CN110499401B - 一种自动调节流场均匀性的布风控制装置和布风控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动调节流场均匀性的布风控制装置和布风控制方法。所述布风控制装置用于自动调节高温块状钢渣取热装置的流场均匀性，所述布风控制装置包括：流量计(1)、多个压力传感器(2)、流量反馈电路(3)、压力反馈电路(4)、多个电动阀门(5)、阀门控制电路(6)和自动控制模块(7)，自动控制模块(7)通过阀门控制电路(6)连接多个电动阀门(5)，用于根据流量计测量的流量数值和压力传感器测量的压力数值实时控制所述多个电动阀门(5)的阀门开度，以自动调节高温块状钢渣取热装置的流场均匀性。本发明可以在密闭高温容器内实现取热空气沿气流方向阻力分布均匀，实现对高温块状钢渣的取热，为钢渣余热利用提供条件。

Description

一种自动调节流场均匀性的布风控制装置和布风控制方法

技术领域

本发明涉及一种自动调节高温块状钢渣取热装置流场均匀性的布风布风控制装置和布风控制方法，属于工业节能技术领域。主要应用于废渣能源化利用领域，还可应用于冶金、化工、电力等其他领域。

背景技术

每生产1吨钢约产生0.12～0.14吨的钢渣，2018年我国钢渣产生量约为1.1亿吨，熔融钢渣温度约1600℃，具有很高的余热利用潜力，而钢渣余热利用几乎为0，造成巨大的能量浪费。

目前对于高温块状物料的取热方式，主要是利用空气与高温块状物料进行换热来实现，这种方式要求块状物料具有一定的透气性，且沿气流方向阻力分布均匀，否则换热空气会在阻力较小的地方形成短路流，影响换热效果。

目前，使气流分布均匀的方法主要是使物料沿气流方向分布均匀，主要方法是采用扒料方法和旋转溜槽法，扒料方法是用一个类似靶子形状的工具在料层上进行往复运动，实现物料表面的平整；旋转溜槽法是将高温物料装入料仓，料仓下面有阀门，阀门下面是一个旋转溜槽，打开阀门后料仓中的高温物料落入旋转溜槽，旋转溜槽通过在水平方向的旋转和竖直方向上的改变角度，在装料过程的同时实现物料分布的均匀性。

但扒料方法不适应于密闭容器，旋转溜槽法中的溜槽不能在温度过高情况下使用，因此对于利用空气进行高温块状物料的取热过程，两种方法均不适用。

发明内容

为了解决背景技术存在的技术问题，本发明提出一种自动调节流场均匀性的布风控制装置和布风控制方法，其可以在密闭高温容器内实现取热空气沿气流方向阻力分布均匀，实现对高温块状钢渣的取热，为钢渣余热利用提供条件。

本发明涉及一种自动调节流场均匀性的布风控制装置，所述布风控制装置用于自动调节高温块状钢渣取热装置的流场均匀性，所述布风控制装置包括：流量计(1)、多个压力传感器(2)、流量反馈电路(3)、压力反馈电路(4)、多个电动阀门(5)、阀门控制电路(6)和自动控制模块(7)，所述高温块状钢渣取热装置包括用于向其输送冷风的布风装置，所述流量计(1)安装在布风装置的布风总管上，所述电动阀门(5)分别安装在布风装置的多个布风支管上，多个压力传感器(2)安装在高温块状钢渣取热装置上部；流量计(1)通过流量反馈电路(3)连接自动控制模块(7)，用于将所述流量计(1)的流量数值传送到自动控制模块(7)，多个压力传感器(2)通过压力反馈电路(4)连接自动控制模块(7)，用于将压力传感器(2)的压力数值传送到自动控制模块(7)，自动控制模块(7)通过阀门控制电路(6)连接多个电动阀门(5)，用于根据流量数值和压力数值实时控制所述多个电动阀门(5)的阀门开度，以自动调节高温块状钢渣取热装置的流场均匀性。

其中，所述多个电动阀门(5)的数量是3个或大于3个。所述压力传感器(2)的数量与电动阀门(5)的数量相同。所述多个压力传感器(2)圆周方向上的安装位置与所述多个电动阀门(5)圆周方向上的安装位置在角度上一一对应。

本发明还涉及一种自动调节高温块状钢渣取热装置流场均匀性的布风控制方法，优选上述的布风控制装置来实现，包括如下步骤：

步骤(1)、设定多个电动阀门(5)的初始开度为第一预定开度值，优选第一预定开度值为40％-60％，优选为50％；

步骤(2)、读取流量计(1)的流量数值；

步骤(3)、判断流量计(1)的流量数值是否大于0，如果小于或等于0，返回步骤(2)，如果大于0，进行步骤(4)；

步骤(4)、读取多个压力传感器(2)的压力数值；

步骤(5)、判断max{P1……Pn}-min{P1……Pn}是否大于设定值，如果大于设定值，进行步骤(6)，如果小于或等于设定值，返回步骤(2)，其中，多个压力传感器定义为压力传感器P1到Pn；所述max{P1……Pn}是压力传感器P1到Pn测得的压力数值中的最大值；其中，所述min{P1……Pn}是压力传感器P1到Pn测得的压力数值中的最小值；其中，所述设定值是所述最大值与最小值的差值允许极限；

步骤(6)、压力数值为max{P1……Pn}的压力传感器定义为压力传感器Pi，判断与压力传感器Pi对应的电动阀门Mi的开度是否大于第二预定开度，优选第二预定开度为5-15％，优选为10％，如果大于第二预定开度，进行步骤(7)；如果小于或等于第二预定开度，进行步骤(8)；其中，i是大于或等于1，小于或等于n的正整数；

步骤(7)、控制与所述压力传感器Pi对应的电动阀门Mi的开度降低第一数值，优选第一数值为5％-15％，优选为10％；压力数值为min{P1……Pn}的压力传感器定义为压力传感器Pj，控制与所述压力传感器Pj对应的电动阀门Mj的开度增加第二数值，优选第二数值为5％-15％，优选为10％；其中，j是大于或等于1，小于或等于n的正整数；

步骤(8)、控制与所述压力传感器Pi对应的电动阀门Mi的开度为0，即关闭电动阀门Mi；压力数值为min{P1……Pn}的压力传感器定义为压力传感器Pj，控制与所述压力传感器Pj对应的电动阀门Mj的开度增加第三数值，优选第三数值为5％-15％，优选为10％；其中，j是大于或等于1，小于或等于n的正整数；

步骤(9)、返回步骤(2)，重复步骤(2)-(8)。

本发明还涉及一种自动调节高温块状钢渣取热装置流场均匀性的布风方法，优选采用本发明的自动调节高温块状钢渣取热装置流场均匀性的布风系统和装置来实现，包括如下步骤：

步骤(1)、设定电动阀门M1到Mn(5)的初始开度为50％；

步骤(2)、读取流量计(1)G数值；

步骤(3)、流量计(1)G的数值是否大于0，如果小于或等于0，返回步骤(2)，如果大于0，进行步骤(4)；

步骤(4)、读取压力传感器P1到Pn(2)数值

步骤(5)、判断max{P1……Pn}-min{P1……Pn}是否大于设定值，如果大于设定值，进行步骤(6)，如果小于或等于设定值，返回步骤(2)，其中，所述max{P1……Pn}是压力传感器P1到Pn测得的压力数值中的最大值；其中，所述min{P1……Pn}是压力传感器P1到Pn测得的压力数值中的最小值；其中，所述设定值是所述最大值与最小值的差值允许极限；

步骤(6)、判断与测得max{P1……Pn}数值的压力传感器Pi对应的电动阀门Mi的开度是否大于10％，如果大于10％，进行步骤(7)；如果小于或等于10％，进行步骤(8)；其中，i是大于或等于1，小于或等于n的正整数；

步骤(7)、控制测得max{P1……Pn}数值的压力传感器Pi对应的电动阀门Mi的开度降低10％；控制测得min{P1……Pn}数值的压力传感器Pj对应的电动阀门Mj的开度增加10％；其中，i是大于或等于1，小于或等于n的正整数；

步骤(8)、控制测得max{P1……Pn}数值的压力传感器Pi对应的电动阀门Mi的开度为0，即关闭电动阀门Mi；；控制测得min{P1……Pn}数值的压力传感器Pj对应的电动阀门Mj的开度增加10％；其中，i是大于或等于1，小于或等于n的正整数；

步骤(9)、返回步骤(2)，形成循环。

其中，自动调节高温块状钢渣取热装置流场均匀性的布风系统和装置的安装对象不限于高温块状钢渣取热装置，一切密闭容器内的气固两相流过程，均可采用本发明的装置和方法进行流场均匀性的自动调节。

附图说明

图1是一种自动调节流场均匀性的布风控制装置示意图。

图2自动调节高温块状钢渣取热装置流场均匀性的布风装置在高温块状钢渣取热装置上的安装位置示意图。

图3高温块状钢渣取热装置的布风装置结构示意图。

图4自动控制模块逻辑控制示意图。

附图符号说明

1.流量计2.压力传感器P1到Pn 3.流量反馈电路4.压力反馈电路5.电动阀门M1到Mn 6.阀门控制电路7.自动控制模块8.高温块状钢渣取热装置的布风装置(8-1.布风总管8-2.布风总管阀门8-3.布风围管8-5.布风支管)。

具体实施方式

如图1所示，一种自动调节流场均匀性的布风控制装置，所述布风控制装置用于自动调节高温块状钢渣取热装置的流场均匀性，所述布风控制装置包括：空气流量计1、压力传感器P1到Pn2、流量反馈电路3、压力反馈电路4、电动阀门M1到Mn5、阀门控制电路6、自动控制模块7。所述高温块状钢渣取热装置包括用于向其输送冷风的布风装置，所述流量计1安装在布风装置的布风总管上，所述电动阀门5分别安装在布风装置的多个布风支管上，多个压力传感器2安装在高温块状钢渣取热装置上部；流量计1通过流量反馈电路3连接自动控制模块7，用于将所述流量计1的流量数值传送到自动控制模块7，多个压力传感器2通过压力反馈电路4连接自动控制模块7，用于将压力传感器2的压力数值传送到自动控制模块7，自动控制模块7通过阀门控制电路6连接多个电动阀门5，用于根据流量数值和压力数值实时控制所述多个电动阀门5的阀门开度，以自动调节高温块状钢渣取热装置的流场均匀性。其中，如图2-3所示，流量计1安装在高温块状钢渣取热装置的布风装置8的布风总管8-1上。其中，电动阀门M1到Mn5与分别安装在高温块状钢渣取热装置的布风装置8的n个布风支管8-5上，以作为图2-3中的布风支管阀门5，n是根据高温块状钢渣取热装置的取热釜直径，可以是3或大于3。其中，压力传感器P1到Pn2中的n与电动阀门M1到Mn5中的n相同。其中，压力传感器P1到Pn2安装在高温块状钢渣取热装置上部，安装位置与电动阀门M1到Mn5的安装位置在角度上一一对应。其中，流量反馈电路3用于读取流量计1的测量数值；压力反馈电路4用于读取压力传感器P1到Pn2的测量数值；阀门控制电路6用于控制电动阀门M1到Mn5的阀门开度。

如图2-3所示，高温块状钢渣取热装置包括取热釜和高温块状钢渣取热装置的布风装置8，所述布风装置8安装在所述取热釜下部，所述布风装置8包括布风总管8-1、布风围管8-3和多个布风支管8-5，所述布风围管8-3为环形，并环状套装在取热釜的圆周外部，布风总管8-1连接在布风围管8-3的环形外侧，用于将冷风输送到布风围管8-3中，布风支管8-5的一端连接在布风围管8-3的环形内侧，布风支管8-5从布风围管8-3的环形内侧斜向下延伸；布风支管8-5的另一端与所述取热釜连通，用于将冷风经过所述布风围管8-3和所述布风支管8-5后沿圆周方向均匀送入所述取热釜中并与所述取热釜内的高温块状钢渣进行换热；所述热风出口设置在所述取热釜顶部，用于将换热后形成的热风通过所述热风出口排出以进行余热利用；压力传感器2安装在所述取热釜中上部，所述传感器2的数量与所述布风支管8-5的数量相同，所述传感器2圆周方向上的安装位置与所述布风支管8-5圆周方向上的安装位置在角度上一一对应。由于每个布风支管上部的都需要准确测量，因此需要传感器的安装位置和布风支管的安装位置一一对应。如图2-3所示，所述布风支管8-5的轴线与所述布风围管8-3的环形轴线围成的圆形平面之间的夹角为20°至30°，其通过设置一定角度有利于冷风从圆周方向均匀的、阻力较小的输送到取热釜中。

其中，如图2-3所示，所述布风装置8还包括：布风总管阀门8-2、布风支管阀门5和空气流量计1；布风总管阀门8-2设置在布风总管8-1上，用于控制布风总管8-1的开闭；布风支管阀门5设置在各布风支管8-5上，用于控制各布风支管8-5的开闭；空气流量计1设置在布风总管8-1上，用于对送风量进行实时测量。

其中，所述布风支管阀门5和所述布风支管8-5的数量根据所述装置的直径大小进行布置，布风支管8-5的数量为3个或更多个；优选，所述高温块状钢渣取热装置的取热对象包括但不限于高温块状钢渣，一切温度高于150℃且低于所述取热对象熔点的块状固体均可采用本装置进行取热。

如图4所示，一种自动调节高温块状钢渣取热装置流场均匀性的布风控制方法，优选上述的布风控制装置来实现，包括如下步骤：

步骤(1)、设定多个电动阀门(5)的初始开度为第一预定开度值，优选第一预定开度值为40％-60％，优选为50％；

步骤(2)、读取流量计(1)的流量数值；

步骤(3)、判断流量计(1)的流量数值是否大于0，如果小于或等于0，返回步骤(2)，如果大于0，进行步骤(4)；

步骤(4)、读取多个压力传感器(2)的压力数值；

步骤(5)、判断max{P1……Pn}-min{P1……Pn}是否大于设定值，如果大于设定值，进行步骤(6)，如果小于或等于设定值，返回步骤(2)，其中，多个压力传感器定义为压力传感器P1到Pn；所述max{P1……Pn}是压力传感器P1到Pn测得的压力数值中的最大值；其中，所述min{P1……Pn}是压力传感器P1到Pn测得的压力数值中的最小值；其中，所述设定值是所述最大值与最小值的差值允许极限；其中允许极限根据现场不同的高温块状钢渣取热装置实际情况进行确定。

步骤(6)、压力数值为max{P1……Pn}的压力传感器定义为压力传感器Pi，判断与压力传感器Pi对应的电动阀门Mi的开度是否大于第二预定开度，优选第二预定开度为5-15％，优选为10％，如果大于第二预定开度，进行步骤(7)；如果小于或等于第二预定开度，进行步骤(8)；其中，i是大于或等于1，小于或等于n的正整数；

步骤(7)、控制与所述压力传感器Pi对应的电动阀门Mi的开度降低第一数值，优选第一数值为5％-15％，优选为10％；压力数值为min{P1……Pn}的压力传感器定义为压力传感器Pj，控制与所述压力传感器Pj对应的电动阀门Mj的开度增加第二数值，优选第二数值为5％-15％，优选为10％；其中，j是大于或等于1，小于或等于n的正整数；

步骤(8)、控制与所述压力传感器Pi对应的电动阀门Mi的开度为0，即关闭电动阀门Mi；压力数值为min{P1……Pn}的压力传感器定义为压力传感器Pj，控制与所述压力传感器Pj对应的电动阀门Mj的开度增加第三数值，优选第三数值为5％-15％，优选为10％；其中，j是大于或等于1，小于或等于n的正整数；

步骤(9)、返回步骤(2)，重复步骤(2)-(8)。

Claims (14)

1.一种自动调节高温块状钢渣取热装置流场均匀性的布风控制方法，采用自动调节流场均匀性的布风控制装置来实现，所述布风控制装置用于自动调节高温块状钢渣取热装置的流场均匀性，其特征在于，所述布风控制装置包括：流量计(1)、多个压力传感器(2)、流量反馈电路(3)、压力反馈电路(4)、多个电动阀门(5)、阀门控制电路(6)和自动控制模块(7)，所述高温块状钢渣取热装置包括用于向其输送冷风的布风装置，所述流量计(1)安装在布风装置的布风总管上，所述电动阀门(5)分别安装在布风装置的多个布风支管上，多个压力传感器(2)安装在高温块状钢渣取热装置上部；流量计(1)通过流量反馈电路(3)连接自动控制模块(7)，用于将所述流量计(1)的流量数值传送到自动控制模块(7)，多个压力传感器(2)通过压力反馈电路(4)连接自动控制模块(7)，用于将压力传感器(2)的压力数值传送到自动控制模块(7)，自动控制模块(7)通过阀门控制电路(6)连接多个电动阀门(5)，用于根据流量数值和压力数值实时控制所述多个电动阀门(5)的阀门开度，以自动调节高温块状钢渣取热装置的流场均匀性；

所述布风控制方法包括如下步骤：

步骤(1)、设定多个电动阀门(5)的初始开度为第一预定开度值，

步骤(2)、读取流量计(1)的流量数值；

步骤(3)、判断流量计(1)的流量数值是否大于0，如果小于或等于0，返回步骤(2)，如果大于0，进行步骤(4)；

步骤(4)、读取多个压力传感器(2)的压力数值；

步骤(5)、判断max{P1……Pn}-min{P1……Pn}是否大于设定值，如果大于设定值，进行步骤(6)，如果小于或等于设定值，返回步骤(2)，其中，多个压力传感器定义为压力传感器P1到Pn；所述max{P1……Pn}是压力传感器P1到Pn测得的压力数值中的最大值；其中，所述min{P1……Pn}是压力传感器P1到Pn测得的压力数值中的最小值；其中，所述设定值是所述最大值与最小值的差值允许极限；

步骤(6)、压力数值为max{P1……Pn}的压力传感器定义为压力传感器Pi，判断与压力传感器Pi对应的电动阀门Mi的开度是否大于第二预定开度值，如果大于第二预定开度值，进行步骤(7)；如果小于或等于第二预定开度值，进行步骤(8)；其中，i是大于或等于1，小于或等于n的正整数；

步骤(7)、控制与所述压力传感器Pi对应的电动阀门Mi的开度降低第一数值；压力数值为min{P1……Pn}的压力传感器定义为压力传感器Pj，控制与所述压力传感器Pj对应的电动阀门Mj的开度增加第二数值；其中，j是大于或等于1，小于或等于n的正整数；

步骤(8)、控制与所述压力传感器Pi对应的电动阀门Mi的开度为0，即关闭电动阀门Mi；压力数值为min{P1……Pn}的压力传感器定义为压力传感器Pj，控制与所述压力传感器Pj对应的电动阀门Mj的开度增加第三数值；其中，j是大于或等于1，小于或等于n的正整数；

步骤(9)、返回步骤(2)，重复步骤(2)-(8)。

2.根据权利要求1所述的布风控制方法，其特征在于，所述多个电动阀门(5)的数量是3个或大于3个。

3.根据权利要求2所述的布风控制方法,其特征在于，所述压力传感器(2)的数量与电动阀门(5)的数量相同。

4.根据权利要求1-3之一所述的布风控制方法,其特征在于，所述多个压力传感器(2)圆周方向上的安装位置与所述多个电动阀门(5)圆周方向上的安装位置在角度上一一对应。

5.根据权利要求1-3之一所述的布风控制方法,其特征在于，第一预定开度值为40％-60％。

6.根据权利要求5所述的布风控制方法,其特征在于，第一预定开度值为50％。

7.根据权利要求1-3之一所述的布风控制方法,其特征在于，第二预定开度值为5-15％。

8.根据权利要求7所述的布风控制方法,其特征在于，第二预定开度值为10％。

9.根据权利要求1-3之一所述的布风控制方法,其特征在于，第一数值为5％-15％。

10.根据权利要求9所述的布风控制方法,其特征在于，第一数值为10％。

11.根据权利要求1-3之一所述的布风控制方法,其特征在于，第二数值为5％-15％。

12.根据权利要求11所述的布风控制方法,其特征在于，第二数值为10％。

13.根据权利要求1-3之一所述的布风控制方法,其特征在于，第三数值为5％-15％。

14.根据权利要求13所述的布风控制方法,其特征在于，第三数值为10％。

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