和压力传感器，传感器将实时的温度和压力数据通过模—数转换后加给PLC控制器进行数据分析，上位机根据PLC控制器的计算结果和设定值进行比较，进而控制相关远程电动阀门的开度来准确的控制过程空气的使用量，两台过程风机通过变频器与上位机相连，风机的总风量根据上位机的计算结果进行无极调节控制，从而能够精确的控制总的过程空气量，为各个分支气路能够有效的工作提供保证，过程空气的精确控制为炭素回转床式煅烧炉能够安全、稳定、环保、高产能、高质量的煅烧石油焦提供了重要保证。上述上位机及PLC控制器采用现有常规系统，不用另行研发即可实现；上位机和PLC控制器品牌为中国西门子公司生产。

Claims (8)

1.炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统，它包括上位机、PLC控制器、烟道、烟囱，其特征在于烟道分为高温烟道（16）和低温烟道（19），高温烟道（16）与同流换热器（18）和备用烟管（17）连通，同流换热器（18）与低温烟道（19）连通，低温烟道（19）与烟囱（20）和备用烟管（17）连通，高温烟道（16）上安装有热电偶（3）、压力传感器（4）、氧气分析仪（5），热电偶（3）、压力传感器（4）、氧气分析仪（5）的输出端与用于控制电动阀的PLC控制器（2）连接，PLC控制器（2）与上位机（1）连接；第二供风管（22）与高温烟道（16）连通，第一供风管（23）的出风端分别与同流换热器（18）和低温烟道（19）连通，第一供风管（23）和第二供风管（22）上设置有电动阀，同流换热器（18）与热风排风管（21）连通，热风排风管（21）的出风端与燃烧器（12）连通。

2.根据权利要求1所述的炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统，其特征在于第二过程风机（7）与第二供风管（22）入风端连接，第二过程风机（7）连通第二进风口（9），第二进风口（9）与第二过程风机（7）之间设置有第二过滤器和消音器（8）。

3.根据权利要求2所述的炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统，其特征在于所述的第二供风管（22）由主供风管和出风端的两个分支供风管构成，两个分支供风管的出风端分别与高温烟道（16）的前部烟气入口（6）和后部连通。

4.根据权利要求2所述的炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统，其特征在于所述的备用烟管（17）上设置有电动调节阀。

5.根据权利要求1所述的炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统，其特征在于所述的第一供风管（23）由主供风管和出风端的三个分支供风管构成，其中一个分支供风管与同流换热器（18）连通，另外两个分支供风管的出风端分别与低温烟道（19）的中部和备用烟管（17）的中部连通，低温烟道（19）的中部设置有电动调节阀，第一过程风机（13）与第一供风管（23）入风端连接，第一过程风机（13）连通第一进风口（15），第一进风口（15）与第一过程风机（13）之间设置有第一过滤器和消音器（14）。

6.根据权利要求1、2、3或5所述的炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统，其特征在于所述的第一供风管（23）和第二供风管（22）的主供风管上设置有电磁阀、电动调节阀及为了提高安全性而设置的手动阀，第一供风管（23）和第二供风管（22）的分支供风管上均设置有电磁阀、电动调节阀及单向阀。

7.根据权利要求1所述的炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统，其特征在于所述的热风排风管（21）由主热风排风管和三个分支热风排风管构成，其中一个分支热风排风管的出风端与燃烧器（12）的入风口连通，另一个分支热风排风管的出风端与窑门侧壁（10）和窑门顶部（11）连通，第三个分支热风排风管为直接排入大气的备用热风支管（24）。

8.根据权利要求7所述的炭素回转床式煅烧炉过程空气控制系统，其特征在于所述的备用热风支管（24）上安装有手动阀、电磁阀和单向阀。