CN114593603A - 一种余热回收再利用系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种余热回收再利用系统及其控制方法，属于生产工艺参数控制的技术领域。余热回收再利用系统包括换热器、烧制窑炉、喷雾塔干燥炉、生坯干燥炉、风量调节挡板、风机、以及温度、压力、流量测量元件和变送器等。通过风机将炼制窑炉内高温排烟抽出，经热交换器将高温烟气余热交换给空气，然后将热空气作为喷雾塔干燥炉助燃风和引入生坯干燥炉用于干燥陶瓷生坯，从而减少喷雾塔干燥炉和生坯干燥炉内燃料消耗，达到节约燃料，减少碳排放，提高企业效益的目的。该控制方法用于自动控制余热回收再利用系统的工艺参数，并根据现场生产需要，将排烟中导出的余热合理地分配于喷雾塔干燥炉和生坯干燥炉，实现最佳分配比例，提高热量利用效益。

Description

一种余热回收再利用系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及生产工艺设备技术领域，尤其涉及一种余热回收再利用系统及其控制方法。

背景技术

目前在陶瓷烧制生产过程中因受热交换器效率制约和系统设计缺陷，仅从烧制窑炉中段抽出一少部分已高温烧制陶瓷的烟气，经热交换器换热后，将导出热量送入干燥窑炉干燥生坯，剩余烟气继续在烧制窑炉内烧制陶瓷后，直接排入脱硫塔喷淋降温后对空排放，能源浪费巨大。排入脱硫塔烟气温度较高，回收排烟余热后，用于陶瓷制造过程中浆料和生坯干燥环节，烟气余热回收利用价值巨大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种余热回收再利用系统及其控制方法。

本发明提供如下技术方案：一种余热回收再利用系统，包括换热器、喷雾塔干燥炉、生坯干燥炉、烧制窑炉、第一风机组件、第二风机组件、第一气流管道、第二气流管道、第三气流管道、抽风机、第一温度闭环控制回路、风压闭环控制回路、第二温度闭环控制回路、负压闭环控制回路和风量开环控制回路；

所述第一风机组件的出风口通过管道与所述换热器的空气进口连通，所述换热器的烟气进口与烧制窑炉排烟口连通；所述换热器的热空气出口通过所述第一气流管道分别与所述第二气流管道和所述第三气流管道的进风口连通；

所述第一气流管道上安装有第一温度传感器，所述第三气流管道上安装有第一压力变送器；

所述第二气流管道的出风口通过第一分流支管和第二分流支管分别与所述喷雾塔干燥炉两侧的助燃空气进风口连通，且所述第一分流支管上安装有第一风量调节挡板，所述第二分流支管上安装有第二风量调节挡板；

所述第二风机组件包括第二风机和第三风机；

所述第二风机的出风口通过管道与所述第一分流支管连通，且所述第二风机的出风口位于所述第一风量调节挡板和所述喷雾塔干燥炉的助燃空气进风口之间；

所述第三风机的出风口通过管道与所述第二分流支管连通，且所述第三风机的出风口位于所述第二风量调节挡板和所述喷雾塔干燥炉的助燃空气进风口之间；

所述第三气流管道的出风口与所述生坯干燥炉连通；

所述第三气流管道上设有第一压力变送器、第二流量变送器、第二隔离挡板和第三风量调节挡板；

所述第三风量调节挡板位于所述第三气流管道的进风口与所述第二隔离挡板之间，所述第一压力变送器和第二流量变送器位于所述第三气流管道的进风口与所述第三风量调节挡板之间；

所述喷雾塔干燥炉的燃烧室烟气出口安装有第二压力变送器和第二温度传感器；

所述抽风机的进风口通过管道与所述喷雾塔的烟气出口连通；

所述第一温度闭环控制回路与所述第一风机组件电连接，以控制所述第一风机组件的转速，从而控制第一气流管道内热风温度；

所述风压闭环控制回路分别与所述第一风量调节挡板和所述第二风量调节挡板电连接，以控制述第一风量调节挡板或所述第二风量调节挡板的开度，从而控制第三气流管道内的压力；

所述第二温度闭环控制回路与所述第二风机组件电连接，以控制所述第二风机组件的转速，从而控制喷雾塔干燥炉的燃烧室烟气出口的温度；

所述负压闭环控制回路与所述抽风机电连接，以控制所述抽风机的转速，从而控制喷雾塔干燥炉的燃烧室内压力；

所述风量开环控制回路与所述第三风量调节挡板电连接，以控制第三气流管道内的风量。

在本发明的一些实施例中，所述第一风机组件包括第一风机和至少一台第一备用风机；

所述第一风机和所述第一备用风机分别通过管道与所述换热器的进风口连通；

所述第一温度闭环控制回路包括第一温度传感器、第一PID温度控制器、第一切换组件、第一变频器、第一备用变频器、所述第一风机和所述第一备用风机；

所述第一PID温度控制器的输入信号端口与所述第一温度传感器电连接；

所述第一PID温度控制器的输出信号通过所述第一切换组件分别与所述第一变频器和所述第一备用变频器电连接；

所述第一变频器与所述第一风机电连接，且所述第一备用变频器与所述第一备用风机电连接；

所述第一变频器和所述第一备用变频器分别与动力电源电连接。

进一步地，所述风压闭环控制回路包括第一压力变送器、第二PID控制器、第二切换组件、第一风量调节挡板和第二风量调节挡板；

所述第二PID控制器的输入信号端口与所述第一压力变送器连接；

所述第二PID控制器的输出信号通过所述第二切换组件分别与所述第一风量调节挡板和所述第二风量调节挡板电连接。

进一步地，所述第二温度闭环控制回路包括第二温度传感器、第三PID温度控制器、第三切换组件、第二变频器、第三变频器、所述第二风机和所述第三风机；

所述第三PID温度控制器的输入信号端口与所述第二温度传感器电连接；

所述第三PID温度控制器的输出信号通过所述第三切换组件分别与所述第二变频器和所述第三变频器电连接；

所述第二变频器与所述第二风机电连接，所述第三变频器与所述第三风机电连接；

所述第二变频器和所述第三变频器分别与动力电源电连接。

进一步地，所述负压闭环控制回路包括第二压力变送器、第四PID控制器、第四变频器和抽风机；

所述第四PID控制器的输入信号端口与所述第二压力变送器电连接；

所述第四PID控制器的输出信号通过所述第四变频器与所述抽风机电连接，所述抽风机的进风口通过管道与喷雾干燥塔的排烟口连通；

所述第四变频器与动力电源电连接；

所述风量开环控制回路包括所述第二流量变送器，风量手动控制器和所述第三风量调节挡板；

所述风量手动控制器的输入信号端口与第二流量变送器电连接；

所述风量手动控制器的输出信号与所述第三风量调节挡板电连接。

本发明的一些实施例还提供一种控制方法，包括所述的余热回收再利用系统，还包括：

PID控制器为比例、积分和微分控制器，是P、PI、PD或PID的任一一种组合；

第一PID温度控制器控制器为温度控制器，被调量为第二气流管道内热风温度，调节量为第一风机组件输出风量，风量大小由PID输出信号控制第一风机组件电机频率，调节第一风机组件转速来调节出口风量大小；被调量由第一温度传感器监测；

第二PID控制器为压力控制器，被调量为第二气流管道内热风压力，调节量为第二气流管道内热风流量，流量大小由PID输出信号控制第一风量调节挡板或第二风量调节挡板开度，调节第二气流管道内热风流量大小；被调量由第一压力变送器监测；

第三PID温度控制器为温度控制器，被调量为喷雾塔干燥的燃烧室出口烟温，调节量为第二风机或第三风机出口风量，风量大小由PID输出信号控制第二风机或第三风机频率，调节第二风机或第三风机转速来调节喷雾塔干燥的燃烧室的出口风量大小；被调量由第二温度传感器监测；

第四PID控制器为负压控制器，被调量为喷雾塔干燥炉的燃烧室负压，调节量为喷雾干燥塔排烟流量，排烟流量大小由PID输出信号控制抽风机变频器的输出频率，调节抽风机转速来调节排烟流量大小；被调量由第二压力变送器监测。

进一步地，PID控制器为有差调节器，对被调量和设定值的偏差进行P、I、D运算后，输出相应的控制信号；

PID控制器具有LSP和RSP切换、A/M切换和无扰切换的功能；

LSP和RSP切换：PID控制器的设定值通过控制器上L/R切换按钮在LSP和RSP间切换，当切换至LSP时，在PID控制器上设置LSP值；当切换至RSP时，设定值由远程设定；

A/M切换：PID控制器由自动和手动控制功能，自动和手动控制功能通过PID控制器上A/M切换按钮进行切换，当切换为手动模式时，PID控制器输出通过控制上输出信号增、减按键在PID控制器上手动改变控制器输出；当切换为自动模式时，控制器的输出由PID控制器控制；

无扰切换：PID控制器具有无扰切换功能，手动、自动之间切换时，输出信号相互跟踪，即PID控制器在手动时，PID的输出跟踪手动输出值，切为自动时，PID控制器输出从切换前手动输出值开始调节；PID控制器在自动时，手动输出值跟踪PID输出值，切为手动时，PID控制器输出初始值为切换前PID控制器输出值。

进一步地，根据生坯干燥炉热量需求，通过风量开环控制回路调节第三风量调节挡板的开度，调节进入生坯干燥炉内热风流量，达到调节导入生坯干燥炉热量的目的；

通过第一风量调节挡板或第二风量调节挡板控制第三气流管道内压力稳定，确保进入生坯干燥炉内热风流量和第三风量调节挡板开度成对应关系，从而确保进入生坯干燥炉的热量和风量可控。

进一步地，所述第三PID温度控制器和第二风机或第三风机用于补充经第二气流管道输入喷雾塔干燥炉助燃空气量的不足，从而控制喷雾塔干燥炉燃料燃烧后烟气温度，使烟气温度满足喷雾塔内浆料干燥需要。

进一步地，所述第四PID控制器和抽风机用于控制喷雾塔干燥炉内压力，使喷雾塔干燥炉内维持负压燃烧，确保喷雾塔干燥炉内烟气和热量不外溢，同时及时排出喷雾干燥塔内湿烟气。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明的一些实施例提供的一种余热回收再利用系统的一视角的结构示意图；

图2示出了图1中A部的放大图；

图3示出了本发明的一些实施例提供的一种余热回收再利用系统第一温度闭环控制回路的控制原理图；

图4示出了本发明的一些实施例提供的一种余热回收再利用系统中风压闭环控制回路的控制原理图；

图5示出了本发明的一些实施例提供的一种余热回收再利用系统中第二温度闭环控制回路的控制原理图；

图6示出了本发明的一些实施例提供的一种余热回收再利用系统中负压闭环控制回路的控制原理图；

图7示出了本发明的一些实施例提供的一种余热回收再利用系统中生坯干燥炉中风量的控制原理图；

图8示出了图1中B部的放大图。

主要元件符号说明：

10-换热器；20-喷雾塔干燥炉；30-生坯干燥炉；40-第一风机组件；50-第一气流管道；60-第二气流管道；70-第三气流管道；80-第一温度传感器；90-第一压力变送器；100-第二温度传感器；110-第二压力变送器；40a-第一风机；40b-第一备用风机；120-第一分流支管；130-第二分流支管；140-第一风量调节挡板；150-第二风机组件；151-第二风机；152-第三风机；160-第二风量调节挡板；170-抽风机；180-第一流量变送器；190-第一隔离挡板；200-第二流量变送器；210-第二隔离挡板；220-第三风量调节挡板；230-风量手动控制器；240-第一温度闭环控制回路；241-第一PID温度控制器；242-第一切换组件；243-第一变频器；244-第一备用变频器；250-风压闭环控制回路；251-第二PID控制器；252-第二切换组件；260-第二温度闭环控制回路；261-第三PID温度控制器；262-第三切换组件；263-第二变频器；264-第三变频器；270-负压闭环控制回路；271-第四PID控制器；272-第四变频器；280-烧制窑炉。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、图3、图4、图5和图6所示，本发明的一些实施例提供一种余热回收再利用系统，主要应用于陶瓷行业陶瓷烧制过程产生的烟气中热量的回收和利用，余热回收再利用系统包括换热器10、喷雾塔干燥炉20、生坯干燥炉30、烧制窑炉280、第一风机组件40、第二风机组件150、第一气流管道50、第二气流管道60、第三气流管道70、抽风机170、第一温度闭环控制回路240、风压闭环控制回路250、第二温度闭环控制回路260、负压闭环控制回路270和风量开环控制回路。具体的，换热器10是用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置，是对流传热及热传导的一种工业应用。喷雾塔干燥炉20是一种可以同时完成干燥和造粒的装置，生坯干燥窑炉用于对陶瓷行业中生产陶瓷过程中产生的陶瓷生坯的干燥。

需要说明的是，本发明的一些实施例中所述的换热器10与烧制窑炉280的排烟管道连通。具体的，将换热的烟气进风口与陶瓷烧制过程中燃料燃烧后的排烟管道连通，同时将换热器10的烟气出风口通过管道与脱硫塔连通。

这里所说的排烟管道是烧制窑炉280尾部排烟管道，通过流经换热器10空气管道的冷风空气将排烟管道内烟气的热量导出，用于提高喷雾塔干燥炉20燃料燃烧助燃风初温，同时将热空气导入生坯干燥炉30，用陶瓷生坯的干燥，从而达到节约燃料，降低排放，提高企业效益的目的。

其中，所述第一风机组件40的出风口通过管道与所述换热器10的进风口连通，所述换热器10的空气出口通过第一气流管道50分别与所述第二气流管道60的进风口和所述第三气流管道70的进风口连通。即换热器10的空气出口与第一气流管道50的空气进口连通，第一气流管道50的空气出口分别与所述第二气流管道60的进风口和所述第三气流管道70的进风口连通。

在所述第一气流管道50上安装有第一温度传感器80。可以理解的是，通过第一温度传感器80监测第一气流管道50内热风空气的温度，即通过换热器10出风口排出的空气的温度。

同时，将所述第二气流管道60的出风口通过第一分流支管120和第二分流支管130分别与所述喷雾塔干燥炉20两侧的助燃空气进风口连通，且所述第一分流支管120上安装有第一风量调节挡板140，所述第二分流支管130上安装有第二风量调节挡板160，并通过控制第一风量调节挡板140的开度，以调节流经第一分流支管120流入喷雾塔干燥炉20的气体的流量，或通过控制第二风量调节挡板160的开度，以调节流经第二分流支管130道流入喷雾塔干燥炉20的气体的流量。

在本发明的一些实施例中，所述第二风机组件150包括第二风机151和第三风机152。

其中，所述第二风机151的出风口通过管道与所述第一分流支管120连通，且所述第二风机151的出风口位于所述第一风量调节挡板140和所述喷雾塔干燥炉20的助燃空气进风口之间。

另外，所述第三风机152的出风口通过管道与所述第二分流支管130连通，且所述第三风机152的出风口位于所述第二风量调节挡板160和所述喷雾塔干燥炉20的助燃空气进风口之间。

需要说明的是，第二风机151和第三风机152用于调节进入至喷雾塔干燥炉20的冷风空气的流量，从而调节喷雾塔干燥炉20燃烧室烟气出口温度，以满足喷雾塔干燥炉20内浆料干燥需要。

另外，第二风机151和第三风机152作为第一分流支管120和第二分流支管130内助燃风量的补充，当第一分流支管120和第二分流支管130内助燃风量不足以支持所需燃料燃烧风量时(喷雾塔干燥炉20燃烧室出口温度低)，可通过调节第二风机151和第三风机152负荷，补充不足的助燃风量。

另外，所述第三气流管道70的出风口与所述生坯干燥炉30连通。可以理解的是，由第一气流管道50排出的高温热风可通过第三气流管道70流入至生坯干燥炉30。

同时，在所述喷雾塔干燥炉20的燃烧室烟气出口安装有第二压力变送器110和第二温度传感器100，用于通过第二压力变送器110监测喷雾塔干燥炉20燃烧室烟气出口的压力，同时通过第二温度传感器100监测喷雾塔干燥炉20燃烧室烟气出口的温度。

需要说明的是，压力变送器是一种将压力转换成电信号的设备，它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力转变成标准的电信号(如4～20mADC等)输出，以供给远方指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表，对被监测压力进行测量、指示和过程调节。

通过将所述抽风机170的进风口通过管道与所述喷雾塔干燥炉20的烟气出口连通，用于通过抽风机170调节喷雾塔干燥炉20的燃烧室内的压力，提高喷雾塔干燥炉20的燃烧室内的压力的稳定性。

在本发明的一些实施例中，所述第二气流管道60上设有第一隔离挡板190和第一流量变送器180，所述第一流量变送器180位于所述第一隔离挡板190和所述第二气流管道60的进风口之间。可以理解的是，通过第一流量变送器180监测流经第二气流管道60中热空气的流量。

需要说明的是，当第一隔离挡板190关闭时，第二气流管道60内无气体流向喷雾塔干燥炉20。

当第一隔离挡板190打开时，第一气流管道50内的气体才可经第二气流管道60流入喷雾塔干燥炉20。

其中，在所述第三气流管道70上设有第二流量变送器200、第二隔离挡板210、第一压力变送器90和第三风量调节挡板220，所述第三风量调节挡板220位于所述第三气流管道70的进风口与所述第二隔离挡板210之间，所述第二流量变送器200和第一压力变送器90位于所述第三气流管道70的进风口与所述第三风量调节挡板220之间。

具体的，当第二隔离挡板210关闭时，第三气流管道70内无气体流入生坯干燥炉30。

当第二隔离挡板210打开时，第一气流管道50内的气体才可经第三气流管道70流入生坯干燥炉30，并可通过调节第三风量调节挡板220的开度调节第三气流通道内空气流量。

需要说明的是，所述第一温度闭环控制回路240与所述第一风机组件40电连接，以控制所述第一风机组件40的转速，从而控制第一气流管道50内热风温度。

其中，所述风压闭环控制回路250分别与所述第一风量调节挡板140和所述第二风量调节挡板160电连接，通过控制述第一风量调节挡板140或所述第二风量调节挡板160的开度，调节第二气流管道内的风量，达到调节第三气流管道70内的压力。

另外，所述第二温度闭环控制回路260与所述第二风机组件150电连接，以控制所述第二风机组件150的转速，调节进入喷雾塔干燥炉20的助燃空气量，从而调节喷雾塔干燥炉20的燃烧室出口烟气温度。

同时，所述负压闭环控制回路270与所述抽风机170电连接，以控制所述抽风机170的转速，调节喷雾塔干燥炉20排烟量，从而控制喷雾塔干燥炉20燃烧室内压力。

在本发明的一些实施例中，所述风量开环控制回路包括所述第二流量变送器200，风量手动控制器230和所述第三风量调节挡板220。所述风量手动控制器230的输入信号端口与所述第二流量变送器200电连接，所述风量手动控制器230的输出信号与所述第三风量调节挡板220电连接。

可以理解的是，可通过风量手动控制器230控制第三风量调节挡板220的开度，从而调节经第三气流管道70流向的气体的流量。

如图1和图2所示，在本发明的一些实施例中，所述第一风机组件40包括第一风机40a和至少一台第一备用风机40b。可以理解的是，所述第一风机组件40包括第一风机40a和一台第一备用风机40b。或所述第一风机组件40包括第一风机40a和多台第一备用风机40b，其中第一备用风机40b的数量可以是两台或两台以上任意数值的台数，可根据实际情况具体设定。

具体的，在本发明的一些实施例中，所述第一风机组件40包括第一风机40a和一台第一备用风机40b，两台风机一用一备，互为备用。需要说明的是，当运行风机出现故障时，可切换至备用风机运行，从而提高第一风机组件40在工作过程中的稳定性和安全性。

其中，所述第一风机40a和所述第一备用风机40b分别通过管道与所述换热器10的进风口连通，使得冷风空气经第一风机40a或第一备用风机40b通过管道经换热器10的进风口进入至换热器10内，进入换热器10内的冷风空气经换热器10内高温烟气加热后形成热风空气，从换热器10的出风口流入至第一气流通道，并可通过调节第一风机40a的运行负荷，调节进入换热器10风量，从而调节换热器10出风口的风温。如图1、图3所示，在本发明的一些实施例中，所述第一温度闭环控制回路240包括第一温度传感器80、第一PID温度控制器241、第一切换组件242、第一变频器243、第一备用变频器244、所述第一风机40a和所述第一备用风机40b。

其中，所述第一PID温度控制器241的输入信号端口与所述第一温度传感器80电连接，同时将所述第一PID温度控制器241的输出信号通过所述第一切换组件242分别与所述第一变频器243和所述第一备用变频器244电连接。

另外，所述第一变频器243与所述第一风机40a电连接，并通过第一变频器243调节第一风机40a的电源频率，且所述第一备用变频器244与所述第一备用风机40b电连接，同时通过第一备用变频器244调节第一备用风机40b的电源频率，所述第一变频器243和所述第一备用变频器244分别与动力电源电连接。

具体的，通过第一温度传感器80实时监测第一气流管道50内的气体温度，并将监测的温度值通过信号发送至第一PID温度控制器241，由第一PID温度控制器241接收温度值信号进行PID运算，第一PID温度控制器241依据运算结果控制第一变频器243或第一备用变频器244输出电源的频率，以调节第一风机40a或第一备用风机40b的转速，达到调节第一气流管道50内气体温度的目的。

如图1、图4所示，在本发明的一些实施例中，所述风压闭环控制回路250包括第一压力变送器90、第二PID控制器251、第二切换组件252、第一风量调节挡板140和第二风量调节挡板160。

其中，所述第二PID控制器251的输入信号端口与所述第一压力变送器90连接，所述第二PID控制器251的输出信号通过所述第二切换组件252分别与所述第一风量调节挡板140和所述第二风量调节挡板160电连接，并通过第二切换组件252调节第一风量调节挡板140或第二风量调节挡板160的开度，通过调节第二气流管道内空气流量调节第三气流管道70内的压力。

具体的，通过所述第一压力变送器90实时监测第三气流管道70内的压力，并将监测的压力值通过信号发送至所述第二PID控制器251，由第二PID控制器251接收压力值信号进行PID运算，第二PID控制器251依据运算结果控制第一风量调节挡板140或第二风量调节挡板160的开度。

如图1、图5所示，在本发明的一些实施例中，所述第二温度闭环控制回路260包括第三PID温度控制器261、第三切换组件262、第二变频器263、第三变频器264、所述第二风机151和所述第三风机152。

其中，所述第三PID温度控制器261输入信号端口与所述第二温度传感器100连接，所述第三PID温度控制器261输出信号通过所述第三切换组件262分别与所述第二变频器263和所述第三变频器264电连接，所述第二变频器263与所述第二风机151电连接，并通过第二变频器263调节第二风机151的电源频率，所述第三变频器264与所述第三风机152电连接，同时通过第三变频器264调节第三风机152的电源频率。

另外，所述第二变频器263和所述第三变频器264分别与动力电源电连接。

通过所述第二温度传感器100将监测的温度信号发送至所述第三PID温度控制器261，由第三PID温度控制器接收温度值信号进行PID运算，运算结果控制第二变频器263或第三变频器264输出电源频率，从而控制第二风机151和第三风机152的电源频率，以调节第二风机151或第三风机152的转速，达到调节助燃烧风量的目的。

如图1、图6所示，在本发明的一些实施例中，所述负压闭环控制回路270包括第二压力变送器110、第四PID控制器271、第四变频器272和抽风机170。

其中，所述第四PID控制器271输入信号端口与所述第二压力变送器110电连接，所述第四PID控制器271输出信号通过所述第四变频器272与所述抽风机170电连接，所述第四变频器272与动力电源电连接。所述抽风机170的进风口通过管道与喷雾干燥塔的排烟口连通。

通过所述第二压力变送器110将监测的压力信号发送至所述第四PID温度控制器，由第四PID控制器271接收压力值信号进行PID运算，运算结果控制第四变频器272的输出电源频率，调节抽风机170的转速，从而调节调节喷雾塔干燥炉的排烟量，达到调节干燥炉内压力的目的。

如图1至图8所示，本发明的一些实施例还提供一种控制方法，上述任意一项实施例中所述的余热回收再利用系统，包括如下内容：

PID控制器为比例、积分和微分控制器，是P(proportion)、PI(proportionintegral)、PD(proportion derivative)或PID(proportion integral derivative)的任一组合。

需要说明的是，第一PID温度控制器241控制器为温度控制器，被调量为第一气流管道50内热风温度，调节量为第一风机组件40输出风量，风量大小由PID输出信号控制第一风机组件40电机转速，调节机机出口风量大小，从而调节温度；第一PID温度控制器241的被调量由第一温度传感器80监测。

具体的，当第一温度传感器80监测到第一气流管道50内热风温度值大于或小于设定温度时，由第一PID温度控制器241通过偏差信号的大小、方向和变化速度，通过PID运算，自动调节第一PID温度控制器241输出信号的大小、方向和增减速度，从而调节第一变频器243或第一备用变频器244输出电源频率，控制第一风机40a和第一备用风机40b的转速，从而调节第一气流管道50内热空气流量，使第一气流管道内热空气温度维持在第一PID温度控制器241的设定值。

当第一温度传感器80监测到第一气流管道50内热风温度等于第一PID温度控制器241的设定温度值时，控制器输出信号维持不变，第一风机组件40电机频率不变、转速不变、第一气流管道50内风量不变，因此温度维持不变；当因烟气流量减少，或烟温降低时，第一温度传感器80监测到第一气流管道50内热风温度值小于设定温度值时，第一PID温度控制器241根据测量值和设定值偏差的大小和变化速度，自动减小第一PID控制器输出信号，降低第一变频器243和第一备用变频器244输出电源频率，从而降低第一风机组件40电机转速，减小第一气流管道50内空气流量，使第一气流管道50内热空气温度维持在设定值；当因烟气流量增大，或烟温升高时，则第一PID控制器的输出、变频器电源输出频率、电机转速、风量变化相反。

其中，第二PID控制器251为压力控制器，被调量为第三气流管道70内热风压力，调节量为第二气流管道60内热风流量，流量大小由PID输出信号控制第一风量调节挡板140或第二风量调节挡板160开度，调节第二气流管道60内热风流量大小，从而维持第三气流管道70内热风压力在设定压力；第二PID控制器251的被调量由第一压力变送器90监测。

当第一压力变送器90监测到第三气流管道70内压力等于第二PID控制器251的设定温度值时，控制器输出信号维持不变，第一风量调节挡板140和第二风量调节挡板160开度不变，第二气流管道60内风量不变，因此第二气流管道内压力维持不变；当第一风机组件40的转速降低，或第三风量调节挡板220开度增大时，第一压力变送器90监测到第三气流管道70内热风压力小于设定压力时，第二PID控制器251根据测量值和设定值偏差的大小和变化速度，自动减小第二PID控制器251输出信号，减小第一风量调节挡板140或第二风量调节挡板160的开度，从而减小第二气流管道60内空气流量，使第三气流管道70内热空气压力维持在设定值；当第一风机组件40的转速升高，或第三风量调节挡板220开度减小时，则增大第二PID控制器251的输出、第一风量调节挡板140或第二风量调节挡板160的开度变化相反。

另外，第三PID温度控制器261为温度控制器，被调量为喷雾塔干燥炉20燃烧室出口烟温，调节量为第二风机151或第三风机152出口风量，风量大小由第三PID温度控制器261的输出信号控制第二变频器263或第三变频器264输出电源频率，从而控制第二风机151或第三风机152转速来调节补充助燃风量大小，达到调节喷雾塔干燥炉20燃烧室出口烟温的目的；第三PID温度控制器261的被调量由第二温度传感器100监测。

具体的，当第二温度传感器100监测喷雾塔干燥炉20燃烧室出口烟温等于第三PID温度控制器261的设定温度值时，控制器输出信号维持不变，第二变频器263和第三变频器264输出电源频率不变，第二风机151和第三风机152转速不变，喷雾塔干燥炉20燃烧室助燃补充风量不变，从而维持喷雾塔干燥炉20燃烧室出口烟温不变；当第一风量调节挡板140或第二风量调节挡板160开度减小，进入喷雾塔干燥炉20助燃热风量减小时，第二温度传感器100监测到喷雾塔干燥炉20燃烧室出口烟温小于设定温度时，第三PID温度控制器261根据测量值和设定值偏差的大小和变化速度，自动增大第三PID温度控制器261输出信号，升高第二变频器263和第三变频器264输出电源频率，提高第二风机151和第三风机152转速，增大喷雾塔干燥炉20燃烧室助燃补充风量，从而维持喷雾塔干燥炉20燃烧室出口烟温；当第一风量调节挡板140或第二风量调节挡板160开度增大，进入喷雾塔干燥炉20助燃热风量增大时，则减小第三PID温度控制器261的输出、第二变频器263和第三变频器264输出电源频率，第二风机151和第三风机152转速、进入喷雾塔干燥炉20燃烧室助燃补充风量变化相反。

另外，第四PID控制器271为负压控制器，被调量为喷雾塔干燥炉20燃烧室内压力，调节量为喷雾干燥塔排烟流量，排烟流量大小由PID输出信号控制第四变频器272输出的电源频率，调节抽风机170转速来调节排烟流量大小；第四PID控制器271的被调量由第二压力变送器110监测。

具体的，当第二压力变送器110监测喷雾塔干燥炉20燃烧室出口压力等于第四PID控制器271的设定压力值时，控制器输出信号维持不变，第四变频器272输出电源频率不变，抽风机170转速不变，喷雾塔干燥炉排烟流量不变，保持喷雾塔干燥炉20燃烧室出口压力在设定值；第二风机151或第三风机152转速升高，或第一风量调节挡板140或第二风量调节挡板160开度增大，进入喷雾塔干燥炉20燃烧室内助燃空气流量增大时，第二压力变送器110监测到喷雾塔干燥炉20燃烧室出口压力升高，第四PID控制器271根据测量值和设定值偏差的大小和变化速度，自动增大第四PID控制器271输出信号，升高第四变频器272输出电源频率，提高抽风机170转速，增大喷雾塔干燥炉20排烟量，从而维持喷雾塔干燥炉20燃烧室出口压力不变；第二风机151或第三风机152转速降低，或第一风量调节挡板140或第二风量调节挡板160开度减小，进入喷雾塔干燥炉20燃烧室内助燃空气流量减小时，则第二压力变送器110监测到喷雾塔干燥炉20燃烧室出口压力降低，第四PID控制器271输出信号，第四变频器272输出电源频率，抽风机170转速，喷雾塔干燥炉20排烟变化则相反。

需要说明的是，PID控制器为有差调节器，对被调量和设定值的偏差进行P(proportion，比例)、I(integral，积分)、D(derivative，微分)运算后，输出相应的控制信号。

控制器具有LSP和RSP切换、A/M(Automatic/Manual)切换和无扰切换的功能：

LSP和RSP切换：PID控制器的设定值通过控制器上L/R(LSP/RSP)切换按钮在LSP和RSP间切换，当切换至LSP(local setpoint，就地设定值)时，在控制器上设置LSP值；当切换至RSP(remote setpoint，远程设定值)时，设定值由远程设定；

A/M(Automatic/Manual)切换：PID控制器由自动和手动控制功能，自动和手动控制功能通过控制器上A/M切换按钮进行切换，当切换为手动模式时，控制器输出通过控制上输出信号增、减按键在控制器上手动改变控制器输出；当切换为自动模式时，控制器的输出由PID控制器控制。

无扰切换：PID控制器具有无扰切换功能，手动、自动之间切换时，输出信号相互跟踪，即控制器在手动时，PID的输出跟踪手动输出值，切为自动时，PID控制器输出从切换前手动输出值开始调节；控制器在自动时，手动输出值跟踪PID输出值，切为手动时，控制器输出初始值为切换前PID控制器输出值。

如图1和图3所示，在本发明的一些实施例中，根据生坯干燥炉30生产需求温度，通过所述第一温度闭环控制回路240调节第一风机组件40转速，从而调节第一气流管道50内空气流量，达到调节第一气流管道50内热空气温度的目的。

另外，通过所述风压闭环控制回路250控制第三气流管道70内压力稳定，确保进入生坯干燥炉30内热风流量和第三风量调节挡板220开度成对应关系，从而确保进入生坯干燥炉30的热量和风量由第三风量调节挡板220控制。

如图1和图5所示，在本发明的一些实施例中，所述第二温度闭环控制回路260控制第二风机151或第三风机152风机转速，调节喷雾塔干燥炉20助燃空气量，补充经第二气流管道60输入喷雾塔干燥炉20助燃空气量的不足，从而调节喷雾塔干燥炉20燃料燃烧后烟气温度，使烟气温度满足喷雾塔内浆料干燥。

如图1和图6所示，在本发明的一些实施例中，所述负压闭环控制回路270用于控制喷雾塔干燥炉20内压力，使喷雾塔干燥炉20内维持负压燃烧，确保喷雾塔干燥炉20内烟气和热量不外溢，同时及时排出喷雾干燥塔内湿烟气，降低内部烟气湿度，维持喷雾塔内负压，更有利于浆料内水分的汽化。

其中，通过风量开环控制回路调节第三风量调节挡板220的开度，从而调节进入生坯干燥炉30内热风流量。

具体的，根据生产需要当需要增大流入生坯干燥炉30热风量时，通过风量开环控制回路内风量手动控制器230，增大第三风量调节挡板220的开度，增大进入生坯干燥炉30内热风流量；当需要减小流入生坯干燥炉30热风量时，通过风量开环控制回路内风量手动控制器230，减小第三风量调节挡板220的开度，减小进入生坯干燥炉30内热风流量。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种余热回收再利用系统，其特征在于，包括换热器、喷雾塔干燥炉、生坯干燥炉、烧制窑炉、第一风机组件、第二风机组件、第一气流管道、第二气流管道、第三气流管道、抽风机、第一温度闭环控制回路、风压闭环控制回路、第二温度闭环控制回路、负压闭环控制回路和风量开环控制回路；

所述第一风机组件的出风口通过管道与所述换热器的空气进口连通，所述换热器的烟气进口与烧制窑炉排烟口连通；所述换热器的热空气出口通过所述第一气流管道分别与所述第二气流管道和所述第三气流管道的进风口连通；

所述第一气流管道上安装有第一温度传感器，所述第三气流管道上安装有第一压力变送器；

所述第二气流管道的出风口通过第一分流支管和第二分流支管分别与所述喷雾塔干燥炉两侧的助燃空气进风口连通，且所述第一分流支管上安装有第一风量调节挡板，所述第二分流支管上安装有第二风量调节挡板；

所述第二风机组件包括第二风机和第三风机；

所述第二风机的出风口通过管道与所述第一分流支管连通，且所述第二风机的出风口位于所述第一风量调节挡板和所述喷雾塔干燥炉的助燃空气进风口之间；

所述第三风机的出风口通过管道与所述第二分流支管连通，且所述第三风机的出风口位于所述第二风量调节挡板和所述喷雾塔干燥炉的助燃空气进风口之间；

所述第三气流管道的出风口与所述生坯干燥炉连通；

所述第三气流管道上设有第一压力变送器、第二流量变送器、第二隔离挡板和第三风量调节挡板；

所述第三风量调节挡板位于所述第三气流管道的进风口与所述第二隔离挡板之间，所述第一压力变送器和第二流量变送器位于所述第三气流管道的进风口与所述第三风量调节挡板之间；

所述喷雾塔干燥炉的燃烧室烟气出口安装有第二压力变送器和第二温度传感器；

所述抽风机的进风口通过管道与所述喷雾塔的烟气出口连通；

所述第一温度闭环控制回路与所述第一风机组件电连接，以控制所述第一风机组件的转速，从而控制第一气流管道内热风温度；

所述风压闭环控制回路分别与所述第一风量调节挡板和所述第二风量调节挡板电连接，以控制述第一风量调节挡板或所述第二风量调节挡板的开度，从而控制第三气流管道内的压力；

所述第二温度闭环控制回路与所述第二风机组件电连接，以控制所述第二风机组件的转速，从而控制喷雾塔干燥炉的燃烧室烟气出口的温度；

所述负压闭环控制回路与所述抽风机电连接，以控制所述抽风机的转速，从而控制喷雾塔干燥炉的燃烧室内压力；

所述风量开环控制回路与所述第三风量调节挡板电连接，以控制第三气流管道内的风量。

2.根据权利要求1所述的余热回收再利用系统，其特征在于，所述第一风机组件包括第一风机和至少一台第一备用风机；

所述第一风机和所述第一备用风机分别通过管道与所述换热器的进风口连通；

所述第一温度闭环控制回路包括第一温度传感器、第一PID温度控制器、第一切换组件、第一变频器、第一备用变频器、所述第一风机和所述第一备用风机；

所述第一PID温度控制器的输入信号端口与所述第一温度传感器电连接；

所述第一PID温度控制器的输出信号通过所述第一切换组件分别与所述第一变频器和所述第一备用变频器电连接；

所述第一变频器与所述第一风机电连接，且所述第一备用变频器与所述第一备用风机电连接；

所述第一变频器和所述第一备用变频器分别与动力电源电连接。

3.根据权利要求1所述的余热回收再利用系统，其特征在于，所述风压闭环控制回路包括第一压力变送器、第二PID控制器、第二切换组件、第一风量调节挡板和第二风量调节挡板；

所述第二PID控制器的输入信号端口与所述第一压力变送器连接；

所述第二PID控制器的输出信号通过所述第二切换组件分别与所述第一风量调节挡板和所述第二风量调节挡板电连接。

4.根据权利要求1所述的余热回收再利用系统，其特征在于，所述第二温度闭环控制回路包括第二温度传感器、第三PID温度控制器、第三切换组件、第二变频器、第三变频器、所述第二风机和所述第三风机；

所述第三PID温度控制器的输入信号端口与所述第二温度传感器电连接；

所述第三PID温度控制器的输出信号通过所述第三切换组件分别与所述第二变频器和所述第三变频器电连接；

所述第二变频器与所述第二风机电连接，所述第三变频器与所述第三风机电连接；

所述第二变频器和所述第三变频器分别与动力电源电连接。

5.根据权利要求1所述的余热回收再利用系统，其特征在于，所述负压闭环控制回路包括第二压力变送器、第四PID控制器、第四变频器和抽风机；

所述第四PID控制器的输入信号端口与所述第二压力变送器电连接；

所述第四PID控制器的输出信号通过所述第四变频器与所述抽风机电连接，所述抽风机的进风口通过管道与喷雾干燥塔的排烟口连通；

所述第四变频器与动力电源电连接；

所述风量开环控制回路包括所述第二流量变送器，风量手动控制器和所述第三风量调节挡板；

所述风量手动控制器的输入信号端口与第二流量变送器电连接；

所述风量手动控制器的输出信号与所述第三风量调节挡板电连接。

6.一种控制方法，其特征在于，包括权利要求1至5中任意一项所述的余热回收再利用系统，还包括：

PID控制器为比例、积分和微分控制器，是P、PI、PD或PID的任一一种组合；

第一PID温度控制器控制器为温度控制器，被调量为第二气流管道内热风温度，调节量为第一风机组件输出风量，风量大小由PID输出信号控制第一风机组件电机频率，调节第一风机组件转速来调节出口风量大小；被调量由第一温度传感器监测；

第二PID控制器为压力控制器，被调量为第二气流管道内热风压力，调节量为第二气流管道内热风流量，流量大小由PID输出信号控制第一风量调节挡板或第二风量调节挡板开度，调节第二气流管道内热风流量大小；被调量由第一压力变送器监测；

第三PID温度控制器为温度控制器，被调量为喷雾塔干燥的燃烧室出口烟温，调节量为第二风机或第三风机出口风量，风量大小由PID输出信号控制第二风机或第三风机频率，调节第二风机或第三风机转速来调节喷雾塔干燥的燃烧室的出口风量大小；被调量由第二温度传感器监测；

第四PID控制器为负压控制器，被调量为喷雾塔干燥炉的燃烧室负压，调节量为喷雾干燥塔排烟流量，排烟流量大小由PID输出信号控制抽风机变频器的输出频率，调节抽风机转速来调节排烟流量大小；被调量由第二压力变送器监测。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，PID控制器为有差调节器，对被调量和设定值的偏差进行P、I、D运算后，输出相应的控制信号；

PID控制器具有LSP和RSP切换、A/M切换和无扰切换的功能；

LSP和RSP切换：PID控制器的设定值通过控制器上L/R切换按钮在LSP和RSP间切换，当切换至LSP时，在PID控制器上设置LSP值；当切换至RSP时，设定值由远程设定；

A/M切换：PID控制器由自动和手动控制功能，自动和手动控制功能通过PID控制器上A/M切换按钮进行切换，当切换为手动模式时，PID控制器输出通过控制上输出信号增、减按键在PID控制器上手动改变控制器输出；当切换为自动模式时，控制器的输出由PID控制器控制；

无扰切换：PID控制器具有无扰切换功能，手动、自动之间切换时，输出信号相互跟踪，即PID控制器在手动时，PID的输出跟踪手动输出值，切为自动时，PID控制器输出从切换前手动输出值开始调节；PID控制器在自动时，手动输出值跟踪PID输出值，切为手动时，PID控制器输出初始值为切换前PID控制器输出值。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，根据生坯干燥炉热量需求，通过风量开环控制回路调节第三风量调节挡板的开度，调节进入生坯干燥炉内热风流量，达到调节导入生坯干燥炉热量的目的；

通过第一风量调节挡板或第二风量调节挡板控制第三气流管道内压力稳定，确保进入生坯干燥炉内热风流量和第三风量调节挡板开度成对应关系，从而确保进入生坯干燥炉的热量和风量可控。

9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述第三PID温度控制器和第二风机或第三风机用于补充经第二气流管道输入喷雾塔干燥炉助燃空气量的不足，从而控制喷雾塔干燥炉燃料燃烧后烟气温度，使烟气温度满足喷雾塔内浆料干燥需要。

10.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述第四PID控制器和抽风机用于控制喷雾塔干燥炉内压力，使喷雾塔干燥炉内维持负压燃烧，确保喷雾塔干燥炉内烟气和热量不外溢，同时及时排出喷雾干燥塔内湿烟气。

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