CN105865217B - 一种焙烧炉烧嘴煤气流量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焙烧炉烧嘴煤气流量控制方法，根据焙烧炉炉温控制的阶段进行分段：启动阶段：烧嘴点燃后的t1时间内，烧嘴的煤气阀门开度为一个固定值；加热阶段：启动阶段结束后的t2时间内，烧嘴的煤气阀门开度由煤气流量PID自动调节，煤气流量PID的设定值为SP_HEAT；升温阶段：加热阶段结束后的t3时间内，烧嘴的煤气阀门开度由煤气流量PID自动调节，煤气流量PID的设定值SP_RAMP根据升温阶段经历的时间计算；生产阶段：升温阶段之后，整个机组处于文丘里操作阶段，烧嘴的煤气阀门开度由煤气流量PID自动调节，煤气流量PID的设定值为升温阶段所计算的煤气流量最大设定值SP_MAX。本发明能够控制焙烧炉温度缓慢稳定上升，以保证焙烧炉内的化学反应环境相对稳定。

Description

一种焙烧炉烧嘴煤气流量控制方法

技术领域

本发明属于冶金行业中不锈钢混酸废液喷雾焙烧法再生工艺中焙烧炉炉温控制领域，具体涉及一种焙烧炉烧嘴煤气流量控制方法。

背景技术

焙烧炉是混酸再生中最为重要的化学反应容器，它由两个区域组成，上部区域为带平底的圆筒形钢壳，顶部为锥形盖。炉腰位置设置有主烧嘴装置直接加热，可以提供反应所需热量，此区域温度大约为550℃，顶部区域温度为200～250℃。平底部位安装有搅拌耙，通过旋转刮耙动作可将金属氧化物运输到反应炉的下部区域。下部区域为圆筒形钢壳，设置有烧嘴装置直接加热，下部区域温度约为650℃，用于在较高的温度下处理金属氧化物。同时底部同样设置有搅拌耙可将氧化物排出焙烧炉。

本发明讨论的烧嘴为炉腰位置的主烧嘴煤气流量控制，焙烧炉内是一个高温的微负压环境，煤气量如果一下增加得太大，可能会破坏炉内的负压环境，并且焙烧炉内的化学反应环境会不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种焙烧炉烧嘴煤气流量控制方法，控制焙烧炉温度缓慢稳定上升，以保证焙烧炉内的化学反应环境相对稳定。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种焙烧炉烧嘴煤气流量控制方法，其特征在于：根据焙烧炉炉温控制的阶段进行分段：

S1、启动阶段：

烧嘴点燃后的t1时间内，烧嘴的煤气阀门开度为一个固定值SP1；

S2、加热阶段：

启动阶段结束后的t2时间内，烧嘴的煤气阀门开度由煤气流量PID自动调节，煤气流量PID的设定值为SP_HEAT；

S3、升温阶段：

加热阶段结束后的t3时间内，烧嘴的煤气阀门开度由煤气流量PID自动调节，煤气流量PID的设定值SP_RAMP根据升温阶段经历的时间计算，具体如下：

设T为升温阶段经过的时间，0≤T≤(t3-t2)，SP_MIN为煤气流量设定值SP_RAMP的最小值，SP_MAX为煤气流量设定值SP_RAMP的最大值：

SP_RAMP＝SP_MIN+T*(SP_MAX-SP_MIN)/120

其中SP_MIN为根据焙烧炉机组处理能力预先设定的煤气流量最小设定值，SP_MAX为煤气流量最大设定值，SP_MAX由如下公式计算：

SP_MAX＝(SP_ACID*E_SP)/(Q*k)

SP_ACID表示焙烧炉喷淋流量设定值，E_SP为预先设定的每单位流量废酸预计能量消耗，Q为与烧嘴所用煤气的热值相关的参数，k为烧嘴个数；

S4、生产阶段：

升温阶段之后，整个机组处于文丘里操作阶段，烧嘴的煤气阀门开度由煤气流量PID自动调节，煤气流量PID的设定值为升温阶段所计算的煤气流量最大设定值SP_MAX。

按上述方案，所述的t1为1分钟。

按上述方案，所述的t2为60分钟。

按上述方案，所述的t3为120分钟。

本发明的有益效果为：与常规温度控制的思想不同，本控制方法从能量的角度考虑，将焙烧炉的废酸喷淋量的大小与烧嘴所用煤气的热值关联起来，具体就是说系统喷入了多少废酸，就需要根据每单位流量废酸所消耗能量来提供具有相应热值的煤气量，以达到整个系统的能量平衡；本控制方法属于前馈，与传统的温度控制的大滞后相比，具有相当的超前性，能够控制焙烧炉温度缓慢稳定上升，以保证焙烧炉内的化学反应环境相对稳定。

附图说明

图1为焙烧炉的结构示意图。

图2为烧嘴煤气阀门控制框图。

图中：1-炉体，2-酸枪，3-烧嘴。

具体实施方式

下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。

本发明提供一种焙烧炉烧嘴煤气流量控制方法，根据焙烧炉炉温控制的阶段进行分段：

S1、启动阶段：

烧嘴点燃后的t1(该时间很短，本实施例设置为1分钟)时间内，烧嘴的煤气阀门开度为一个固定值SP1(该固定值较小)；

S2、加热阶段：

启动阶段结束后的t2(该时间较长，本实施例设置为60分钟)时间内，烧嘴的煤气阀门开度由煤气流量PID自动调节，煤气流量PID的设定值为SP_HEAT；

S3、升温阶段：

加热阶段结束后的t3(该时间比加热阶段长，但是可能会提前结束，本实施例设置为120分钟)时间内，烧嘴的煤气阀门开度由煤气流量PID自动调节，煤气流量PID的设定值SP_RAMP根据升温阶段经历的时间计算，具体如下：

设T为升温阶段经过的时间，0≤T≤(t3-t2)，SP_MIN为煤气流量设定值SP_RAMP的最小值，SP_MAX为煤气流量设定值SP_RAMP的最大值：

SP_RAMP＝SP_MIN+T*(SP_MAX-SP_MIN)/120

其中SP_MIN为根据焙烧炉机组处理能力预先设定的煤气流量最小设定值，SP_MAX为煤气流量最大设定值，SP_MAX由如下公式计算：

SP_MAX＝(SP_ACID*E_SP)/(Q*k)

SP_ACID表示焙烧炉喷淋流量设定值，E_SP为预先设定的每单位流量废酸预计能量消耗，Q为与烧嘴所用煤气的热值相关的参数，k为烧嘴个数；

S4、生产阶段：

升温阶段之后，整个机组处于文丘里操作阶段，烧嘴的煤气阀门开度由煤气流量PID自动调节，煤气流量PID的设定值为升温阶段所计算的煤气流量最大设定值SP_MAX。

其中阶段3、4中的设定值SP_MAX的计算思路与常规温度控制的思想有本质的不同，本控制方法从能量的角度考虑，将废酸喷淋量的大小与烧嘴所用煤气的热值关联起来，具体就是说系统喷入了多少废酸，就需要根据每单位流量废酸所消耗能量来提供具有相应热值的煤气量，以达到整个系统的能量平衡。本控制方法属于前馈，与传统的温度控制的大滞后相比，具有相当的超前性。

以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种焙烧炉烧嘴煤气流量控制方法，其特征在于：根据焙烧炉炉温控制的阶段进行分段：

S1、启动阶段：

烧嘴点燃后的t1时间内，烧嘴的煤气阀门开度为一个固定值SP1；

S2、加热阶段：

启动阶段结束后的t2时间内，烧嘴的煤气阀门开度由煤气流量PID自动调节，煤气流量PID的设定值为SP_HEAT；

S3、升温阶段：

加热阶段结束后的t3时间内，烧嘴的煤气阀门开度由煤气流量PID自动调节，煤气流量PID的设定值SP_RAMP根据升温阶段经历的时间计算，具体如下：

设T为升温阶段经过的时间，0≤T≤t3，SP_MIN为煤气流量设定值SP_RAMP的最小值，SP_MAX为煤气流量设定值SP_RAMP的最大值：

SP_RAMP = SP_MIN + T * (SP_MAX - SP_MIN) / t3

其中SP_MIN为根据焙烧炉机组处理能力预先设定的煤气流量最小设定值，SP_MAX为煤气流量最大设定值，SP_MAX由如下公式计算：

SP_MAX = (SP_ACID * E_SP)/(Q * k)

SP_ACID表示焙烧炉喷淋流量设定值，E_SP为预先设定的每单位流量废酸预计能量消耗，Q为与烧嘴所用煤气的热值相关的参数，k为烧嘴个数；

S4、生产阶段：

升温阶段之后，整个机组处于文丘里操作阶段，烧嘴的煤气阀门开度由煤气流量PID自动调节，煤气流量PID的设定值为升温阶段所计算的煤气流量最大设定值SP_MAX。

2.根据权利要求1所述的一种焙烧炉烧嘴煤气流量控制方法，其特征在于：所述的t1为1分钟。

3.根据权利要求1所述的一种焙烧炉烧嘴煤气流量控制方法，其特征在于：所述的t2为60分钟。

4.根据权利要求1所述的一种焙烧炉烧嘴煤气流量控制方法，其特征在于：所述的t3为120分钟。