CN108072282A - 一种环形套筒窑煅烧自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种环形套筒窑煅烧自动控制方法。本发明的方法包括如下步骤：（1）参数计算；（2）独立自动控制部分的控制：包括驱动空气温度自动控制、内筒冷却空气自动控制、热值控制、石灰冷却空气自动控制；（3）联锁自动控制部分的控制。本发明实现了快速准确的调节，达到控制和稳定各烧嘴的温度和循环气体的温度，保持窑况的稳定，实现了能源的合理利用，降低了生产能耗。

Description

一种环形套筒窑煅烧自动控制方法

技术领域：

本发明涉及一种环形套筒窑煅烧自动控制方法，属于热工控制技术领域。

背景技术：

现有环形套筒窑设置两层烧嘴，每层烧嘴的数量按环形套筒窑的产量进行设定，一般为4-7个。目前国内环形套筒窑利用冶金行业中回收的转炉燃气、高炉燃气和焦炉燃气等，作为燃气。这些回收的燃气均存在热值及压力不稳定的问题。当生产产量或燃气热值发生变化时，必须通过调节装置进行调节，主要包括窑除尘风门、高温风机转速、燃气总管调节阀、烧嘴的燃气支管调节阀、烧嘴的空气支管调节阀以及驱动风的压力等等，总共达30处之多。按照现有手动操作，只能逐一进行调整，耗时长，调节准确性差，且在调整过程中窑内气流存在动态的过程，燃气的热值也是变化的，很难实现快速准确调整，造成窑况不稳定，影响产品质量。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种环形套筒窑煅烧自动控制方法，实现了快速准确的调节，达到控制和稳定各烧嘴的温度和循环气体的温度，保持窑况的稳定，实现了能源的合理利用，降低了生产能耗。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种环形套筒窑煅烧自动控制方法，该方法包括如下步骤：

（1）参数计算；

（2）独立自动控制部分的控制：包括驱动空气温度自动控制、内筒冷却空气自动控制、热值控制、石灰冷却空气自动控制；

（3）联锁自动控制部分的控制。

所述的环形套筒窑煅烧自动控制方法，步骤（1）中所述的参数计算是指设定好推杆速率、热耗、空冷系数、上空配比、下空配比、上下煤气比和当前的燃气热值等参数，系统根据工艺要求计算出冷却空气流量、上烧嘴煤气设定量、下烧嘴煤气设定量、上烧嘴空气设定量、下烧嘴空气设定量这些控制参数。

所述的环形套筒窑煅烧自动控制方法，步骤（2）中所述的驱动空气温度自动控制是指系统根据驱动空气温度设定值自动调节换热器出口调节阀使得驱动空气的温度缓慢提升或下降，最终达到设定的温度；内筒冷却空气自动控制是指系统根据内筒冷却空气的流量设定值，自动调节内筒放散调节阀，最终达到设定的流量；热值控制是指当热值选择自动时，系统自动获取燃气的热值检测装置提供的数据，当燃气的热值检测装置出现故障时，将热值选择为手动，根据使用燃气使用的种类和历史记录，手动输入热值数据，系统根据该数据进行工艺参数计算；石灰冷却空气自动控制是指系统根据石灰冷却空气设定值，自动调节石灰冷却空气调节装置，最终达到设定的流量。

所述的环形套筒窑煅烧自动控制方法，步骤（3）中所述的联锁自动控制部分的控制包括：

①除尘负压自动控制：系统根据负压设定值，自动调整窑除尘风门调节装置，第一次达到设定的负压值，然后给系统发出“除尘负压调整到位”信号；

②窑体负压自动控制：系统根据窑体负压设定值，自动调整高温废气风机的转速，第一次达到设定的负压值，然后给系统发出“窑体负压调整到位”信号；

③煤气压力自动控制：系统根据煤气压力设定值，通过燃气总管调节装置，自动调节燃气环管的压力，第一次达到设定压力，然后给系统发出“煤气压力调整到位”信号；

④驱动风机压力自动控制：系统根据驱动风机压力的设定值，通过调节风机频率调节压力，第一次达到设定压力，然后给系统发出“驱动压力调整到位”信号；

⑤各单个烧嘴煤气和空气调节装置自动控制

当同时收到“除尘负压调整到位”、“窑体负压调整到位”、“煤气压力调整到位”、“驱动压力调整到位”，系统确认窑体外围参数调整到位，然后上、下烧嘴的煤气和空气调节装置开始自动调节，烧嘴的煤气和空气调节装置自动控制：根据计算出的烧嘴煤气和空气设定，和各烧嘴的主值设定和偏差值设定，计算出各烧嘴煤气或空气的流量控制范围，各烧嘴的煤气和空气调节装置根据控制范围自动调节，第一次调节到位后各自发出调整到位的信号，开始上烧嘴温度自动控制和下烧嘴温度自动控制；

⑥上烧嘴温度自动控制：根据生产工艺，上烧嘴温度调节，主要调整空气支管的流量，煤气支管的流量根据上烧嘴煤气设定量来控制；

每间隔一个周期，系统检测上烧嘴温度设定和各上烧嘴当前反馈的温度，自动计算并调整空气调节装置的主值，从而调整空气流量的控制范围，调节装置自动调节上烧嘴空气支管的流量，达到控制温度的目的，

主值计算公式：K=K₁+f₁×（Q-Q₁）/Q，

式中：Q—上烧嘴温度设定值，

Q₁—单个上烧嘴温度反馈值，

K₁—当前主值，

K—调整后的主值，

f₁—主值修正系数，取值范围0.05~0.5；

⑦下烧嘴温度控制：

下烧嘴温度设定分手动设定和自动设定，

下烧嘴温度手动设定：当下烧嘴温度选择在手动时，由操作人员设定下烧嘴温度，系统不会自动调整，

下烧嘴温度自动设定：

当下烧嘴温度选择在自动时，系统根据循环气体温度设定和反馈的循环气体温度对比，自动调整下烧嘴温度设定值，当循环气体温度设定和反馈的循环气体温度相差±5℃停止调整下烧嘴温度，

下烧嘴温度设定计算公式：T₀₀=T₁₁+f₂×（T-T₁）/T，

式中：T—循环空气温度设定，

T₁—循环空气温度反馈值，

T₀₀—下烧嘴温度设定，

T₁₁—各下烧嘴温度平均值，

f₂—温度调整系数（一般取值范围500~1500），

下烧嘴温度平均温度自动控制：

下烧嘴温度平均温度控制通过调整热耗，调整烧嘴煤气设定量，控制下烧嘴煤气流量，从而控制下烧嘴温度。当|T₀₀ -T₁₁|≦5℃，系统发出下烧嘴平均温度调整到位信号，并保持热耗不变，

热耗设定计算公式：W=W+f₃×（T₀₀-T₁₁）/T₀₀，

式中：W—热耗设定，

f₃—热耗修正系数（1~10），

热耗计算是一个累加过程，每间隔一个周期，系统检测一次，如果|T₀₀-T₁₁|﹥5℃，热耗自动累加f₃×（T₀₀-T₁₁）/T₀₀，

单个烧嘴温度自动控制：

当收到下烧嘴平均温度调整到位信号后，各个下烧嘴温度相差比较大，于是开始单个下烧嘴温度调整，调整方法：根据各自下烧嘴温度反馈值和下烧嘴温度设定值对比，每间隔一定的周期,自动调整对应下烧嘴煤气调节装置的主值设定值K，系统根据主值K和偏差值调整流量的控制范围，然后烧嘴煤气调节装置自动调整煤气支管的流量，对应的烧嘴空气流量保持不变，当|T₀₀ -T₁₁|≦5℃，系统发出该烧嘴烧嘴温度调整到位信号，并保持当前主值，

主值计算公式：K=K₁+f₁×（Q-Q₁）/Q，

式中：Q 下烧嘴温度设定值

Q₁—单个下烧嘴温度反馈值

K₁—当前主值

K—调整后的主值

f₁—主值修正系数，取值范围0.05~0.5。

有益效果：

本发明从根本上杜绝了在套筒窑生产过程中人为操作控制的不稳定性；能够稳定生产过程中工艺参数、热耗水平及产品质量；在实际企业生产过程无需操作人员实时监控操作，降低了人工成本。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

一种环形套筒窑煅烧自动控制方法，该方法包括如下步骤：

（1）参数计算；

（2）独立自动控制部分的控制：包括驱动空气温度自动控制、内筒冷却空气自动控制、热值控制、石灰冷却空气自动控制；

（3）联锁自动控制部分的控制。

所述的环形套筒窑煅烧自动控制方法，步骤（1）中所述的参数计算是指设定好推杆速率、热耗、空冷系数、上空配比、下空配比、上下煤气比和当前的燃气热值等参数，系统根据工艺要求计算出冷却空气流量、上烧嘴煤气设定量、下烧嘴煤气设定量、上烧嘴空气设定量、下烧嘴空气设定量这些控制参数。

所述的环形套筒窑煅烧自动控制方法，步骤（2）中所述的驱动空气温度自动控制是指系统根据驱动空气温度设定值自动调节换热器出口调节阀使得驱动空气的温度缓慢提升或下降，最终达到设定的温度；内筒冷却空气自动控制是指系统根据内筒冷却空气的流量设定值，自动调节内筒放散调节阀，最终达到设定的流量；热值控制是指当热值选择自动时，系统自动获取燃气的热值检测装置提供的数据，当燃气的热值检测装置出现故障时，将热值选择为手动，根据使用燃气使用的种类和历史记录，手动输入热值数据，系统根据该数据进行工艺参数计算；石灰冷却空气自动控制是指系统根据石灰冷却空气设定值，自动调节石灰冷却空气调节装置，最终达到设定的流量。

所述的环形套筒窑煅烧自动控制方法，步骤（3）中所述的联锁自动控制部分的控制包括：

①除尘负压自动控制：系统根据负压设定值，自动调整窑除尘风门调节装置，第一次达到设定的负压值，然后给系统发出“除尘负压调整到位”信号；

②窑体负压自动控制：系统根据窑体负压设定值，自动调整高温废气风机的转速，第一次达到设定的负压值，然后给系统发出“窑体负压调整到位”信号；

③煤气压力自动控制：系统根据煤气压力设定值，通过燃气总管调节装置，自动调节燃气环管的压力，第一次达到设定压力，然后给系统发出“煤气压力调整到位”信号；

④驱动风机压力自动控制：系统根据驱动风机压力的设定值，通过调节风机频率调节压力，第一次达到设定压力，然后给系统发出“驱动压力调整到位”信号；

⑤各单个烧嘴煤气和空气调节装置自动控制

当同时收到“除尘负压调整到位”、“窑体负压调整到位”、“煤气压力调整到位”、“驱动压力调整到位”，系统确认窑体外围参数调整到位，然后上、下烧嘴的煤气和空气调节装置开始自动调节，烧嘴的煤气和空气调节装置自动控制：根据计算出的烧嘴煤气和空气设定，和各烧嘴的主值设定和偏差值设定，计算出各烧嘴煤气或空气的流量控制范围，各烧嘴的煤气和空气调节装置根据控制范围自动调节，第一次调节到位后各自发出调整到位的信号，开始上烧嘴温度自动控制和下烧嘴温度自动控制；

⑥上烧嘴温度自动控制：根据生产工艺，上烧嘴温度调节，主要调整空气支管的流量，煤气支管的流量根据上烧嘴煤气设定量来控制；

每间隔一个周期，系统检测上烧嘴温度设定和各上烧嘴当前反馈的温度，自动计算并调整空气调节装置的主值，从而调整空气流量的控制范围，调节装置自动调节上烧嘴空气支管的流量，达到控制温度的目的，

主值计算公式：K=K₁+f₁×（Q-Q₁）/Q，

式中：Q—上烧嘴温度设定值，

Q₁—单个上烧嘴温度反馈值，

K₁—当前主值，

K—调整后的主值，

f₁—主值修正系数，取值范围0.05~0.5；

⑦下烧嘴温度控制：

下烧嘴温度设定分手动设定和自动设定，

下烧嘴温度手动设定：当下烧嘴温度选择在手动时，由操作人员设定下烧嘴温度，系统不会自动调整，

下烧嘴温度自动设定：

当下烧嘴温度选择在自动时，系统根据循环气体温度设定和反馈的循环气体温度对比，自动调整下烧嘴温度设定值，当循环气体温度设定和反馈的循环气体温度相差±5℃停止调整下烧嘴温度，

下烧嘴温度设定计算公式：T₀₀=T₁₁+f₂×（T-T₁）/T，

式中：T—循环空气温度设定，

T₁—循环空气温度反馈值，

T₀₀—下烧嘴温度设定，

T₁₁—各下烧嘴温度平均值，

f₂—温度调整系数（一般取值范围500~1500），

下烧嘴温度平均温度自动控制：

下烧嘴温度平均温度控制通过调整热耗，调整烧嘴煤气设定量，控制下烧嘴煤气流量，从而控制下烧嘴温度。当|T₀₀ -T₁₁|≦5℃，系统发出下烧嘴平均温度调整到位信号，并保持热耗不变，

热耗设定计算公式：W=W+f₃×（T₀₀-T₁₁）/T₀₀，

式中：W—热耗设定，

f₃—热耗修正系数（1~10），

热耗计算是一个累加过程，每间隔一个周期，系统检测一次，如果|T₀₀-T₁₁|﹥5℃，热耗自动累加f₃×（T₀₀-T₁₁）/T₀₀，

单个烧嘴温度自动控制：

当收到下烧嘴平均温度调整到位信号后，各个下烧嘴温度相差比较大，于是开始单个下烧嘴温度调整，调整方法：根据各自下烧嘴温度反馈值和下烧嘴温度设定值对比，每间隔一定的周期,自动调整对应下烧嘴煤气调节装置的主值设定值K，系统根据主值K和偏差值调整流量的控制范围，然后烧嘴煤气调节装置自动调整煤气支管的流量，对应的烧嘴空气流量保持不变，当|T₀₀ -T₁₁|≦5℃，系统发出该烧嘴烧嘴温度调整到位信号，并保持当前主值，

主值计算公式：K=K₁+f₁×（Q-Q₁）/Q，

式中：Q 下烧嘴温度设定值

Q₁—单个下烧嘴温度反馈值

K₁—当前主值

K—调整后的主值

f₁—主值修正系数，取值范围0.05~0.5。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种环形套筒窑煅烧自动控制方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

（1）参数计算；

（2）独立自动控制部分的控制：包括驱动空气温度自动控制、内筒冷却空气自动控制、热值控制、石灰冷却空气自动控制；

（3）联锁自动控制部分的控制。

2.根据权利要求1所述的环形套筒窑煅烧自动控制方法，其特征是：步骤（1）中所述的参数计算是指设定好推杆速率、热耗、空冷系数、上空配比、下空配比、上下煤气比和当前的燃气热值等参数，系统根据工艺要求计算出冷却空气流量、上烧嘴煤气设定量、下烧嘴煤气设定量、上烧嘴空气设定量、下烧嘴空气设定量这些控制参数。

3.根据权利要求1所述的环形套筒窑煅烧自动控制方法，其特征是：步骤（2）中所述的驱动空气温度自动控制是指系统根据驱动空气温度设定值自动调节换热器出口调节阀使得驱动空气的温度缓慢提升或下降，最终达到设定的温度；内筒冷却空气自动控制是指系统根据内筒冷却空气的流量设定值，自动调节内筒放散调节阀，最终达到设定的流量；热值控制是指当热值选择自动时，系统自动获取燃气的热值检测装置提供的数据，当燃气的热值检测装置出现故障时，将热值选择为手动，根据使用燃气使用的种类和历史记录，手动输入热值数据，系统根据该数据进行工艺参数计算；石灰冷却空气自动控制是指系统根据石灰冷却空气设定值，自动调节石灰冷却空气调节装置，最终达到设定的流量。

4.根据权利要求1所述的环形套筒窑煅烧自动控制方法，其特征是：步骤（3）中所述的联锁自动控制部分的控制包括：

①除尘负压自动控制：系统根据负压设定值，自动调整窑除尘风门调节装置，第一次达到设定的负压值，然后给系统发出“除尘负压调整到位”信号；

②窑体负压自动控制：系统根据窑体负压设定值，自动调整高温废气风机的转速，第一次达到设定的负压值，然后给系统发出“窑体负压调整到位”信号；

③煤气压力自动控制：系统根据煤气压力设定值，通过燃气总管调节装置，自动调节燃气环管的压力，第一次达到设定压力，然后给系统发出“煤气压力调整到位”信号；

④驱动风机压力自动控制：系统根据驱动风机压力的设定值，通过调节风机频率调节压力，第一次达到设定压力，然后给系统发出“驱动压力调整到位”信号；

⑤各单个烧嘴煤气和空气调节装置自动控制

当同时收到“除尘负压调整到位”、“窑体负压调整到位”、“煤气压力调整到位”、“驱动压力调整到位”，系统确认窑体外围参数调整到位，然后上、下烧嘴的煤气和空气调节装置开始自动调节，烧嘴的煤气和空气调节装置自动控制：根据计算出的烧嘴煤气和空气设定，和各烧嘴的主值设定和偏差值设定，计算出各烧嘴煤气或空气的流量控制范围，各烧嘴的煤气和空气调节装置根据控制范围自动调节，第一次调节到位后各自发出调整到位的信号，开始上烧嘴温度自动控制和下烧嘴温度自动控制；

⑥上烧嘴温度自动控制：根据生产工艺，上烧嘴温度调节，主要调整空气支管的流量，煤气支管的流量根据上烧嘴煤气设定量来控制；

每间隔一个周期，系统检测上烧嘴温度设定和各上烧嘴当前反馈的温度，自动计算并调整空气调节装置的主值，从而调整空气流量的控制范围，调节装置自动调节上烧嘴空气支管的流量，达到控制温度的目的，

主值计算公式：K=K₁+f₁×（Q-Q₁）/Q，

式中：Q—上烧嘴温度设定值，

Q₁—单个上烧嘴温度反馈值，

K₁—当前主值，

K—调整后的主值，

f₁—主值修正系数，取值范围0.05~0.5；

⑦ 下烧嘴温度控制：

下烧嘴温度设定分手动设定和自动设定，

下烧嘴温度手动设定：当下烧嘴温度选择在手动时，由操作人员设定下烧嘴温度，系统不会自动调整，

下烧嘴温度自动设定：

当下烧嘴温度选择在自动时，系统根据循环气体温度设定和反馈的循环气体温度对比，自动调整下烧嘴温度设定值，当循环气体温度设定和反馈的循环气体温度相差±5℃停止调整下烧嘴温度，

下烧嘴温度设定计算公式：T₀₀=T₁₁+f₂×（T-T₁）/T，

式中：T—循环空气温度设定，

T₁—循环空气温度反馈值，

T₀₀ —下烧嘴温度设定，

T₁₁—各下烧嘴温度平均值，

f₂—温度调整系数（一般取值范围500~1500），

下烧嘴温度平均温度自动控制：

下烧嘴温度平均温度控制通过调整热耗，调整烧嘴煤气设定量，控制下烧嘴煤气流量，从而控制下烧嘴温度。

5.当|T₀₀ -T₁₁|≦5℃，系统发出下烧嘴平均温度调整到位信号，并保持热耗不变，

热耗设定计算公式：W=W+f₃×（T₀₀-T₁₁）/T₀₀，

式中：W—热耗设定，

f₃—热耗修正系数（1~10），

热耗计算是一个累加过程，每间隔一个周期，系统检测一次，如果|T₀₀-T₁₁|﹥5℃，热耗自动累加f₃×（T₀₀-T₁₁）/T₀₀，

单个烧嘴温度自动控制：

当收到下烧嘴平均温度调整到位信号后，各个下烧嘴温度相差比较大，于是开始单个下烧嘴温度调整，调整方法：根据各自下烧嘴温度反馈值和下烧嘴温度设定值对比，每间隔一定的周期,自动调整对应下烧嘴煤气调节装置的主值设定值K，系统根据主值K和偏差值调整流量的控制范围，然后烧嘴煤气调节装置自动调整煤气支管的流量，对应的烧嘴空气流量保持不变，当|T₀₀ -T₁₁|≦5℃，系统发出该烧嘴烧嘴温度调整到位信号，并保持当前主值，

主值计算公式：K=K₁+f₁×（Q-Q₁）/Q，

式中：Q 下烧嘴温度设定值

Q₁—单个下烧嘴温度反馈值

K₁—当前主值

K—调整后的主值

f₁—主值修正系数，取值范围0.05~0.5。