CN104679057B - 干熄炉排焦口降温控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干熄炉排焦口降温控制方法，1）将干熄炉当前排焦量数据从远程控制室送到控制器的信号输入电路；2）在干熄炉焦碳排出口位置前部由内向外沿焦碳运送方向的胶带输送机上，依次安装测温箱、冷却箱和温度反馈箱，三个箱体罩住胶带输送机上运送的焦碳；3）焦碳被安装在测温箱内温度检测装置感知，温度信号被送至控制器的信号输入电路，经微处理器比较运算后输出信号控制流量调节控制阀的开度，从而控制冷却箱内冷却水喷头喷出的水量大小；4）焦碳被胶带输送机运送到达温度反馈箱，被该箱内温度检测装置感知，温度信号被送至信号输入电路，经微处理器比较运算后对先前输出的冷却水量控制信号进行补正，重新调节流量调节控制阀开度。

Description

干熄炉排焦口降温控制方法

技术领域

本发明涉及一种干熄炉排焦口降温控制方法。

背景技术

正常生产条件下干熄炉排焦口排出焦碳温度基本保持在160℃以下，而当干熄炉内部系统出现异常时，会有没有冷却的高温焦碳排出，有时甚至会有红焦排出。干熄炉排出高温焦碳会造成运送焦碳的胶带输送机胶带烫坏，严重缩短胶带输送机胶带的使用寿命，特别是当有高温红焦排出时，若不及时采取冷却降温措施，红焦进入焦库燃烧后果将更为严重。现有的处理方法是，在干熄炉排焦口1下部的胶带输送机3上方装有工业电视摄像装置6，或在干熄炉排焦口位置处装有温度检测装置，将接受到的图象信号或温度信号经信号传输线7传送到远程控制室8，采用在远程人工监看焦碳2排出的图象或温度情况，并在排焦口的胶带输送机3旁安装有水管，当发现有红焦或高温焦碳排出时，立即派人到焦碳排出口胶带输送机3处人工进行喷水冲淋5，进行降温，以保护胶带输送机胶带9不被烫坏和避免高温焦碳进入焦库造成事故，参见图1。如中国专利201120412440.X公开了一种运输高温固体的皮带的降温装置及其皮带运输装置。

现有排焦温度过高时降温控制技术与方法的缺陷：1.现在在排焦口安装工业电视摄像装置或温度检测装置，远程采用人工进行判断焦碳排出情况，判断准确性和及时性差。2.由于人工进行判断的准确性和及时性差，待发现焦碳排出异常时再派人到现场进行喷水处理，这种方式往往使排出的高温焦碳不能够及时得到降温处理。3.采用人工喷水冲淋降温的方式，难以准确控制冲淋喷水的水量，往往由于冲水量过大，使成品焦碳的含水量过多，造成焦碳的质量下降。同时，较多的冲水量流淌也会造成环境的污染。4.现有技术采用人工监视焦碳排出情况，为了避免事故发生工作人员的精神压力大。人工喷水冲淋使焦碳降温时产生大量的水蒸气，工作环境差、劳动强度高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种干熄炉排焦口降温控制方法，该降温控制方法当干熄炉排焦温度过高时能自动检测和喷淋降温，使干熄炉排焦更高效、低耗、节能和环保，降低操作人员的劳动强度。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种干熄炉排焦口降温控制方法，其步骤是：

1）将干熄炉当前排焦量数据从远程控制室送到控制器的信号输入电路；

2）在干熄炉焦碳排出口位置前部由内向外沿焦碳运送方向的胶带输送机上，依次安装三个箱体，三个箱体沿着胶带输送机分布并罩住胶带输送机胶带上运送的焦碳，第一个箱体为测温箱，第二个箱体为冷却箱，第三个箱体为温度反馈箱；

3）焦碳随着胶带输送机胶带运行从测温箱的一端进入，再从测温箱的另一端运出，焦碳被安装在测温箱中的温度检测装置感知，温度检测装置将感知到的温度信号送到控制器的信号输入电路并被微处理器接受，微处理器将接受到的温度信号与存储于数据存储器内的温度控制参数进行比较运算，微处理器根据温度比较运算结果以及当前排焦量数据，输出喷水控制信号到信号输出电路，控制流量调节控制阀的开度，从而控制冷却水喷头喷出的水量大小，对超温焦碳进行冷却；

4）当高温焦碳到达喷水的冷却箱时，冷却水喷头喷出的水与高温焦碳接触产生大量的蒸汽，蒸汽通过冷却箱上部的通风管道，被管道中的抽风机抽走到达蒸汽冷凝器被冷却成冷凝水；

5）经冷却箱喷水冷却后的焦碳被胶带输送机运送到达温度反馈箱，焦碳的剩余热量在温度反馈箱内被安装在温度反馈箱中的温度检测装置感知，温度检测装置将感知到的温度信号送到控制器的信号输入电路并被微处理器接受，微处理器将接受到的温度信号与存储于数据存储器内的冷却后焦碳温度控制参数进行比较运算，微处理器根据比较运算结果对先前输出的冷却水量控制信号进行补正，并将补正后的水量控制信号送到信号输出电路，重新调节流量调节控制阀的开度，从而使冷却水喷头喷出的水量变大或变小，对超温焦碳进行较准确的冷却。

所述测温箱感知的焦碳温度场温度超过温度控制参数越多，微处理器通过运算后控制输出的喷水量就越大；测温箱感知的焦碳温度场温度越接近控制参数，微处理器通过运算后控制输出的喷水量就越小；测温箱感知的焦碳温度低于控制参数，微处理器通过运算后控制输出停止喷水。

本发明干熄炉排焦口降温控制方法将焦碳通过测温箱、冷却箱和温度反馈箱，测温箱和温度反馈箱内装有温度检测装置，冷却箱内装有冷却水喷头，当干熄炉排焦温度过高时能自动检测和喷淋降温，从而避免现有技术的缺陷，使干熄炉排焦温度过高时降温更及时，冷却水量控制合理，实现低耗、节能、环保，在降低操作人员的劳动强度的同时，还可以避免人工喷淋降温所造成的焦碳含水量过高，影响成品焦碳质量。

本发明的降温控制方法可以替代现有人工监视及人工喷淋冷却焦碳的方法。

附图说明

图1为现有干熄炉排焦口降温控制装置结构示意图；

图2为本发明干熄炉排焦口降温控制装置结构示意图；

图3为本发明的降温控制装置电气控制示意图；

图4为本发明的降温控制方法流程示意图。

图中：1干熄炉排焦口，2焦碳，3胶带输送机，4焦碳运送方向，5人工喷淋降温，6摄像头，7信号传输线，8远程控制室，9胶带输送机胶带；11测温箱，12温度检测装置，13冷却箱，14冷却水喷头，15抽风管道，16抽风机，17温度反馈箱，18温度检测装置，19冷凝器，20流量调节控制阀，21控制器；211信号输入电路，212微处理器，213数据存储器，214信号输出电路，215人机接口，22通气孔，23通气孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图2和图3，一种干熄炉排焦口降温控制装置，包括测温箱11、冷却箱13、温度反馈箱17和控制器21；在干熄炉焦碳排出口1位置前部由内向外沿焦碳运送方向4的胶带输送机3上，依次安装三个箱体，三个箱体之间有间距，三个箱体沿着胶带输送机3分布并罩住胶带输送机胶带9上运送的焦碳2；第一个箱体为测温箱11，第二个箱体为冷却箱13，第三个箱体为温度反馈箱17。使干熄炉排出口排出的焦碳跟随着胶带输送机胶带运行从第一个箱体的一端进入，再从该箱体的另一端运出，然后从第二个箱体的一端进入，再从该箱体的另一端运出，最后再从第三个箱体的一端进入，再从该箱体的另一端运出。

所述测温箱11内的上部安装有若干个温度检测装置12，温度检测装置12安装于靠近测温箱11内的焦碳运出口处，温度检测装置12分布在测温箱11内，测温箱11箱体顶端开有通气孔22。

所述冷却箱13内安装有若干个冷却水喷头14，冷却箱13内的上顶部安装有一个抽风管道15，抽风管道15安装于靠近冷却箱13内的焦碳运出口处，抽风管道15上安装有抽风机16，抽风机16的出口管道连接到冷凝器19。

所述温度反馈箱17内的上部安装有若干个温度检测装置18，温度检测装置18安装于靠近温度反馈箱17内的焦碳运出口处，温度检测装置18分布在温度反馈箱17内，温度反馈箱17箱体顶端开有通气孔23。

所述冷却箱13内冷却水喷头14的进水管道上安装有一个带远程控制的流量调节控制阀20，调节流量调节控制阀20的开度，可以调节冷却水喷头14喷出的水量大小。

在三个箱体附近设置一个控制器21，所述控制器21包括微处理器212、数据存储器213、信号输入电路211、信号输出电路214、参数设置和显示的人机接口215，微处理器212与数据存储器213、信号输入电路211、信号输出电路214和人机接口215连接，控制器21内部存储有事先编制的控制程序，以及通过人机接口置入的控制参数。所述安装在测温箱11内温度检测装置12和安装在温度反馈箱17内温度检测装置18输出的温度信号连接到信号输入电路211，信号输出电路214连接到安装在冷却水管上的流量调节控制阀20。

所述控制器21中的信号输入电路211除了可以接受温度检测装置送来的信号和干熄炉控制系统送来的当前排焦量信号，还可以接受其它所需要的控制信号，如远程人工操作控制信号等。控制输出电路214除了可以输出阀门调节控制信号，控制不喷淋与喷淋，以及喷淋时的水量大小，还可以输出报警信号和远传控制室的各种所需信号。

本发明的降温控制装置，能对干熄炉排出的超温焦碳进行自动降温，直到干熄炉排出的焦碳温度符合要求，测温箱测得运送的焦碳温度场温度到达控制温度以下，控制器控制喷水冷却装置停止对运送的焦碳喷水冷却。

一种干熄炉排焦口降温控制方法，其步骤是：参见图4，

1）生产开始，将干熄炉当前排焦量数据从远程控制室送到控制器21的信号输入电路211。

2）在干熄炉焦碳排出口1位置前部由内向外沿焦碳运送方向4的胶带输送机3上，依次安装三个箱体，三个箱体沿着胶带输送机分布并罩住胶带输送机胶带9上运送的焦碳2，第一个箱体为测温箱11，第二个箱体为冷却箱13，第三个箱体为温度反馈箱17。

3）干熄炉排出口1排出焦碳2到达下部的胶带输送机3上，焦碳2随着胶带输送机胶带9运行从测温箱11的一端进入，再从测温箱11的另一端运出，焦碳的热量在半封闭测温箱11内部产生一个温度场，被安装在测温箱11中的温度检测装置12感知，温度检测装置12将感知到的温度信号送到控制器21的信号输入电路211并被微处理器212接受，微处理器212将接受到的温度信号与存储于数据存储器213内的温度控制参数进行比较运算，微处理器212根据温度比较运算结果以及当前排焦量数据，输出喷水控制信号到信号输出电路214，控制流量调节控制阀20的开度，从而控制冷却水喷头14喷出的水量大小，对超温焦碳进行冷却。

所述测温箱11感知的焦碳温度场温度超过温度控制参数越多，微处理器212通过运算后控制输出的喷水量就越大；测温箱11感知的焦碳温度场温度越接近控制参数，微处理器212通过运算后控制输出的喷水量就越小；测温箱11感知的焦碳温度低于控制参数，微处理器212通过运算后控制输出停止喷水。

4）当高温焦碳2到达喷水的冷却箱13时，冷却水喷头14喷出的水与高温焦碳接触产生大量的蒸汽，蒸汽通过冷却箱13上部的通风管道15，被管道中的抽风机16抽走到达蒸汽冷凝器19被冷却成冷凝水，防止造成环境污染。

5）经冷却箱13喷水冷却后的焦碳2被胶带输送机3运送到达温度反馈箱17，焦碳的剩余热量在半封闭温度反馈箱17内部产生一个温度场，被安装在温度反馈箱17中的温度检测装置18感知，温度检测装置18将感知到的温度信号送到控制器21的信号输入电路211并被微处理器212接受，微处理器212将接受到的温度信号与存储于数据存储器213内的冷却后焦碳温度控制参数进行比较运算，微处理器212根据比较运算结果对先前输出的冷却水量控制信号进行补正，并将补正后的水量控制信号送到信号输出电路214，重新调节流量调节控制阀20的开度，从而使冷却水喷头14喷出的水量变大或变小，对超温焦碳进行较准确的冷却，使高温焦碳既达到较好的降温冷却效果，又能使焦碳保持在使水分能充分蒸发的温度，不致造成焦碳的含水量过高和过量的冷却水污染环境。

本发明干熄炉排焦口降温控制方法中焦碳降温的主要控制计算如下：

降温所需要水量M=Cc* Wc*（t1 - t2）/ λ；

式中：M：降温所需要的水量（L）；

Cc：焦碳比热；

Wc：焦炭重量（kg）；

t1：焦碳降温前温度；

t2：焦碳降温后温度；

λ：水的汽化热（L）；

根据以上的关系式在微处理器212内部输入编制好相应的运算控制程序，在控制器21的人机接口215触摸显示屏上输入“Cc（焦碳比热）”、“λ（水的汽化热）”、“焦碳控制目标温度”、“反馈量加入时间”“测温箱测量温度与焦碳实际温度之间差值比”等参数。

根据测量和计算得到：测温箱测量温度与焦碳实际温度之间的差值比约为1：1.5；焦碳在控制温度范围内的比热约为1.1kj / kg；水的汽化吸热量约为2260kj / L（在本降温方案中主要作用为水的汽化吸热，水汽化前升温过程的吸热量很小，故在此可以忽略不计）；焦碳控制目标温度为160℃；反馈量加入时间，根据运输胶带运行速度和测温箱到温度反馈箱距离等计算要素，取值8秒；将这些控制和计算参数置入控制器21的数据存储器213中。

运算控制过程：

在生产过程中，测温箱测得运送的焦碳温度场温度=160℃，微处理器计算焦碳温度：160*1.5=240℃；当前焦碳温度大于控制目标温度，微处理器计算温度差：240-160=80℃；此时根据干熄炉控制系统输入微处理器中的排焦量为每小时70吨，每分钟为1166kg。

于是微处理器进行降温所需要的喷水控制量：

M=Cc* Wc*（t1 - t2）/ λ

=1.1*1166*80/2260=45.4（L/min）；

要使焦碳达到控制目标温度，此时需要的喷水控制量为每分钟45.4升，微处理器输出水量调节控制信号到流量调节控制阀，冷却箱冷却水喷头开始对运输胶带上运送经过冷却箱的焦碳，进行每分钟45.4升水量的喷水冷却，同时开启冷却箱中的抽风机。在焦碳喷水冷却过程中，冷却箱内产生大量水蒸气被冷却箱中的抽风机抽走，经管道到达一旁的冷凝器中为冷凝水，聚集在冷凝器下部的集水箱中。经冷却箱喷水冷却后的焦碳随运输胶带运行到达温度反馈箱，安装在温度反馈箱内的测温装置测得此时的焦碳温度场温度=115℃，经微处理器的延时控制，温度反馈箱内的温度已经趋于稳定，此时微处理器计算焦碳温度：115*1.5=173℃；当前焦碳温度大于控制目标温度，微处理器计算温度差：173-160=13℃；

微处理器进行补充降温所需要的喷水控制量：1.1*1166*13/2260=7.3（L/min）；要使焦碳达到控制目标温度，需要补充喷水控制量为每分钟7.3升，原来喷水控制量每分钟45.4升加上补充喷水量每分钟7.3升，此时合计喷水控制量为每分钟52.7升，微处理器输出水量调节控制信号到水量调节控制阀，冷却箱冷却水喷头开始对运输胶带上运送经过冷却箱的焦碳，进行每分钟52.7升水量的喷水冷却，微处理器随时根据温度反馈箱内测得的焦碳温度场温度对冷却水量进行增加或减少的调节控制。

经上述方法的计算和控制，对干熄炉排出的超温焦碳进行自动降温。直到干熄炉排出的焦碳温度符合要求，测温箱测得运送的焦碳温度场温度到达控制温度以下，微处理器控制喷水冷却装置停止对运送的焦碳喷水冷却。

为了避免喷水冷却装置的频繁动作，也可以根据情况在参数设置中增加设置温度控制的宽裕度范围参数，使喷水冷却装置在一定的温度控制范围内进行动作，以减少喷水冷却装置的动作频度。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种干熄炉排焦口降温控制方法，其特征是：

1）将干熄炉当前排焦量数据从远程控制室送到控制器的信号输入电路；

2）在干熄炉焦碳排出口位置前部由内向外沿焦碳运送方向的胶带输送机上，依次安装三个箱体，三个箱体沿着胶带输送机分布并罩住胶带输送机胶带上运送的焦碳，第一个箱体为测温箱，第二个箱体为冷却箱，第三个箱体为温度反馈箱；

3）焦碳随着胶带输送机胶带运行从测温箱的一端进入，再从测温箱的另一端运出，焦碳被安装在测温箱中的温度检测装置感知，温度检测装置将感知到的温度信号送到控制器的信号输入电路并被微处理器接受，微处理器将接受到的温度信号与存储于数据存储器内的温度控制参数进行比较运算，微处理器根据温度比较运算结果以及当前排焦量数据，输出喷水控制信号到信号输出电路，控制流量调节控制阀的开度，从而控制冷却水喷头喷出的水量大小，对超温焦碳进行冷却；

4）当高温焦碳到达喷水的冷却箱时，冷却水喷头喷出的水与高温焦碳接触产生大量的蒸汽，蒸汽通过冷却箱上部的通风管道，被管道中的抽风机抽走到达蒸汽冷凝器被冷却成冷凝水；

5）经冷却箱喷水冷却后的焦碳被胶带输送机运送到达温度反馈箱，焦碳的剩余热量在温度反馈箱内被安装在温度反馈箱中的温度检测装置感知，温度检测装置将感知到的温度信号送到控制器的信号输入电路并被微处理器接受，微处理器将接受到的温度信号与存储于数据存储器内的冷却后焦碳温度控制参数进行比较运算，微处理器根据比较运算结果对先前输出的冷却水量控制信号进行补正，并将补正后的水量控制信号送到信号输出电路，重新调节流量调节控制阀的开度，从而使冷却水喷头喷出的水量变大或变小，对超温焦碳进行较准确的冷却。

2.根据权利要求1所述的干熄炉排焦口降温控制方法，其特征是：所述测温箱感知的焦碳温度场温度超过温度控制参数越多，微处理器通过运算后控制输出的喷水量就越大；测温箱感知的焦碳温度场温度越接近控制参数，微处理器通过运算后控制输出的喷水量就越小；测温箱感知的焦碳温度低于控制参数，微处理器通过运算后控制输出停止喷水。