CN104613753B - 基于云处理的隧道窑余热利用风机频率控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于云处理的隧道窑余热利用风机频率控制系统，所述系统包括气道温度传感器和云端服务器；旁路气道上设置与余热系统控制器数据连接的变频引风机，通过改变变频引风机的频率来调节进入旁路气道的气体量；余热系统控制器连接云端服务器，余热系统控制器将测量的温度据传递给云端服务器，然后通过云端服务器将测量的温度传送给余热系统客户端，余热系统操作者通过余热系统客户端得到的温度，输入变频引风机的频率的参数进行控制，以避免低温腐蚀。本发明可以根据现场需求直接通过客户端更新云端服务器中的控制程序及参数，云端服务器通过客户端与控制器连接以达到对系统的控制，避免了低温腐蚀，而且不需要维护人员前往现场更新，灵活性强。

Description

基于云处理的隧道窑余热利用风机频率控制系统

技术领域

本发明属于余热利用领域，属于F27隧道窑领域。

背景技术

随着我国经济快速发展，能源消耗日益增加，城市大气质量日益恶化的问题也越发突出，节约能源和减少环境有害物排放的问题迫在眉睫。在常见的热能动力领域中，能耗高、污染严重的主要原因之一是气体的排气温度过高，即浪费了大量能源，又造成了环境污染。隧道窑行业是一个高耗能，高污染的行业。隧道窑产生的尾气中含尘浓度高，品质差。隧道窑用余热利用系统可对尾气余热进行回收再利用，实现节能减排的目的。但是相关余热利用系统中如何保证利用最大化同时避免低温腐蚀，这些问题亟待解决。

传统的隧道窑余热利用包括余热利用系统、控制器和本地服务器。本地服务器接收控制器发送的信息，通过本地服务器内预设控制程序及参数得到的运行方案，控制器根据本地服务器得到的运行方案控制余热系统运行，即余热系统的运行只能按照本地服务器内预设的控制程序及参数得到的运行方案运行。然而，余热系统现场状况复杂多变，当本地服务器得到的运行方案无法满足现场状况的需求时，需要维护人员抵达现场更新本地服务器的控制程序及参数，以便本地服务器得到满足现场状况的运行方案，无法灵活地调整本地服务器内的控制程序及参数。即余热利用系统灵活性差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种新的隧道窑余热利用系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种隧道窑余热利用温度控制系统，所述系统包括隧道窑、主气道、旁路气道和气水换热器，所述隧道窑产生的气体通过旁路气道入口进入气水换热器，换热后的气体通过旁路气道的出口流入入主气道后进行排放；

在主气道的旁路气道入口和旁路气道出口之间设置主气道调节阀，用于调节主气道的气体量，同时在旁路气道上设置旁路气道调节阀，调节旁路气道的气体量；

所述系统进一步包括气道温度传感器，所述气道温度传感器设置在主气道的旁路气道的出口的下游，用于测量排放气体的温度；所述系统包括余热系统控制器，余热系统控制器与温度传感器、主气道调节阀和旁路气道调节阀进行数据连接，余热系统控制器根据温度传感器测量的排气温度来自动调整主气道调节阀和旁路气道调节阀的开度；

所述系统进一步包括云端服务器，余热系统控制器连接云端服务器，云端服务器与余热系统客户端连接，其中余热系统控制器将测量的数据传递给云端服务器，然后通过云端服务器将测量数据传送给余热系统客户端。

余热系统操作者通过余热系统客户端得到的运行信息，输入主气道调节阀和旁路气道调节阀的开度的参数进行控制。

所述隧道窑为板材的烘干装置，所述烘干装置包括箱体、加热部件、温度传感器、可编程控制器和传送带，所述传送带穿过箱体，传送带设置速度控制部件，速度控制部件与可编程控制器进行数据连接，可编程控制器根据板材的厚度和含水率，通过速度控制部件控制传送带的速度；

传送控制方式如下：可编程控制器中存入的基准数据板材厚度为L、质量含水率为S、加热的温度为T、传送带的传送速度为V是在板材厚度为L、质量含水率为S的时候，需要的加热的绝对温度为T，传送带的传送速度为V；

当板材的厚度为变为l，质量含水率为变为s的时候，传送带的传速度满足如下关系：

t保持基准温度T不变，传送带的传送速度变化如下：V/v=（s/S）^c*（l/L）^d,其中c，d为参数，1.12<c<1.18,1.25<d<1.29;

上述的公式中需要满足如下条件：0.8<s/S<1.2,0.8<l/L<1.2；

上述公式中，温度T，t为绝对温度，单位为K，为箱体内的平均加热温度，速度V，v单位为m/s,板材厚度L，l为厘米，含水率s，S为质量百分数。

与现有技术相比较，本发明具有如下的优点：

1）该基于云计算的控制系统采用云端服务器替代传统的本地服务器。当运行方案不满足现场需求时，可以根据现场需求直接通过以太网更新云端服务器中的控制程序及参数，云端服务器通过以移动网与控制器连接以达到对余热利用的控制。即更新控制程序及参数时，直接通过以网络更新，而不需要维护人员前往现场更新，灵活性强。

2）通过大量研究得出最佳的隧道窑控制速度和温度的关系式。

附图说明

图1是本发明隧道窑余热利用系统的示意图；

图2是本发明隧道窑余热利用系统的另一个示意图；

图3是本发明用户散热器的示意图；

图4是翅片管的横截面示意图；

图5是图4从左侧看的一个实施例的示意图；

图6是图4从左侧看的一个优化的实施例示意图；

图7是本发明的隧道窑一个实施例的结构示意图；

图8是本发明的隧道窑另一个实施例的结构示意图；

图9是本发明隧道窑箱体内温度传感器布置的平面示意图；

图10是本发明隧道窑运行模式一的控制流程图；

图11是本发明隧道窑运行模式二的控制流程图；

图12是本发明隧道窑运行模式三的控制流程图。

附图标记如下：

1隧道窑，2主气道调节阀，3旁路气道调节阀，4风机，5气道温度传感器，6气水换热器，7热水供水管，8冷水回水管，9调节阀，10流量计，11进水温度传感器，12出水温度传感器，13热交换器，14热用户给水管，15热用户回水管，16循环泵，17热量表，18换热系统控制器，19散热系统控制器，20上集管，21基管中没有翅片的部分，22翅片管，23下集管，24基管，25第一翅片，26空隙部分，27第一连接片，28第二翅片，29第四翅片，30第三翅片，31第二连接片，32用户散热器进水温度传感器，33用户散热器出水温度传感器，34用户散热器流量计，35热量表，36用户散热器调节阀，37主气道，38旁路气道，39旁路气道入口，40旁路气道出口，41辅助加热设备，42变频引风机，43余热系统控制器，44云端服务器，45换热系统客户端，46散热系统客户端，47余热系统客户端；48箱体，49传送带，50加热部件，51温度检测器，52可编程控制器，53入口，54隧道窑温度传感器，55板材，56传送轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

如图1-2所示，一种隧道窑余热利用系统包括余热系统、换热系统和散热系统，其中余热系统与换热系统之间通过气水换热器6进行换热连接，换热系统和散热系统之间通过热交换器13进行换热连接。

优选的，所述系统进一步包括余热系统控制器43，余热系统控制器43连接云端服务器44，云端服务器44与余热系统客户端47连接。其中余热系统控制器43将测量的数据传递给云端服务器44，然后通过云端服务器44传送给余热系统客户端，余热系统客户端47可以及时得到余热系统的运行信息，例如包括测量的数据等，余热系统操作者还可以通过余热系统客户端47得到的运行信息，通过余热系统客户端47输入控制参数给云端服务器，由云端服务器传送给余热系统控制器进行控制。

优选的，所述系统进一步包括换热系统控制器18，换热系统控制器18连接云端服务器44，云端服务器44与换热系统客户端45连接。其中换热系统控制器18将测量的数据、控制的信息传递给云端服务器44，然后通过云端服务器44传送给换热系统客户端45，换热系统客户端45可以及时得到换热系统的运行信息，例如包括测量的数据等，换热系统操作者还可以通过换热系统客户端45得到的运行信息，通过换热系统客户端45输入控制参数给云端服务器，由云端服务器传送给换热系统控制器进行控制。

优选的，所述系统进一步包括散热系统控制器19，散热系统控制器19连接云端服务器44，云端服务器44与散热系统客户端46连接。其中散热系统控制器19将测量的数据、控制的信息传递给云端服务器44，然后通过云端服务器44传送给散热系统客户端46，散热系统客户端46可以及时得到散热系统的运行信息，例如包括测量的数据等，散热系统操作者还可以通过散热系统客户端46得到的运行信息，通过散热系统客户端46输入控制参数给云端服务器，由云端服务器传送给散热系统控制器，对散热系统进行控制。

优选的，所述云端服务器与所述控制器通过以太网连接。

优选的，所述控制器43、18、19分别包括第一通讯单元；所述云端服务器44包括第二通讯单元；所述控制器的第一通讯单元与所述云端服务器44的第二通讯单元连接。如第一通讯单元与第二通讯单元之间可以采用TCP/IP协议连接。

优选的，所述客户端45、46、47分别包括第三通讯单元；所述客户端45、46、47的第三通讯单元与所述云端服务器44的第二通讯单元连接。如第三通讯单元与第二通讯单元之间可以采用TCP/IP协议连接。

图1展示了一种隧道窑余热利用系统，所述系统包括隧道窑1、主气道37、旁路气道38和气水换热器6，所述隧道窑产生的气体通过旁路气道入口39进入气水换热器6，换热后的气体通过旁路气道的出口40流入入主气道37后进行排放。

在主气道37的旁路气道入口39和旁路气道出口40之间设置主气道调节阀2，用于调节主气道的气体量，同时在旁路气道38上设置旁路气道调节阀3，调节旁路气道的气体量。

所述系统进一步包括气道温度传感器5，所述气道温度传感器5设置在主气道37的旁路气道的出口40的下游，用于测量排放气体的温度。所述系统包括余热系统控制器43，余热系统控制器43与温度传感器5、主气道调节阀2和旁路气道调节阀3进行数据连接，余热系统控制器43根据温度传感器测量的排气温度来自动调整主气道调节阀和旁路气道调节阀的开度，以避免低温腐蚀。

如果测量的温度过低，则余热系统控制器43通过调大主气道调节阀2的开度，同时减少旁路气道调节阀4的开度。通过这样减少进入旁通气道的气体流量，避免因为过多的气体进行换热而导致排气温度过低。

优选的，用户可以通过余热系统客户端47输入主气道调节阀2和旁路气道调节阀4的开度来手动控制。

当然，作为一个优选的实施例，可以不设置主气道调节阀和旁路气道调节阀，如图2所示，只在旁路气道上设置与余热系统控制器43数据连接的变频引风机42，通过改变变频引风机42的频率来调节进入旁路气道40的气体量。如果测量的温度过低，则余热系统控制器43通过调小变频引风机42的频率减少进入旁通气道的气体流量，避免因为过多的气体进行换热而导致排气温度过低，从而避免低温腐蚀。

优选的，用户可以通过余热系统客户端47输入变频引风机42的运行频率来手动控制。

优选的，气水换热器6为管壳式换热器。

如图1所示，所述系统进一步包括热水供水管7、冷水回水管8、调节阀9、进水温度传感器11、出水温度传感器12、热交换器13、热用户送水管14、热用户回水管15、用户散热器、循环泵16、流量计10、热量表17、换热系统控制器18、散热系统控制器19，所述的热水供水管7与热交换器13连接，在热水供水管7上设置调节阀9，用于调节进入热交换器13的热水的流量，在调节阀9和热交换器13之间的管道上设置进水温度传感器11，用于测量热交换器13的进水温度；

作为一个优选，可以只在旁路气道上设置旁路气道调节阀，不需要设置主气道调节阀，调节旁路气道的气体量，旁路气道调节阀与余热系统控制器数据连接，余热系统控制器根据温度传感器测量的热交换器13的进水温度来调节调节阀的开度，如果进水温度过高，则相应的减少调节阀的开度，如果进水温度过低，则相应的增加调节阀的开度。这样设置可以充分利用热能，避免热量过多而导致浪费或者过少而导致不足。

热交换器13与热用户给水管14和热用户回水管15连接，热用户给水管14和热用户回水管15之间连接热用户散热器（参见图1-2），热用户回水管15的水通过与热交换器13中的汽水热交换器提供的热水进行换热，然后再通过热用户给水管14到达用户散热器中进行供暖；所述循环泵16设置在热用户回水管15上；

热交换器13与冷水回水管8连接，在冷水回水管8上设置流量计10，用于检测冷水回水管8中的水的流量；在流量计10和热交换器13之间的冷水回水管8上设置出水温度传感器，用于测量热交换器13的出水温度；

热用户散热器为并联的多个，图1-2只展示了两个，但是并不限于两个，为了方便，图1-2中的涉及散热器并联管中的相关部件，例如温度传感器、流量计等只展示了一个。

每一个热用户散热器的出水管上设置流量计34，用于检测散热器中的水的流量，每一个热用户散热器的进水口和出水口分别设置进水温度传感器32和出水温度传感器33，分别用于检测散热器的进水温度和出水温度，热量表35分别与流量计34、进水温度传感器33和出水温度传感器34数据连接，用于计算热用户耗费的热量；每一个热用户散热器的进水管上都设置了流量调节阀36，用于单独调节进入散热器的水的流量，所述可编程控制器18与热量表35、调节阀36数据连接，用于对隧道窑余热利用系统进行自动控制；热量表35将用户的热量使用的数据传递给散热系统控制器19，散热系统控制器19根据用户购买的热量与目前使用的热量进行对比，如果热量已经用完，散热系统控制器19控制调节阀36进行完全关闭。

热量表可以实时的将用户使用的热量提供给散热系统控制器，也可以按照一定的时间进行提供，例如每天进行一次结算。散热系统控制器通过云端服务器44提供给散热系统客户端。用户可以通过散热系统客户端进行热量余额查询、缴费购买热量等操作。

散热系统控制器19自动计算用户剩余的热量，在用户热量剩余量达到第一数据的时候，可编程控制器调整调节阀36到低于正常开度的第一开度；在用户热量剩余量达到低于第一数据第二数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第一开度的第二开度；在用户热量剩余量达到低于第二数据第三数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第二开度的第三开度；在用户热量剩余量达到低于第三数据第四数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第三开度的第四开度；在用户热量剩余量达到低于第四数据第五数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第四开度的第五开度；在用户热量剩余量达到低于第五数据第六数据的时候，可编程控制器调整调节阀到低于第五开度的第六开度；最后在用户热量剩余量达到接近零的时候，可编程控制器调整调节阀完全关闭。

散热系统控制器通过上述的逐步关闭调节阀和降低泵的运行功率的操作，可以使供暖逐步的停止，这样用户就可以感觉到供暖量在逐渐的下降，从而使其知道你购买的热量已经临近用完，需要尽快购买。

上述的操作可以在一定的时间段内完成，例如几天内或者一个周内完成完成，这样用户才能逐渐感觉到供暖量的减少，从而提醒他主动购买热量。

优选的，散热系统客户端为移动终端。

上述的用户操作可以通过散热系统客户端实现，从而实现无卡式热量收费管理系统,实现了收费和热网充值的无卡传递,热用户在缴费后获得根据缴费数额取得的缴费密码,并在一定时间内在机组运行管理程序上充值,充值后金额与密码均失效，从而大大降低了热网收费中的资金风险.

作为优选，所述换热系统控制器18与热量表17进行数据连接，所述热量表17与进水温度传感器11、出水温度传感器12和流量计10进行数据连接，并根据测量的进水温度、出水温度和水的流量来计算输入给用户的总热量；通过计算输入用户的总热量以及每个用户耗费的热量的对比，可以计算出热量损失率，如果损失率过大，则应当及时对系统进行除垢工作，同时还可以根据热量损失率来合理计算单位热量的成本。

所述换热系统控制器18与调节阀9进行数据连接，当散热器的调节阀36因为用户的热量消费完毕或者即将消费完毕而导致开度变化时，此时，换热系统控制器18根据调节阀36的开度自动调节调节阀9的开度，从而使输入换热器13的热水相应的变化，例如，相应的减少，以节约能源。

作为一个优选，在热水供水管上设置辅助加热设备，所述辅助加热设备32与换热系统控制器18数据连接，换热系统控制器根据进水温度传感器11测量的换热器13的进水温度来自动启动辅助加热设备。如果计算的进口温度小于预定的值，则可编程控制器20启动辅助加热设备7，以加热热水供水管上的水。采用辅助加热设备的主要目的是避免因为气体的的余热量不足而导致的换热量不足的问题。换热量不足的主要原因是因为进入旁路气体的换热量不足造成的，例如为了避免低温腐蚀。

作为一个可以替换的技术方案，换热系统控制器可以通过测量换热器13的换热量来自动启动辅助加热设备。如果换热器13的换热量低于一定的数值，则自动启动。换热器的换热量可以通过热量表17来获得。

作为一个优选，辅助加热设备为电加热设备。

作为另一个有选，辅助加热设备为锅炉。

换热系统用户可以通过换热系统客户端输入信息，决定是否启动辅助加热设备。

当然，前面所提到的所有的测量的数据都可以通过云端服务器发送给相应的客户端，相应的客户端能够及时的收到对应的系统的测量数据，甚至可以实现余热系统、换热系统和散热系统测量的数据在客户端上互相共享。上述的所有控制的信息都可以通过相应的客户端输入相应的参数，然后通过云端服务器传送给相应的控制器来进行远程的手工控制，包括开关相关系统的运行。当然，操作者可以通过相应的客户端及时得到相应的测量的参数。

当然，本发明还提供了一种散热器，此种散热器可以作为单独的一个散热器产品进行保护。

所述的热用户散热器是翅片管散热器，包括上集管20、下集管23和连接上集管20和下集管23的翅片管22，所述翅片管22包括圆形基管24和第一翅片25、第二翅片28，第一翅片25和第二翅片28设置在基管24的外部并且第一翅片25和第二翅片28的延长线相交于基管26的圆心所在的基管的中心轴线，第一翅片25和第二翅片28沿着通过基管中心轴线的第一平面B镜像对称；所述翅片管包括第三翅片30和第四翅片29，所述第三翅片30、第四翅片29沿着第二平面C分别与第一翅片25和第二翅片28镜像对称，所述第二平面C与第一平面B垂直而且经过基管24的中心轴线；所述第一翅片25和第二翅片28之间设置第一连接片27，所述第三翅片30和第四翅片33之间设置第二连接片31，第一连接片27和第二连接片31为圆弧型金属板；所述圆弧形金属板的中心轴线与基管24的中心轴线重合；所述基管为直管，所述相邻的基管的中心轴线互相平行。

作为一个优选，所述的热交换器13为板式热交换器。

作为一个优选，如图5、6所示，所述的散热器的第一翅片和第二翅片的翅片高度从用户散热器的下部到上部逐渐变小。通过这样设置，可以使得空气在翅片的空隙中的流动过程中，空隙部分26面积越来越小，从而使其流速越来越快，烟筒效应越来越明显，从而增强换热。

作为一个优选，所述的散热器的第一翅片和第二翅片的翅片高度从用户散热器的下部到上部逐渐变小的幅度越来越低。实验证明，在散热器中，通过这样设置，换热效果要明显优于变化的幅度不变或者逐渐变大的情况。

作为一个优选，所述的散热器的第一翅片和第二翅片的翅片高度从用户散热器的下部到上部为抛物线结构。这种设置是翅片的变化起到了流线型的效果，达到最好的换热效果，同时因为下部外延出一部分，使更多的空气进入空隙部分。

对于图11和图12的两种情况，散热器的翅片依然可以采用所述第一翅片和第二翅片之间的夹角为A，第一翅片和第二翅片的长度为L，基管的外半径为R，沿着基管轴向上的翅片高度H四者满足的公式，但是考虑加工方便性，可以在高度方向上将翅片管分为几部分，每一部分采取平均的翅片高度H，但是长度L保持不变，采用总的长度的方式，通过平均的翅片高度来确定夹角A。

当然也可以直接将采用平均的翅片高度，算出一个夹角，沿着翅片的高度夹角保持不变。

当然，特殊情况下，因为制造的困难，翅片也不一定非要满足上述的几个参数的优化公式，也可以设置为便于制造的方式，例如如图6所示，翅片为直线的方式，高度一直保持不变，但是圆弧形封闭片距离翅片管基管的圆心的距离，沿着基管的高度不断的减小。

作为优选的是，圆弧形封闭片距离翅片管基管的圆心的距离，沿着高度方向上呈抛物线式的流线型变化，同时因为下部外延出一部分，使更多的空气进入空隙部分

当然，图12的实施例，也可以满足上述的优化的公式，但是制造起来比较麻烦。

基管和翅片的材料优选的是铝合金，所述铝合金的组分的质量百分比如下：1.4％Cu，2.8％Mg，3.2％Ag，1.2％Mn，0.42％Zr，0.15％Fe，1.18％Ti，18.38％Si，0.4%Cr,1.1%Ni,其余为Al。

铝合金的制造方法为：采用真空冶金熔炼，氩气保护浇注成圆坯，经过600℃均匀化处理，在400℃，采用热挤压成棒材，然后再经过580℃固溶淬火后，在200℃进行人工时效处理。导热系数为在50-70摄氏度温度下大于250W/(m*k）。

作为优选，隧道窑1为板材烘干装置。

如图7所示，一种板材55的烘干装置，包括箱体48、加热部件50、温度传感器54、可编程控制器52和传送带49，所述传送带49穿过箱体48，加热部件50和温度传感器54设置在箱体46内，加热部件50和温度传感器54与可编程控制器52进行连接。

需要说明的是，此处的板材是指板状的材料，例如板状的木材、保温板等。

作为优选，传送带设置速度控制部件，速度控制部件与可编程控制器52进行数据连接，可编程控制器52通过速度控制部件控制传送带的速度。

作为优选，速度控制部件包括速度检测部件，速度检测部件将检测的传送带数据传送到可编程控制器，可编程控制器根据检测的数据来调整传送带电机的功率。如果检测的速度小于可编程控制器计算得到的数据，增加电机的功率，反之，减少电机的功率。优选的，通过电机控制传送轮56的转速来调整传送带的传送速度。

作为优选，箱体内的温度传感器为多个，通过设置多个温度传感器测量数据的平均值来计算平均温度。

作为优选，箱体内的温度传感器设置为沿传送带传送的轴向方向相垂直的纵向设置多排，每一排的距离相同。

作为优选，如图9所示，相邻排的温度传感器54的排列方式为错排。通过错排的方式，可以取得纵向上不同轴向位置的温度，避免只测量同一轴向上的温度，保证测量数据的准确性。

作为优选，箱体48是横截面是梯形的空腔，入口53和出口设置电动门，所述电动门的开度可以调节。中央控制器根据输入的板材的厚度自动调节电动门的开度，防止开度过大造成能源损失，已达到节约能源的目的。

作为优选，还包括温度检测器51，当然，温度检测器只是转换传感器读数，将其发送给PLC，必要的情况下，可以直接将温度传感器测量的数据直接发送给控制器，或者控制器中设置温度检测器，例如图7。

优选的，传送带的传送速度为0.4-0.6m/s。

作为优选，箱体内设置加热区，沿着传送带传送方向，加热区温度呈连续性分布逐渐降低。这样使得板材随着干燥程度越来越高，需要热量越来越少，从而节约能量。

作为优选，沿着传送带传送方向，加热区的温度的降幅逐渐增加。如果将温度t设为距离加热区入口的距离x的函数，t=f（x），则在加热区，f'（x）<0,f''（x）>0,其中f'（x）、f''（x）分别是f（x）的一次导数和二次导数。

t为在X位置横截面上的平均温度。在实际中可以通过设置多个温度传感器测量的平均温度，或者通过红外测温仪测量的横截面上的平均温度。

通过实验表明，通过上述温度的变化以及增幅的变化，可以使得板材的干燥取得最佳的效果，而且还能够节约能源。

此处之所以限定加热区，是因为箱体内可能还设置预热区，此处的加热区就是预热区之后的加热区域。当然，有的时候不设置预热区，只设置加热区。

优选的，烘干的温度范围是85-120℃。

作为优选，所述加热部件50包括红外加热部件和微波加热部件两种，在加热区，红外加热部件比微波加热部件更靠近箱体出口设置。主要原因是红外加热部件和微波加热部件加热的原理不同，因为板材先是通过微波加热，使板材中的水分子便产生振动和转动能级的运动，使周围的其他分子快速摩擦，从而加速水分子从板材内部向外蒸发，等到水分子基本挥发到板材表面附近时，然后通过红外加热部件进行烘烤式加热，从而加速板材的干燥。

优选的，箱体内设置加热部分，微波加热部件分布为加热部分入口到加热部分长度的1/2-2/3位置范围内分布，加热部分的其余部分分配红外加热部件。如此设置会达到节能和干燥效果的最佳。其中加热部分长度为加热部分入口到加热部分出口的长度。

在实际工作过程中，传送带的速度和加热温度之间需要有一个最佳的关系，如果传送带的速度过快，则加热时间短，会影响加热质量，如果传送带的速度过慢，加热时间长，则可能会浪费太多的能量，同理，如果加热温度过低，会影响加热质量，如果加热温度过高，会导致浪费太多的能量。因此通过大量的实验，得出了最佳的加热温度和传送速度之间的关系。

所述的烘干装置能够实现根据加热板材的厚度和湿度自动的调整加热温度和传送带传送速度。控制方式如下：假设板材厚度为L、质量含水率为S的时候，箱体内加热的温度为T（绝对温度），传送带的传送速度为V的时候，表示满足一定条件的干燥效果。上述的板材厚度为L、质量含水率为S、速度V和温度T称为基准厚度、基准湿度、基准速度和基准温度，即基准数据。所述的基准数据存储在可编程控制器中。

基准数据表示满足一定条件的干燥效果的数据。例如可以是满足一定的干燥效果，例如干燥效果是板材含水率为0.02%，或者在达到一定的干燥效果时，耗费的能源最少。当然优选的条件是达到一定干燥效果时，耗费的能源最少的数据作为基准数据。

通过下述公式调整的温度和速度也基本上能够满足基准数据所达到的一定条件的干燥效果。

当板材的厚度为变为l，质量含水率为变为s的时候，加热的温度和速度满足如下三种不同的运行模式之一：

第一模式：v保持基准速度V不变，加热温度变化如下：

t=T*（s/S）^a*（l/L）^b,其中a，b为参数，1.07<a<1.13,1.15<b<1.20；优选的，a=1.10,b=1.18;

第二模式：t保持基准温度T不变，传送带的传送速度变化如下：

V/v=（s/S）^c*（l/L）^d,其中c，d为参数，1.12<c<1.18,1.25<d<1.29;优选的，c=1.15，d=1.27

第三模式：v和t可变，加热温度和传送带的传送速度的关系如下：

(v*t)/(V*T)=g*（s/S）^e*（l/L）^f,其中g,e,f为参数，g满足如下公式：

（s/S）/（l/L）>1,0.95<g<0.98;优选的，g=0.96；

（s/S）/（l/L）<1,1.04<g<1.08;优选的，g=1.06；

（s/S）/（l/L）=1,0.98<g<1.04;优选的，g=1.02；

优选的，第三模式选取（（1－v/V）²+（1－t/T）²）的值最小的一组v和t；当然也可以选择第一组满足要求的v和t，也可以从满足条件的v和t中随即选择一组；

1.10<e<1.15,1.18<f<1.20;优选的，e=1.13,f=1.19。

其中在上述三种模式的公式中需要满足如下条件：0.8<s/S<1.2,0.8<l/L<1.2。

上述的公式是经过大量的实际验证，完全满足板材实际干燥的需要。

在实际应用中，可编程控制器中存储多组基准数据，然后可编程控制器根据用户输入的数据（板材厚度和板材含水率），在满足0.8<s/S<1.2,0.8<l/L<1.2情况下，在自动选择合适的基准数据作为依据。

优选的，当出现两组或者多组基准数据情况下，可以提供用户选择的基准数据的界面、优选的，系统可以自动选择（（1－s/S）²+（1－l/L）²）的值最小的一个。

所述三种模式可以只存储一种在可编程控制器中，也可以存储两种或者三种在可编程控制器中。

当有多个温度传感器的时候，加热温度为箱体内多个温度传感器测量的平均温度。

上述公式中，温度T，t为绝对温度，单位为K，速度V，v单位为m/s,板材厚度L，l为cm（厘米），含水率s，S为质量百分数。

优选的，在对温度进行调整的时候，所有的加热区的加热部件的加热功率采取相同的增幅或者降幅，例如都同时增加10%。

优选的，在对温度进行调整的时候，所有的加热区加热部件的加热功率采取不同的增幅或者降幅，随着传送带的传送方向，加热区的加热部件的加热功率增加或减少的幅度逐渐降低，例如，沿着传送带的传送方向，前面的加热部件增加15%，后面的依次增加12%，11%，等等。

优选的，箱体内设置预热区，预热区设置在加热区的前部并且和加热区相连接。在预热区，沿着传送带传送方向，预热区的温度呈连续性分布逐渐的升高，优选沿着传送带传送方向，温度的增幅逐渐增加。如果将温度t设为距离入口的距离x的函数，t=f（x），则在预热区，f'（x）>0,f''（x）>0,其中f'（x）、f''（x）分别是f（x）的一次导数和二次导数。

t为在X位置横截面上的平均温度。在实际中可以通过设置多个温度传感器测量的平均温度，或者通过红外测温仪测量的横截面上的平均温度。

通过实验表明，通过上述温度的变化以及增幅的变化，可以使得板材的预热取得非常好的效果，而且还能够节约能源10%以上。

当设置预热区时，前面公式的温度T，t为包括预热区和加热区一起的的平均温度，即将预热区和加热区的温度作为一个平均温度进行考虑。

当设置预热区时，优选的，在对温度进行调整的时候，所有的预热区的加热部件的加热功率采取相同的增幅或者降幅，例如都同时增加10%。

优选的，在对温度进行调整的时候，预热区加热部件的加热功率采取不同的增幅或者降幅，随着传送带的传送方向，预热区的加热部件的加热功率增加或减少的幅度逐渐升高，例如，沿着传送带的传送方向，前面的加热部件增加8%，后面的依次增加10%，11%，等等。

通过上述增幅的变化，可以极大节约能源，与增幅相同相比，而且能够充分保证干燥结果的准确性。通过实验证明，增幅变化的情况，误差更小，加热效果更好。

本发明还公开了一种实现干燥设备智能操作的方法，包括如下步骤：

1）首先在可编程控制器中存储一组或者多组基准数据：板材厚度为L、质量含水率为S、箱体内加热的温度为T（绝对温度），传送带的传送速度为V；

2）在操作界面上输入板材的厚度和含水量；

3）可编程控制器根据输入的板材的厚度和含水量，用户选择执行或者自动执行（例如只有一种运行模式的情况下）以下三个模式之一：

第一模式。v保持基准速度V不变，加热温度变化如下：

t=T*（s/S）^a*（l/L）^b,其中a，b为参数，1.07<a<1.13,1.15<b<1.20；优选的，a=1.10,b=1.18;

第二模式。t保持基准温度T不变，传送带的传送速度变化如下：

V/v=（s/S）^c*（l/L）^d,其中c，d为参数，1.12<c<1.18,1.25<d<1.29;优选的，c=1.15，d=1.27

第三模式。v和t可变，加热温度和传送带的传送速度的关系如下：

(v*t)/(V*T)=g*（s/S）^e*（l/L）^f,其中g,e,f为参数，g满足如下公式：

（s/S）/（l/L）>1,0.95<g<0.98;优选的，g=0.96；

（s/S）/（l/L）<1,1.04<g<1.08;优选的，g=1.06；

（s/S）/（l/L）=1,0.98<g<1.04;优选的，g=1.02；

优选的，第三模式选取（（1－v/V）²+（1－t/T）²）的值最小的一组v和t；当然也可以选择第一组满足要求的v和t，也可以从满足条件的v和t中随即选择一组；

1.10<e<1.15,1.18<f<1.20;优选的，e=1.13,f=1.19。

其中在上述的三种模式的公式中需要满足如下条件：0.8<s/S<1.2,0.8<l/L<1.2。

4）烘干设备开始进行烘干操作。

作为优选，步骤1）中输入多组基准数据；

作为优选，当出现两组或者多组基准数据情况下，用户可以通过用户界面选择的基准数据。

优选的，系统可以自动选择（（1－s/S）²+（1－l/L）²）的值最小的一个基准数据。

作为优选，在预热区和/或加热区的隧道炉壁上设置第一排气口和/或第二排气口，第一排气口和/或第二排气口连接到主气道37。

作为优选，一种干燥系统，包括干燥装置、干燥控制器、云端服务器和干燥客户端，干燥装置为前面所提到的烘干装置，干燥控制器优选为前面所提到的可编程控制器，可编程控制器将测量的数据，例如包括传送带的传送速度、箱体内的平均温度、加热部件的加热功率等的至少一个传送到云端服务器，由云端服务器传送到干燥客户端，供用户及时的远程掌握烘干设备的运行情况。

作为优选，所述的干燥系统的云端服务器与云端服务器44为同一个服务器，或者是不同的服务器。

作为优选，用户可以根据烘干设备的运行情况（例如包括传送带的传送速度、箱体内的平均温度、加热部件的加热功率等的至少一个），通过客户端输入参数，传送给云端服务器，由云端服务器传送给控制器来调节运行参数，例如运行速度、加热功率、传送带速度等。作为优选，用户可以通过客户端输入开关机信号，传送给云端服务器，由云端服务器传送给控制器来进行开关机。作为优选，用户可以通过客户端输入运行模式选择信号，传送给云端服务器，由云端服务器传送给控制器来进行所选择的运行模式。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种隧道窑余热利用系统，所述系统包括隧道窑、主气道、旁路气道和气水换热器，所述隧道窑产生的气体通过旁路气道入口进入气水换热器，换热后的气体通过旁路气道的出口流入主气道后进行排放；

所述系统进一步包括气道温度传感器，所述气道温度传感器设置在主气道的旁路气道的出口的下游，用于测量排放气体的温度；旁路气道上设置与余热系统控制器数据连接的变频引风机，通过改变变频引风机的频率来调节进入旁路气道的气体量，如果测量的温度过低，则余热系统控制器通过调小变频引风机的频率减少进入旁通气道的气体流量；

其特征在于所述系统进一步包括云端服务器，余热系统控制器连接云端服务器，云端服务器与余热系统客户端连接，其中余热系统控制器将测量的温度据传递给云端服务器，然后通过云端服务器将测量的温度传送给余热系统客户端；

所述隧道窑为板材的烘干装置，所述烘干装置包括箱体、加热部件、温度传感器、可编程控制器和传送带，所述传送带穿过箱体，传送带设置速度控制部件，速度控制部件与可编程控制器进行数据连接，可编程控制器根据板材的厚度和含水率，通过速度控制部件控制传送带的速度；

传送控制方式如下：可编程控制器中存入的基准数据板材厚度为L、质量含水率为S、加热的温度为T、传送带的传送速度为V是在板材厚度为L、质量含水率为S的时候，需要的加热的绝对温度为T，传送带的传送速度为V；

当板材的厚度为变为l，质量含水率为变为s的时候，传送带的传送速度满足如下关系：

t保持基准温度T不变，传送带的传送速度变化如下：

V/v＝(s/S)^c*(l/L)^d,其中c，d为参数，1.12<c<1.18,1.25<d<1.29；

上述的公式中需要满足如下条件：0.8<s/S<1.2,0.8<l/L<1.2；

上述公式中，温度T，t为绝对温度，单位为K，为箱体内的平均加热温度，速度V，v单位为m/s,板材厚度L，l为厘米，质量含水率s，S为质量百分数。

2.如权利要求1所述的隧道窑余热利用系统，其特征在于，余热系统操作者通过余热系统客户端得到的温度，输入变频引风机的频率的参数进行控制。

3.如权利要求1所述的隧道窑余热利用系统，其特征在于，所述隧道窑包括预热区域和加热区域。

4.如权利要求3所述的隧道窑余热利用系统，其特征在于，在预热区和/或加热区的隧道炉壁上设置第一排气口和/或第二排气口，第一排气口和/或第二排气口连接到主气道。

5.如权利要求1所述的隧道窑余热利用系统，其特征在于，所述云端服务器与所述余热系统控制器通过以太网连接。

6.如权利要求1所述的隧道窑余热利用系统，其特征在于，所述余热系统控制器包括第一通讯单元；所述云端服务器包括第二通讯单元；所述第一通讯单元与所述云端服务器的第二通讯单元连接。

7.如权利要求6所述的隧道窑余热利用系统，其特征在于，第一通讯单元与第二通讯单元之间采用TCP/IP协议连接。