CN113605175A - 一种烘干系统、控制方法和沥青拌和站 - Google Patents

一种烘干系统、控制方法和沥青拌和站 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种烘干系统、控制方法和沥青拌和站，包括冷料配料仓、进料缓冲仓、烘干滚筒、燃烧器、除尘器、引风机、烟囱；冷料配料仓与烘干滚筒之间通过传送机构连接进料缓冲仓；燃烧器设置于烘干滚筒的一侧；引风机与烘干滚筒之间通过气力管道连接所述除尘器；引风机的出风口连接烟囱；进料缓冲仓内设置冷骨料温度传感器及湿度传感器；烘干滚筒的出料口设置热骨料温度传感器；除尘器内设置负压传感器；除尘器与烘干滚筒之间的气力管道内设置烟气温度传感器；烟囱上设置烟气成分传感器。本发明将烘干系统作为一个整体进行调控，实现拌和站整个烘干系统参数自动化分段控制、精准施策、实时匹配。

Description

一种烘干系统、控制方法和沥青拌和站
技术领域
本发明涉及筑路机械技术领域，尤其涉及一种烘干系统、控制方法和沥青拌和站。
背景技术
随着国内经济的快速发展，公路等基础设施建设呈现出了高速发展的态势，对于沥青混凝土拌合站的需求也日益增大，基于节能减排、环保的需要，沥青混凝土拌合站的技术性能指标要求也越来越高，对拌合站生产质量、环保、节能等方面也提出了更高的要求。骨料烘干系统是沥青拌合站的核心系统之一，包括烘干滚筒、燃烧器、除尘器、引风机、鼓风机、冷骨料仓及相应的管道、输送带等附件，其作用是将冷骨料烘干、加热到符合生产要求的热骨料，在此过程中消耗了巨大的能源，约占整个拌合站能源耗费的80％以上。
拌和站烘干系统从启动到达到预设产量并稳定生产需要较长的时间，期间的参数控制全靠操作手的经验，而且烘干系统是一个系统整体，其中一个环节的参数发生变化，都会对整个烘干系统的换热效率产生影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种烘干系统、控制方法和沥青拌和站，实现拌和站整个烘干系统参数自动化分段控制、精准施策、实时匹配。
本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案：
本发明提供了一种烘干系统，包括冷料配料仓、进料缓冲仓、烘干滚筒、燃烧器、除尘器、引风机、烟囱；
所述冷料配料仓与所述烘干滚筒之间通过传送机构连接所述进料缓冲仓；
所述燃烧器设置于所述烘干滚筒的一侧；
所述引风机与所述烘干滚筒之间通过气力管道连接所述除尘器；
所述引风机的出风口连接所述烟囱；
所述进料缓冲仓内设置冷骨料温度传感器及湿度传感器；
所述烘干滚筒的出料口设置热骨料温度传感器；
所述除尘器内设置负压传感器；
所述除尘器与烘干滚筒之间的气力管道内设置烟气温度传感器；
所述烟囱上设置烟气成分传感器。
进一步地，所述传送机构选用皮带传送机构。
本发明提供了一种控制方法，所述方法包括：
预设拌和站产量后，引风机启动，冷料配料仓电机启动；
监控冷骨料温湿度、热骨料温度和烟气温度，增大冷料配料仓电机转速，燃烧器油门随冷料配料仓电机转速增大而增大，引风机风门随燃烧器油门增大而增大，直至达到预设产量的80％；
监控烟气成分并计算CO/CO2比值，通过调节燃烧器风门，生成预设产量的80％-100％下最佳风油比曲线；
采用生成的最佳风油比曲线，监控热骨料温度、配料仓电机转速及冷骨料湿度参数变化，使得拌和站在低油耗下稳定生产、自动调控。
进一步地，监控冷骨料温湿度、热骨料温度和烟气温度，增大冷料配料仓电机转速，燃烧器油门随冷料配料仓电机转速增大而增大，引风机风门随燃烧器油门增大而增大，直至达到预设产量的80％的方法包括：
监测到冷骨料温湿度后，冷料配料仓电机转速增大；
监控热骨料温度、烟气温度是否高于最大设定值；
若热骨料温度或烟气温度高于最大设定值，继续增大冷料配料仓电机转速；
若热骨料温度和烟气温度均不高于最大设定值，将检测到的骨料温度、湿度作为输入条件计算，燃烧器油门按比例随冷料配料仓电机转速增大而增大，引风机风门按比例随燃烧器油门增大而增大；
当冷料配料仓电机转速增大至预设产量的80％后，电机转速停止增大，检测此时热骨料温度或烟气温度是否达到最大限值；
若热骨料温度和烟气温度均未达到最大限值，燃烧器油门继续增大，引风机风门按比例增大；
若热骨料温度或烟气温度达到最大限值，燃烧器油门停止增大，引风机风门停止增大。
进一步地，监控烟气成分并计算CO/CO2比值，通过调节燃烧器风门，生成预设产量的80％-100％下最佳风油比曲线的方法包括：
减小引风机风门，直至除尘负压低于最小限值；
检测烟气中CO、CO2成分并计算CO/CO2比值；
燃烧器风门按设定比例增大，计算CO/CO2比值；
若CO/CO2比值减小，燃烧器风门按设定比例增大直至CO/CO2比值增大，设定最佳风门开度为CO/CO2比值增大前的风门开度；
若CO/CO2比值增大，燃烧器风门按设定比例减小，计算CO/CO2比值；
若比值减小则燃烧器风门继续按设定比例减小直至CO/CO2比值增大，设定最佳风门开度为CO/CO2比值增大前的风门开度，若比值增大则设定最佳风门开度为原开度；
逐步增加实际产量至预设产量的100％；
生成80％-100％产量下的燃烧器最佳风油比曲线。
进一步地，所述方法还包括：
当实际产量小于预设产量的100％，增大冷料配料仓电机转速至增加10％产量，同时燃烧器油门按比例增大；
若烟气温度或热骨料温度低于限值，则继续按比例增大燃烧器油门直至烟气温度或热骨料温度不低于限值，继续检测烟气中CO、CO2成分并计算CO/CO2比值。
进一步地，所述设定比例为3％。
进一步地，采用生成的最佳风油比曲线，监控热骨料温度、配料仓电机转速及冷骨料湿度参数变化的方法包括：
采用生成的最佳风油比曲线工作；
当热骨料温度超出限值时，按比例增大或减小燃烧器油门直至热骨料温度不超出限值；
当冷料配料仓电机转速增大或减小超5％时，按比例增大或减小燃烧器油门且保证热骨料温度不超出限值；
当冷骨料湿度增大或减小超10％时，按比例增大或减小燃烧器油门且保证热骨料温度不超出限值。
进一步地，当热骨料温度低于限值时，加大燃烧器油门；当热骨料温度高于限值时，减小燃烧器油门。
本发明提供了一种沥青拌和站，所述沥青拌和站配置有所述的烘干系统或配置有所述的控制方法。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的拌和站烘干系统、控制方法，将拌和站烘干系统作为一个整体进行调控，最终实现拌和站整个烘干系统参数自动化分段控制、精准施策、实时匹配；在特定产量下使用最佳风油比稳定生产、自动调控，保证产量、骨料温度、烟气温度、除尘效果参数合格的同时，又能提高生产效率、降低能耗水平、节能减排。
附图说明
图1为根据本发明实施例提供的一种烘干系统的结构示意图；
图2为根据本发明实施例提供的一种控制方法的总体流程图；
图3为根据本发明实施例提供的一种控制方法中起步阶段控制流程图；
图4为根据本发明实施例提供的一种控制方法中匹配阶段控制流程图；
图5为根据本发明实施例提供的一种控制方法中稳定阶段控制流程图；
图6为根据本发明实施例提供的一种控制系统示意图。
具体实施方式
如图1和图6所示，本发明给出了一种沥青拌和站烘干系统，该种沥青拌和站烘干系统包括冷料配料仓、进料缓冲仓、烘干滚筒、燃烧器、除尘器、引风机、烟囱及相应的气力管道、传送皮带。
进料缓冲仓在冷料配料仓与烘干滚筒进料口之间，三者通过皮带传送机构连接，冷骨料从冷料配料仓流出，经过进料缓冲仓，最后从烘干滚筒进料口流入烘干滚筒。冷料配料仓可通过调节电机转速改变冷骨料量，燃烧器在烘干滚筒出料口一侧。除尘器位于引风机与烘干滚筒之间，三者通过气力管道连接，除尘器与烘干滚筒之间的气力管道位于烘干滚筒进料口上部，引风机出风口接有烟囱。
进料缓冲仓内设置冷骨料温度、湿度传感器，烘干滚筒出料口设置热骨料温度传感器，除尘器内设置负压传感器，除尘器与烘干滚筒之间的气力管道设置烟气温度传感器，烟囱上设置烟气成分传感器。
如图2-图6所示，本发明给出了一种烘干系统控制方法，该烘干系统控制方法分三个阶段，第一阶段为起步阶段，第二阶段为匹配阶段，第三阶段为稳定阶段。
起步阶段：设置预设拌和站产量后，燃烧器采用默认风油比点火，引风机启动，冷料配料仓电机启动。进料缓冲仓内的冷骨料温度、湿度传感器监测到冷骨料温湿度后，冷料配料仓电机转速逐步增大，监控热骨料温度、烟气温度是否高于最大设定值。若热骨料温度或烟气温度高于最大设定值，转而继续增大冷料配料仓电机转速，若热骨料温度、烟气温度均不高于最大设定值，将检测到的骨料温、湿度作为输入条件计算，燃烧器油门按比例随冷料配料仓电机转速增大而增大，引风机风门按比例随燃烧器油门增大而增大。当冷料配料仓电机转速增大至预设产量的80％后，电机转速停止增大。检测此时热骨料温度或烟气温度是否达到最大限值，若热骨料温度、烟气温度均未达到最大限值，燃烧器油门继续增大，引风机按比例增大；若热骨料温度或烟气温度达到最大限值，燃烧器油门停止增大，引风机风门停止增大，系统进入匹配阶段。
匹配阶段：进入匹配阶段后产量为预设产量的80％，逐步减小引风机风门，当除尘负压低于最小限值时停止减小，后按顺序执行以下操作：
1)检测烟气中CO(ppm)、CO2(％)成分并计算CO/CO2比值；
2)燃烧器风门增大3％，计算CO/CO2比值。若比值减小则继续风门增大3％直至CO/CO2比值增大为止，设定最佳风门开度为CO/CO2比值增大前的风门开度；若比值增大则执行下一步；
3)燃烧器风门减小3％，计算CO/CO2比值。若比值减小则继续风门减小3％直至CO/CO2比值增大为止，设定最佳风门开度为CO/CO2比值增大前的风门开度；若比值增大则设定最佳风门开度为原开度。
4)增大冷料配料仓电机转速至增加10％产量，同时燃烧器油门按比例增大。若期间烟气温度或热骨料温度低于限值，则继续按比例增大燃烧器油门直至烟气温度或热骨料温度符合要求；
5)重复操作步骤1)-4)，直至实际产量为预设产量的100％；
6)生成80％-100％产量下的燃烧器最佳风油比曲线，进入稳定生产阶段。
稳定阶段：该阶段采用匹配阶段生成的最佳风油比曲线工作，热骨料温度、冷骨料湿度、冷料配料仓电机转速三者任一参数发生变化时，则调节燃烧器油门。热骨料温度作为第一优先级，配料仓电机转速为第二优先级，冷骨料湿度为第三优先级。当热骨料温度低于限值时，加大燃烧器油门直至热骨料温度符合要求；当热骨料温度高于限值时，减小燃烧器油门直至热骨料温度符合要求；当冷料配料仓电机转速增大或减小超5％时，按比例增大或减小燃烧器油门且保证热骨料温度不超出限值；当冷骨料湿度增大或减小超10％时，按比例增大或减小燃烧器油门且保证热骨料温度不超出限值。
所述沥青拌和站烘干系统主要包括冷料配料仓1、进料缓冲仓2、烘干滚筒3、燃烧器4、除尘器5、引风机6、烟囱7、出料口8、气力管道9。
所述进料缓冲仓2在冷料配料仓1与烘干滚筒3之间，三者通过传送皮带连接，冷骨料从冷料配料仓1流出，经过进料缓冲仓2，最后流入烘干滚筒3。冷料配料仓1可通过调节电机转速改变冷骨料量，燃烧器4在烘干滚筒3的出料口8一侧。除尘器5位于引风机6与烘干滚筒3之间，三者通过气力管道连接，除尘器5与烘干滚筒3之间的气力管道9位于烘干滚筒3的进料一侧上部，引风机6的出风口接有烟囱7。
所述进料缓冲仓2内设置冷骨料温度、湿度传感器，烘干滚筒3的出料口8设置热骨料温度传感器，除尘器5内设置负压传感器，除尘器5与烘干滚筒3之间的气力管道9内设置烟气温度传感器，烟囱7上设置烟气成分传感器。
本发明给出了一种沥青拌和站，所述沥青拌和站配置有所述拌和站烘干系统或配置有所述的烘干系统控制方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种烘干系统，其特征在于，包括冷料配料仓、进料缓冲仓、烘干滚筒、燃烧器、除尘器、引风机、烟囱；
所述冷料配料仓与所述烘干滚筒之间通过传送机构连接所述进料缓冲仓；
所述燃烧器设置于所述烘干滚筒的一侧；
所述引风机与所述烘干滚筒之间通过气力管道连接所述除尘器；
所述引风机的出风口连接所述烟囱；
所述进料缓冲仓内设置冷骨料温度传感器及湿度传感器；
所述烘干滚筒的出料口设置热骨料温度传感器；
所述除尘器内设置负压传感器；
所述除尘器与烘干滚筒之间的气力管道内设置烟气温度传感器；
所述烟囱上设置烟气成分传感器。
2.根据权利要求1所述的一种烘干系统，其特征在于，所述传送机构选用皮带传送机构。
3.一种基于权利要求1或2所述的烘干系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
预设拌和站产量后，引风机启动，冷料配料仓电机启动；
监控冷骨料温湿度、热骨料温度和烟气温度，增大冷料配料仓电机转速，燃烧器油门随冷料配料仓电机转速增大而增大，引风机风门随燃烧器油门增大而增大，直至达到预设产量的80％；
监控烟气成分并计算CO/CO2比值，通过调节燃烧器风门，生成预设产量的80％-100％下最佳风油比曲线；
采用生成的最佳风油比曲线，监控热骨料温度、配料仓电机转速及冷骨料湿度参数变化，使得拌和站在低油耗下稳定生产、自动调控。
4.根据权利要求3所述的一种控制方法，其特征在于，监控冷骨料温湿度、热骨料温度和烟气温度，增大冷料配料仓电机转速，燃烧器油门随冷料配料仓电机转速增大而增大，引风机风门随燃烧器油门增大而增大，直至达到预设产量的80％的方法包括：
监测到冷骨料温湿度后，冷料配料仓电机转速增大；
监控热骨料温度、烟气温度是否高于最大设定值；
若热骨料温度或烟气温度高于最大设定值，继续增大冷料配料仓电机转速；
若热骨料温度和烟气温度均不高于最大设定值，将检测到的骨料温度、湿度作为输入条件计算，燃烧器油门按比例随冷料配料仓电机转速增大而增大，引风机风门按比例随燃烧器油门增大而增大；
当冷料配料仓电机转速增大至预设产量的80％后，电机转速停止增大，检测此时热骨料温度或烟气温度是否达到最大限值；
若热骨料温度和烟气温度均未达到最大限值，燃烧器油门继续增大，引风机风门按比例增大；
若热骨料温度或烟气温度达到最大限值，燃烧器油门停止增大，引风机风门停止增大。
5.根据权利要求3或4所述的一种控制方法，其特征在于，监控烟气成分并计算CO/CO2比值，通过调节燃烧器风门，生成预设产量的80％-100％下最佳风油比曲线的方法包括：
减小引风机风门，直至除尘负压低于最小限值；
检测烟气中CO、CO2成分并计算CO/CO2比值；
燃烧器风门按设定比例增大，计算CO/CO2比值；
若CO/CO2比值减小，燃烧器风门按设定比例增大直至CO/CO2比值增大，设定最佳风门开度为CO/CO2比值增大前的风门开度；
若CO/CO2比值增大，燃烧器风门按设定比例减小，计算CO/CO2比值；
若比值减小则燃烧器风门继续按设定比例减小直至CO/CO2比值增大，设定最佳风门开度为CO/CO2比值增大前的风门开度，若比值增大则设定最佳风门开度为原开度；
逐步增加实际产量至预设产量的100％；
生成80％-100％产量下的燃烧器最佳风油比曲线。
6.根据权利要求5所述的一种控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
当实际产量小于预设产量的100％，增大冷料配料仓电机转速至增加10％产量，同时燃烧器油门按比例增大；
若烟气温度或热骨料温度低于限值，则继续按比例增大燃烧器油门直至烟气温度或热骨料温度不低于限值，继续检测烟气中CO、CO2成分并计算CO/CO2比值。
7.根据权利要求5所述的一种控制方法，其特征在于，所述设定比例为3％。
8.根据权利要求5至7任一项所述的一种控制方法，其特征在于，采用生成的最佳风油比曲线，监控热骨料温度、配料仓电机转速及冷骨料湿度参数变化的方法包括：
采用生成的最佳风油比曲线工作；
当热骨料温度超出限值时，按比例增大或减小燃烧器油门直至热骨料温度不超出限值；
当冷料配料仓电机转速增大或减小超5％时，按比例增大或减小燃烧器油门且保证热骨料温度不超出限值；
当冷骨料湿度增大或减小超10％时，按比例增大或减小燃烧器油门且保证热骨料温度不超出限值。
9.根据权利要求8所述的一种控制方法，其特征在于，当热骨料温度低于限值时，加大燃烧器油门；当热骨料温度高于限值时，减小燃烧器油门。
10.一种沥青拌和站，其特征在于，所述沥青拌和站配置有如权利要求1或2所述的烘干系统或配置有如权利要求3-9所述的控制方法。
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