CN109186273A - 一种石灰窑复合供热系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种石灰窑复合供热系统及其控制方法，包括窑膛、煤粉供应装置以及位于窑膛顶端的称重料斗，煤粉供应装置包括与窑膛连通的煤粉总管以及与煤粉总管连通的若干并联煤粉支管，煤粉总管上设有煤粉总管流量计和煤粉总管流量阀，各煤粉支管的末端设有煤粉喷枪，系统还包括窑膛温度场测量装置和煤气供应装置，窑膛温度场测量装置用于检测窑膛煅烧带圆截面上的温度场分布；在煤粉供应装置对窑膛进行一次焙烧后，煤气供应装置用于根据窑膛温度场测量装置的数据，对窑膛内同一水平面各个焙烧不足的物料区域进行二次焙烧，以使同一水平面物料温度均匀一致。本申请能准确获取窑内温度场，实现对窑膛各处温度的调控，提高石灰窑成品的产量和质量。

Description

一种石灰窑复合供热系统及其控制方法

技术领域

本申请涉及石灰窑技术领域，尤其涉及一种石灰窑复合供热系统及其控制方法。

背景技术

石灰煅烧工艺的关键在于石灰料块表面温度控制，料块表面温度过高会导致过烧，表层生石灰会过熔结晶，降低产品活化度；料块表面温度过低会导致生烧，料块烧不透，料块核心部分CaCO3未能分解。以上两种情况都会严重影响成品石灰质量，因此保持合适的焙烧温度，并保证窑内同一水平面物料温度均匀，是实现石灰窑稳产、高产和优产的必要条件。

现有石灰窑生产过程如图1和图2所示，包括窑膛1、煤粉供应装置3以及位于窑膛顶端的称重料斗2，石灰料块通过称重料斗2计量后装填进窑膛1内，形成充满窑膛1的生石灰料层。根据称重料斗2获得生石灰的实时上料量，经过理论计算得到所需供应的煤粉流量，将煤粉通过煤粉总管31送入窑膛1内，并调节煤粉总管流量阀33的阀门开度，直至煤粉总管流量阀33的检测值等于煤粉理论供应值。煤粉经煤粉支管34输送到煤粉喷枪35，并由煤粉喷枪35将煤粉均匀喷洒在窑膛1的煅烧截面上，燃烧放热形成高温煅烧带，从而完成石灰石的煅烧和分解。

长期生产中，现有石灰窑被证明存在以下缺点：第一，由于窑内各煤粉喷枪的煤粉输送距离和弧面角度不一样，长期生产后部分喷枪可能发生堵塞，单纯调节煤粉总量很难保证窑内同一水平面各处物料焙烧温度的均匀一致，缺少精确调整窑膛各处温度的有效手段。第二，由于窑膛截面各处的煤粉分配、石灰料块分布和换热条件都不相同，导致高温煅烧带截面上各处温度具有较大差别，现有技术通常以截面某一点的测量温度代表截面各点温度进行控制，这样既不能反映截面平均温度，更无法反映截面温度分布不均匀程度，导致窑内同一水平面上物料温度即使不均匀也难以被有效检测，缺少获得窑内温度场的有效手段。

发明内容

本申请提供一种石灰窑复合供热系统及其控制方法，以解决现有石灰窑无法获取窑内温度场以及无法精确调整窑膛各处温度的问题。

第一方面，本申请提供一种石灰窑复合供热系统，包括窑膛、煤粉供应装置以及位于所述窑膛顶端的称重料斗，所述煤粉供应装置包括与窑膛连通的煤粉总管以及与所述煤粉总管连通的若干并联煤粉支管，所述煤粉总管上设有煤粉总管流量计和煤粉总管流量阀，各煤粉支管的末端设有煤粉喷枪，其特征在于，所述系统还包括窑膛温度场测量装置和煤气供应装置，所述窑膛温度场测量装置用于检测所述窑膛煅烧带圆截面上的温度场分布；在所述煤粉供应装置对窑膛进行一次焙烧后，所述煤气供应装置用于根据窑膛温度场测量装置的数据，对所述窑膛内同一水平面各个焙烧不足的物料区域进行二次焙烧，以使同一水平面物料温度均匀一致。

可选地，所述窑膛温度场测量装置包括布置在窑膛圆截面上的测温元件阵列，所述测温元件阵列包括若干按几何规则排布的测温元件，从而将所述窑膛圆截面分成若干子区域；所述几何规则包括：沿所述窑膛圆截面的径向和周向均匀分布，或者，沿所述窑膛圆截面的周向均匀分布，沿所述窑膛圆截面的径向从中心向外逐渐变疏。

可选地，所述窑膛圆截面上一个子区域的四个顶点极坐标分别为P(r1，c1)、P(r1，c2)、P(r2，c1)、P(r2，c2)，四个顶点对应的温度分别为T(r1，c1)、T(r1，c2)、T(r2，c1)、T(r2，c2)，则按照如下公式计算子区域中任一点处的温度值T（r，c）：

其中，

其中，T(r，c1)为点P(r，c1)的温度，T(r，c2)为点P(r，c2)的温度。

可选地，所述煤气供应装置包括与所述窑膛连通的煤气总管以及与所述煤气总管连通的若干煤气支管，所述煤气总管上设有煤气总管调节阀，各所述煤粉支管的末端分别设有煤气喷枪，各所述煤粉支管上分别设有喷枪流量调节阀；所述煤气供应装置设在煤粉供应装置和窑膛温度场测量装置之间。

可选地，所述煤气供应装置包括与所述窑膛连通的煤气总管以及与所述煤气总管连通的若干煤气支管，所述煤气总管上设有煤气总管调节阀和煤气总管流量计，各所述煤粉支管的末端分别设有煤气喷枪，各所述煤粉支管上分别设有喷枪流量调节阀和煤气支管流量计；所述窑膛温度场测量装置设在煤粉供应装置和煤气供应装置之间。

第二方面，本申请提供一种石灰窑复合供热控制方法，所述方法包括：

由称重料斗检测石灰上料量Q1，计算理论煤粉供应量Q2；

当满足煤粉供应条件时，由窑膛温度场测量装置获取煅烧带圆截面的温度场分布，计算煅烧带的平均温度Tp；

当满足第一温度场条件时，计算各煤气喷枪对应处的温度值Ti；

根据所述各煤气喷枪对应处的温度值Ti，对相应的喷枪流量调节阀进行调节，直至满足第二温度场条件，表明窑膛煅烧带圆截面各处温度调节均匀，则调节过程结束。

进一步地，按照如下步骤确定是否满足煤粉供应条件：

判断煤粉总管流量计检测的实际煤粉量Q3是否等于kQ2；其中，k是小于1的调节系数；

如果Q3等于kQ2，则满足所述煤粉供应条件；反之，则增大或减小煤粉总管流量阀的阀门开度，直至Q3等于kQ2。

进一步地，按照如下步骤确定是否满足第一温度场条件：

判断Tp是否等于目标煅烧温度；

如果Tp等于目标煅烧温度，则满足所述第一温度场条件；反之，则增大或减小煤气总管调节阀的阀门开度，直至Tp等于目标煅烧温度。

进一步地，按照如下步骤确定是否满足第二温度场条件：

判断Ti是否等于目标煅烧温度；

如果Ti等于目标煅烧温度，则满足所述第二温度场条件；反之，则增大或减小喷枪流量调节阀的阀门开度，直至Ti等于目标煅烧温度。

可选地，调节系数k取值范围为0.6-0.95。

第三方面，本申请还提供另一种石灰窑复合供热控制方法，所述方法包括：

由称重料斗检测石灰上料量Q1，计算理论煤粉供应量Q2；

当满足煤粉供应条件时，由窑膛温度场测量装置获取煅烧带圆截面的温度场分布，计算煅烧带的平均温度Tp；

根据Tp计算所需煤气总供应量Q4；

当满足第一煤气供应条件时，计算各煤气喷枪对应处的温度值Ti；

根据所述各煤气喷枪对应处的温度值Ti，计算各煤气喷枪所需煤气供应量Q5i；

根据Q5i，对相应的喷枪流量调节阀进行调节，直至满足第二煤气供应条件，表明窑膛煅烧带圆截面各处温度调节均匀，则调节过程结束。

进一步地，按照如下步骤确定是否满足第一煤气供应条件：

判断煤气总管流量计检测的煤气流量Q6是否等于Q4；

如果Q6等于Q4，则满足所述第一煤气供应条件；反之，则增大或减小煤气总管调节阀的阀门开度，直至Q6等于Q4。

进一步地，按照如下步骤确定是否满足第二煤气供应条件：

判断煤气支管流量计检测的煤气流量Q7i是否等于Q5i；

如果Q7i等于Q5i，则满足所述第二煤气供应条件；反之，则增大或减小喷枪流量调节阀的阀门开度，直至Q7i等于Q5i。

本申请具备如下有益效果：将现有技术的纯煤粉供热方式，改进为煤粉-煤气复合供热方式，先用煤粉（约占现有技术煤粉量的60%-70%）进行一次焙烧，并利用窑膛温度场测量装置对焙烧后的物料温度进行实时监测，根据监测结果，采用流量较煤粉而言更利于独立控制调节的煤气，对同一水平面的各个焙烧不足的物料区域进行二次焙烧，能准确获取窑内温度场，并对窑膛各处温度进行调节，从而解决同一水平面物料温度不均，焙烧不一致的问题，能显著提高石灰窑成品的产量和质量。

附图说明

图1为现有石灰窑供热系统的结构示意图；

图2为现有煤粉供应装置的结构示意图；

图3为本申请实施例一示出的煤气支管竖直向下时石灰窑复合供热系统的整体结构图；

图4为本申请实施例一示出的窑膛温度场测量装置的结构示意图；

图5为本申请实施例一示出的窑膛煅烧带圆截面上任一点温度值计算原理图；

图6为本申请实施例一示出的煤气供应装置的结构示意图；

图7为本申请实施例一示出的煤气支管竖直向上时，石灰窑复合供热系统的整体结构图；

图8（a）为本申请实施例一示出的煤气支管竖直向上时，向斜上方喷出煤气的结构示意图；

图8（b）为本申请实施例一示出的煤气支管竖直向上时，向斜下方喷出煤气的结构示意图；

图8（c）为本申请实施例一示出的煤气支管竖直向上时，竖直向上喷出煤气的结构示意图；

图9为本申请实施例二示出的石灰窑复合供热系统的整体结构图；

图10为本申请实施例二示出的煤气供应装置的结构示意图；

图11为本申请实施例三示出的石灰窑复合供热控制方法流程图；

图12为本申请实施例四示出的石灰窑复合供热控制方法流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参照图1和图2，现有石灰窑纯煤粉供热系统包括窑膛1、煤粉供应装置3以及位于窑膛1顶端的称重料斗2，煤粉供应装置3包括与窑膛连通的煤粉总管31以及与煤粉总管31连通的若干并联煤粉支管34，煤粉总管31上设有煤粉总管流量计32和煤粉总管流量阀33，各煤粉支管34的末端设有煤粉喷枪35。根据称重料斗2获得生石灰的实时上料量，经过理论计算得到所需供应的煤粉流量，将煤粉通过煤粉总管31送入窑膛1内，并调节煤粉总管流量阀33的阀门开度，直至煤粉总管流量阀33的检测值等于煤粉理论供应值。煤粉经煤粉支管34输送到煤粉喷枪35，并由煤粉喷枪35将煤粉均匀喷洒在窑膛1的煅烧截面上，燃烧放热形成高温煅烧带。

针对纯煤粉供热系统所存在的缺陷，本申请实施例一提供一种煤粉-煤气复合供热系统，如图3所示，在现有纯煤粉供热系统的基础上，所述复合供热系统还包括窑膛温度场测量装置4和煤气供应装置5，窑膛温度场测量装置4用于检测窑膛煅烧带圆截面上的温度场分布；在煤粉供应装置3对窑膛1进行一次焙烧后，煤气供应装置5用于根据窑膛温度场测量装置的数据，对窑膛1内同一水平面各个焙烧不足的物料区域进行二次焙烧，以使同一水平面物料温度均匀一致。

将现有技术的纯煤粉供热方式，改进为煤粉-煤气复合供热方式，先用煤粉（约占现有技术煤粉量的60%-70%）进行一次焙烧，并利用窑膛温度场测量装置4对焙烧后的物料温度进行实时监测，根据监测结果，采用流量较煤粉而言更利于独立控制调节的煤气，对同一水平面的各个焙烧不足的物料区域进行二次焙烧，本申请能准确获取窑内温度场，并指导煤气供应装置5对窑膛各处温度进行调节，从而解决同一水平面物料温度不均，焙烧不一致的问题， 能显著提高石灰窑成品的产量和质量。

如图4所示，窑膛温度场测量装置4包括布置在窑膛1的圆截面上的测温元件阵列41，测温元件阵列41包括若干按几何规则排布的测温元件411，从而将窑膛1的圆截面分成若干子区域；所述几何规则包括：沿窑膛圆截面的径向和周向均匀分布；或者，沿窑膛圆截面的周向均匀分布，沿窑膛圆截面的径向从中心向外逐渐变疏，等等。本领域技术人员可根据实际应用情况，适应性设定各测温元件411排布的几何规则，不应限制于本实施所列举的几种几何规则。

图4提供的一种测温元件阵列41示例，是沿周向和径向在窑膛1煅烧带圆截面上均匀设置了33个测温元件411，测温元件411可选择S型热电偶，从而将整个圆截面划分成32个子区域，即图4中所标示的11区到48区，各子区域的顶点处均设置测温元件411，根据测温元件411检测窑膛圆截面上若干离散点的温度值，再通过插值法计算窑膛圆截面上任一点P(r，c)的温度值T（r，c），具体计算过程如下：

如图5所示，P(r，c)所在子区域的四个顶点的极坐标分别为P(r1，c1)、P(r1，c2)、P(r2，c1)、P(r2，c2)，首先利用线性差值方法计算P(r，c)相邻两点P(r，c1)和P(r，c2)的温度：

然后利用线性差值方法计算P(r，c)的温度值T（r，c）：

通过上述计算过程，可以获取窑膛1煅烧带圆截面上任一点的温度值，以此获取窑内温度场，便于后续利用煤气供应装置5将同一水平面的物料温度调节均匀。如图3和图6所示，本实施例中，煤气供应装置5包括与窑膛1连通的煤气总管51以及与煤气总管51连通的若干煤气支管53，煤气总管51上设有煤气总管调节阀52，各煤气支管53的末端分别设有煤气喷枪54，各煤气支管53上分别设有喷枪流量调节阀55；煤气供应装置5设在煤粉供应装置3和窑膛温度场测量装置4之间。

在竖直方向上，煤气供应装置5位于煤粉供应装置3的下方，并且位于窑膛温度场测量装置4的上方。煤气总管调节阀52用于调节进入煤气总管51的总煤气量，以使窑膛温度场测量装置4检测的窑膛圆截面平均温度等于煅烧工艺温度，通常煅烧工艺温度为1100℃。喷枪流量调节阀55用于调节各煤气喷枪54的煤气流量，以调节各煤气支管53对应的截面温度达到煅烧工艺温度，实现窑膛煅烧带圆截面上各处温度的精确控制。

在实际应用中，煤气总管51具有多种实现形式，在图3中，煤气支管53的安装方向为竖直向下，则煤气喷吹方向可以为斜向上、斜向下和竖直向下。如图7所示，煤气支管53的安装方向为竖直向上，则其煤气喷吹方向可以为斜向上、斜向下和竖直向上。以图7所示结构为例进行说明，如图8（a）所示，当煤气喷吹方向为斜向上时，煤气支管53的出口采用V形槽531，V形槽531的末端出口朝向斜上方。V形槽531底部包括出风面532、集灰面533和挡灰面534组成，出风面532和挡灰面534为表面光滑的斜面，出风面532的倾角θ决定煤气喷射角度和方向，倾角θ可根据实际情况进行设定。挡灰面534可以阻止窑内灰尘进入煤气喷枪54，避免煤气喷枪54发生阻塞。集灰面533设置在V形槽531的底面最低处，被挡灰面534拦截的灰尘在集灰面533上聚集，最后被吹出煤气支管53，集灰面533设置具有一定曲率的圆弧面，以利于灰尘的吹出。

如图8（b）所示，当煤气喷吹方向为斜向下时，煤气支管53的出口设有向下的斜面槽535，斜面槽535的倾角β决定煤气喷射角度和方向，可根据实际情况进行设定。如图8（c）所示，煤气喷吹方向竖直向上时，应在各煤气支管53的出口处设有挡灰风帽536，防止灰尘堵塞煤气支管53。煤气支管53的安装方向为竖直向下时，煤气喷吹结构可参考图8，这里不再赘述。

如图9和图10所示，本申请实施例二提供的石灰窑符合供热系统中，与实施例一所述方案不同的是，煤气供应装置5包括与窑膛1连通的煤气总管51以及与煤气总管51连通的若干煤气支管53，煤气总管51上设有煤气总管调节阀52和煤气总管流量计56，各煤粉支管53的末端分别设有煤气喷枪54，各煤粉支管上分别设有喷枪流量调节阀55和煤气支管流量计57；窑膛温度场测量装置4设在煤粉供应装置3和煤气供应装置5之间。

在竖直方向上，窑膛温度场测量装置4位于煤粉供应装置3的下方，并且位于煤气供应装置5的上方。煤气总管流量计56用于检测进入煤气总管51的总煤气量，以确定是否达到所需煤气总供应量，使窑膛温度场测量装置4检测的窑膛圆截面平均温度等于煅烧工艺温度，通常煅烧工艺温度为1100℃。煤气支管流量计57用于检测各煤气喷枪54喷射的煤气流量，以确定是否达到各煤气喷枪所需煤气供应量，配合调节喷枪流量调节阀55的阀门开度，使各煤气支管53对应的截面温度达到煅烧工艺温度，实现窑膛煅烧带圆截面上各处温度的精确控制。

本实施例其他内容可参照实施例一所述，不再赘述。

如图11所示，本申请实施例三提供一种石灰窑复合供热控制方法，用于实施例一所述的石灰窑复合供热系统，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：由称重料斗检测石灰上料量Q1，计算理论煤粉供应量Q2。可通过热平衡计算出理论煤粉供应量Q2，具体可参照现有相关技术。

步骤S2：判断煤粉总管流量计检测的实际煤粉量Q3是否等于kQ2。

为保证煤气供应装置5具有足够的调节空间，通过煤粉供应装置3送入的煤粉量要在理论煤粉供应量Q2的基础上乘以一个小于1的调节系数k，调节系数k的可选范围为0.6-0.95，优选为0.8-0.93，经试验发现最优选值为0.9。如果步骤S2判断结果为是，则满足煤粉供应条件，执行步骤S4；反之，则执行步骤S3。

步骤S3：增大或减小煤粉总管流量阀的阀门开度，直至Q3等于kQ2。当Q3大于kQ2时，减小煤粉总管流量阀33的阀门开度；如果Q3小于kQ2时，增大煤粉总管流量阀33的阀门开度。

步骤S4：由窑膛温度场测量装置获取煅烧带圆截面的温度场分布，计算煅烧带的平均温度Tp。窑膛温度场测量装置4根据几何规则在煅烧带圆截面上设置若干测温元件411，比如在图4中，设置了33个测温元件411，则计算33个温度值的平均值，作为煅烧带的平均温度Tp。

步骤S5：判断Tp是否等于目标煅烧温度。如果是，则满足第一温度场条件，执行步骤S7；反之，则执行步骤S6。

步骤S6：增大或减小煤气总管调节阀的阀门开度，直至Tp等于目标煅烧温度。

目标煅烧温度通常选择1100℃，当Tp大于1100℃时，减小煤气总管调节阀52的阀门开度；如果Tp小于1100℃，增大煤气总管调节阀52的阀门开度。

步骤S7：计算各煤气喷枪对应处的温度值Ti。根据窑膛温度场测量装置4的测量值，按照实施例一中所述的线性插值算法，即可计算出各个煤气喷枪54所在位置对应的温度值Ti。

步骤S8：判断Ti是否等于目标煅烧温度。

这一步即可查找出哪一个煤气喷枪54所在位置处温度未达到1100℃，确定煅烧带横截面上温度不均匀的位置点，以便利用煤气供应装置5将温度调节均匀，实现对窑内各点温度的精确控制。如果判断结果为是，则满足第二温度场条件，表明窑膛煅烧带圆截面各处温度调节均匀，执行步骤S10；反之，则执行步骤S9。

步骤S9：增大或减小喷枪流量调节阀的阀门开度，直至Ti等于目标煅烧温度。如果i大于1100℃，则减小喷枪流量调节阀55的阀门开度；如果Ti小于目标煅烧温度，则增大喷枪流量调节阀55的阀门开度。

步骤S10：调节过程结束。

本实施例中，将现有技术的纯煤粉供热方式，改进为煤粉-煤气复合供热方式，先用煤粉（约占现有技术煤粉量的60%-70%）进行一次焙烧，并利用窑膛温度场测量装置对焙烧后的物料温度进行实时监测，根据监测结果，采用流量较煤粉而言更利于独立控制调节的煤气，对同一水平面的各个焙烧不足的物料区域进行二次焙烧，根据窑内温度场的状态变化，利用煤气总管调节阀52和喷枪流量调节阀55，对窑膛各处温度进行自适应调节，从而解决同一水平面物料温度不均，焙烧不一致的问题， 能显著提高石灰窑成品的产量和质量。

如图12所示，本申请实施例四提供一种石灰窑复合供热控制方法，用于实施例二所述的石灰窑复合供热系统，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：由称重料斗检测石灰上料量Q1，计算理论煤粉供应量Q2。可通过热平衡计算出理论煤粉供应量Q2，具体可参照现有相关技术。

步骤S2：判断煤粉总管流量计检测的实际煤粉量Q3是否等于kQ2。

为保证煤气供应装置5具有足够的调节空间，通过煤粉供应装置3送入的煤粉量要在理论煤粉供应量Q2的基础上乘以一个小于1的调节系数k，调节系数k的可选范围为0.6-0.95，优选为0.8-0.93，经试验发现最优选值为0.9。如果步骤S2判断结果为是，则满足煤粉供应条件，执行步骤S4；反之，则执行步骤S3。

步骤S3：增大或减小煤粉总管流量阀的阀门开度，直至Q3等于kQ2。当Q3大于kQ2时，减小煤粉总管流量阀33的阀门开度；如果Q3小于kQ2时，增大煤粉总管流量阀33的阀门开度。

步骤S4：由窑膛温度场测量装置获取煅烧带圆截面的温度场分布，计算煅烧带的平均温度Tp。窑膛温度场测量装置4根据几何规则在煅烧带圆截面上设置若干测温元件411，比如在图4中，设置了33个测温元件411，则计算33个温度值的平均值，作为煅烧带的平均温度Tp。

步骤S11：根据Tp计算所需煤气总供应量Q4，Q4=f(Tp)。根据煅烧带的平均温度Tp以及目标煅烧温度，即可计算出所需煤气总供应量Q4，以使窑内温度场达到目标煅烧温度的要求。

步骤S12：判断煤气总管流量计检测的煤气流量Q6是否等于Q4。如果是，则满足第一煤气供应条件，执行步骤S7；反之，则执行步骤S13。

步骤S13：增大或减小煤气总管调节阀的阀门开度，直至Q6等于Q4。如果Q6大于Q4，则减小煤气总管调节阀52的阀门开度；如果Q6小于Q4，则增大煤气总管调节阀52的阀门开度。

步骤S7：计算各煤气喷枪对应处的温度值Ti。根据窑膛温度场测量装置4的测量值，按照实施例一中所述的线性插值算法，即可计算出各个煤气喷枪54所在位置对应的温度值Ti。

步骤S14：根据所述各煤气喷枪对应处的温度值Ti，计算各煤气喷枪所需煤气供应量Q5i。根据各煤气喷枪54对应处的温度值Ti以及目标煅烧温度，即可计算出各煤气喷枪所需煤气供应量Q5i，以使各煤气喷枪54所在位置处对应的温度值达到目标煅烧温度的要求。

步骤S15：判断煤气支管流量计检测的煤气流量Q7i是否等于Q5i。如果是，则满足所述第二煤气供应条件，表明窑膛煅烧带圆截面各处温度调节均匀，执行步骤S10；反之，则执行步骤S16。

步骤S16：增大或减小喷枪流量调节阀的阀门开度，直至Q7i等于Q5i。如果Q7i大于Q5i，则减小喷枪流量调节阀55的阀门开度；如果Q7i小于Q5i，则增大喷枪流量调节阀55的阀门开度。

步骤S10：调节过程结束。

本实施例中，将现有技术的纯煤粉供热方式，改进为煤粉-煤气复合供热方式，先用煤粉（约占现有技术煤粉量的60%-70%）进行一次焙烧，并利用窑膛温度场测量装置对焙烧后的物料温度进行实时监测，根据监测结果，采用流量较煤粉而言更利于独立控制调节的煤气，对同一水平面的各个焙烧不足的物料区域进行二次焙烧，根据窑内温度场，计算煤气总供应量Q4和各煤气喷枪所需煤气供应量Q5i，利用煤气总管调节阀52和喷枪流量调节阀55，对窑膛各处温度进行自适应调节，从而解决同一水平面物料温度不均，焙烧不一致的问题， 能显著提高石灰窑成品的产量和质量。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加所涉及的各个实体设备和装置来实现。具体实现中，本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的石灰窑复合供热系统及其控制方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（英文：read-only memory，简称：ROM）或随机存储记忆体（英文：random accessmemory，简称：RAM）等。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参照即可。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (13)

1.一种石灰窑复合供热系统，包括窑膛、煤粉供应装置以及位于所述窑膛顶端的称重料斗，所述煤粉供应装置包括与窑膛连通的煤粉总管以及与所述煤粉总管连通的若干并联煤粉支管，所述煤粉总管上设有煤粉总管流量计和煤粉总管流量阀，各煤粉支管的末端设有煤粉喷枪，其特征在于，所述系统还包括窑膛温度场测量装置和煤气供应装置，所述窑膛温度场测量装置用于检测所述窑膛煅烧带圆截面上的温度场分布；在所述煤粉供应装置对窑膛进行一次焙烧后，所述煤气供应装置用于根据窑膛温度场测量装置的数据，对所述窑膛内同一水平面各个焙烧不足的物料区域进行二次焙烧，以使同一水平面物料温度均匀一致。

2.根据权利要求1所述的石灰窑复合供热系统，其特征在于，所述窑膛温度场测量装置包括布置在窑膛圆截面上的测温元件阵列，所述测温元件阵列包括若干按几何规则排布的测温元件，从而将所述窑膛圆截面分成若干子区域；所述几何规则包括：沿所述窑膛圆截面的径向和周向均匀分布，或者，沿所述窑膛圆截面的周向均匀分布，沿所述窑膛圆截面的径向从中心向外逐渐变疏。

3.根据权利要求2所述的石灰窑复合供热系统，其特征在于，所述窑膛圆截面上一个子区域的四个顶点极坐标分别为P(r1，c1)、P(r1，c2)、P(r2，c1)、P(r2，c2)，四个顶点对应的温度分别为T(r1，c1)、T(r1，c2)、T(r2，c1)、T(r2，c2)，则按照如下公式计算子区域中任一点P(r，c)处的温度值T（r，c）：

其中，

其中，T(r，c1)为点P(r，c1)的温度，T(r，c2)为点P(r，c2)的温度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的石灰窑复合供热系统，其特征在于，所述煤气供应装置包括与所述窑膛连通的煤气总管以及与所述煤气总管连通的若干煤气支管，所述煤气总管上设有煤气总管调节阀，各所述煤粉支管的末端分别设有煤气喷枪，各所述煤粉支管上分别设有喷枪流量调节阀；所述煤气供应装置设在煤粉供应装置和窑膛温度场测量装置之间。

5.根据权利要求1-3任一项所述的石灰窑复合供热系统，其特征在于，所述煤气供应装置包括与所述窑膛连通的煤气总管以及与所述煤气总管连通的若干煤气支管，所述煤气总管上设有煤气总管调节阀和煤气总管流量计，各所述煤粉支管的末端分别设有煤气喷枪，各所述煤粉支管上分别设有喷枪流量调节阀和煤气支管流量计；所述窑膛温度场测量装置设在煤粉供应装置和煤气供应装置之间。

6.一种石灰窑复合供热控制方法，用于如权利要求4所述的石灰窑复合供热系统，其特征在于，所述方法包括：

由称重料斗检测石灰上料量Q1，计算理论煤粉供应量Q2；

当满足煤粉供应条件时，由窑膛温度场测量装置获取煅烧带圆截面的温度场分布，计算煅烧带的平均温度Tp；

当满足第一温度场条件时，计算各煤气喷枪对应处的温度值Ti；

根据所述各煤气喷枪对应处的温度值Ti，对相应的喷枪流量调节阀进行调节，直至满足第二温度场条件，表明窑膛煅烧带圆截面各处温度调节均匀，则调节过程结束。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，按照如下步骤确定是否满足煤粉供应条件：

判断煤粉总管流量计检测的实际煤粉量Q3是否等于kQ2；其中，k是小于1的调节系数；

如果Q3等于kQ2，则满足所述煤粉供应条件；反之，则增大或减小煤粉总管流量阀的阀门开度，直至Q3等于kQ2。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，按照如下步骤确定是否满足第一温度场条件：

判断Tp是否等于目标煅烧温度；

如果Tp等于目标煅烧温度，则满足所述第一温度场条件；反之，则增大或减小煤气总管调节阀的阀门开度，直至Tp等于目标煅烧温度。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，按照如下步骤确定是否满足第二温度场条件：

判断Ti是否等于目标煅烧温度；

如果Ti等于目标煅烧温度，则满足所述第二温度场条件；反之，则增大或减小喷枪流量调节阀的阀门开度，直至Ti等于目标煅烧温度。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，调节系数k取值范围为0.6-0.95。

11.一种石灰窑复合供热控制方法，用于如权利要求5所述的石灰窑复合供热系统，其特征在于，所述方法包括：

由称重料斗检测石灰上料量Q1，计算理论煤粉供应量Q2；

当满足煤粉供应条件时，由窑膛温度场测量装置获取煅烧带圆截面的温度场分布，计算煅烧带的平均温度Tp；

根据Tp计算所需煤气总供应量Q4；

当满足第一煤气供应条件时，计算各煤气喷枪对应处的温度值Ti；

根据所述各煤气喷枪对应处的温度值Ti，计算各煤气喷枪所需煤气供应量Q5i；

根据Q5i，对相应的喷枪流量调节阀进行调节，直至满足第二煤气供应条件，表明窑膛煅烧带圆截面各处温度调节均匀，则调节过程结束。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，按照如下步骤确定是否满足第一煤气供应条件：

判断煤气总管流量计检测的煤气流量Q6是否等于Q4；

如果Q6等于Q4，则满足所述第一煤气供应条件；反之，则增大或减小煤气总管调节阀的阀门开度，直至Q6等于Q4。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，按照如下步骤确定是否满足第二煤气供应条件：

判断煤气支管流量计检测的煤气流量Q7i是否等于Q5i；

如果Q7i等于Q5i，则满足所述第二煤气供应条件；反之，则增大或减小喷枪流量调节阀的阀门开度，直至Q7i等于Q5i。