CN204694090U - 环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置，包括安装在换热器上的第一管道、第二管道、控制单元，换热器通过第一管道连通废气下降管，废气下降管与主排烟风机连接，第一管道上设有第一调节阀门，第一管道上位于第一调节阀门前方设置第二管道，第二管道的输入端设有第二调节阀门，输出端设有余热风机，余热风机通过输送管道与用户管路连接，第二管道上设置流量孔板、压力变送器和温度变送器。本实用新型设计合理，构思巧妙，装置以环形套筒窑的下燃烧室负压为调节依据，通过控制单元，实时调节环形套筒窑生产与用户烟气余热利用状况之间的平衡，保证环形套筒窑换热器后烟气余热的合理高效利用。

Description

环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种环形套筒窑烟气余热利用的控制装置，尤其是一种环形套筒窑换热器后烟气余热利用自动调节的控制装置，属于热工控制技术领域。

背景技术

随着能源供应的日趋紧张及环境污染的日益严重，企业不断的探索能源合理高效利用的途径。如图1所示，环形套筒窑由于其自身的特点，决定了窑内烟气的两路排出途径：途径一为烟气经上内套筒1的内部空间通过管道2进入换热器3，温度降低后通过管道4进入废气下降管5，并在管道4上设置自动调节阀门6；路径二为烟气经上内套筒1与窑壳7之间的环形料层，通过管道进入废气下降管5。这两路烟气在废气下降管5内混合，由主排烟风机8排除。其中路径一的烟气具有流量小，温度高的特点，直接排放意味着巨大的能源浪费，因此是环形套筒窑节能技术发展的重点利用对象之一。

据申请人了解，现有的环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置配备了一台余热风机9，将此部分的烟气通过管道10送至用户点。在管道10上安装有开关量阀门11，与开关量阀门12配合，控制烟气的流动方向。这种控制装置存在以下弊端：第一，当环形套筒窑的生产状况发生变化时，流经路径二的烟气流量也会随之变化，但是控制装置不能实时响应，实现与环形套筒窑联锁控制；第二，当环形套筒窑换热器后的烟气温度、压力与用户需求不一致时，控制装置不能调节，实现与用户点的连锁控制。                                                                                                                                                                                                                               

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置，不仅可以保证环形套筒窑生产状况与用户对烟气余热需求状况之间的平衡，还能实现环形套筒窑换热器后烟气余热利用的合理高效。

为了达到以上目的，本实用新型的环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置，包括安装在换热器上的第一管道、第二管道、控制单元，换热器通过第一管道连通废气下降管，废气下降管与主排烟风机连接，在第一管道上设有第一调节阀门；第一管道上位于第一调节阀门前方设置第二管道，所述第二管道的输入端设有第二调节阀门，输出端设有余热风机，余热风机通过输送管道与用户管路连接，第二管道上靠近余热风机一侧设置流量孔板、压力变送器和温度变送器。

这样，环形套筒窑换热器后的烟气有两处流通路径：路径一为烟气通过第一管道进入废气下降管，然后通过主排烟风机提供的动力排出；路径二为烟气进入第二管道，利用余热风机提供的动力，通过输送管道送至烟气余热用户点。

优选的，在余热风机的出口设有调节型阀门，调节型阀门与控制单元的输出端连接。

优选的，第二管道上位于第二调节阀门与余热风机之间设有冷风管道，冷风管道上设有第三调节阀门，第三调节阀门与控制单元的输出端连接。环形套筒窑的下燃烧室内设有压力变送器，该控制装置以环形套筒窑的下燃烧室负压为调节依据，同时余热风机以环形套筒窑的下燃烧室负压为运行依据。

优选的，流量孔板、压力变送器、温度变送器和下燃烧室的压力变送器分别与控制单元的信号输入端连接，控制单元的输出端分别与第一调节阀门、第二调节阀门、第三调节阀门和主排烟风机以及余热风机连接。控制单元为可编程逻辑控制器（PLC）。

优选的，第一管道上位于第一调节阀门的前方设有三通管，第一管道通过三通管与第二管道连接。

优选的，第二管道上位于第二调节阀门与余热风机之间设有三通管，第二管道通过三通管与冷风管道连接。优选的，主排烟风机和余热风机均采用变频电机，且所述主排烟风机和余热风机上配置变频器；第一、第二、第三调节阀门均采用流量调节型阀门。

本实用新型的优点是：设计合理，构思巧妙，以环形套筒窑的下燃烧室负压为调节依据，通过控制单元，实时调节环形套筒窑生产与用户烟气余热利用状况之间的平衡，保证环形套筒窑换热器后烟气余热的合理高效利用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为现有环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置的系统图。

图2为本实施例环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置的系统图。

图3为本实施例环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置的流程图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的单座600TPD环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置，其流程如图2所示，包括控制单元PLC和安装在换热器3上的第一管道4，第一管道4连通换热器3和废气下降管5，废气下降管5与主排烟风机8连接，可将烟气送至后续工段。第一管道4上设有第一调节阀门12（FCV01），第一管道4上位于第一调节阀门12前方还设有三通管，第一管道4通过三通管连接第二管道10，第二管道10的输入端设有第二调节阀门13（FCV02），输出端设有余热风机9，余热风机9的出口设有调节型阀门，余热风机9通过输送管道与用户管路连接，第二管道10上靠近余热风机9设置流量孔板14（FE01）、压力变送器16(PT01)和温度变送器15(TE01)，另外在第二管道10上位于第二调节阀门13与余热风机9之间设有冷风管道17，冷风管道17可向第二管道10输送冷气，便于平衡环形套筒窑换热器后烟气的温度和用户所需烟气的温度，冷风管道17上设有第三调节阀门18(FCV03)。另外，控制单元的信号输入端分别与流量孔板14、压力变送器16和温度变送器15连接，用于检测管路内的温度、压力和流量，控制单元的控制输出端分别与第一调节阀门12、第二调节阀门13、第三调节阀门18、调节型阀门11和主排烟风机8以及余热风机9连接。

主排烟风机8和余热风机9均采用变频调节，同时配置相应的变频器，当环形套筒窑的生产状况发生变化时，风机能根据变化实时响应；阀门均采用流量调节型，通过控制单元PLC可实现自动调节功能，便于烟气在第一管道4和第二管道10之间调整分配，最终达到用户对烟气余热利用的最大化。

如图3所示，余热风机9的频率与燃烧室的负压通过PLC进行连锁，通过安装在下燃烧室附近的压力变送器检测燃烧室的负压是否正常，当燃烧室的负压大于正常值，控制单元控制第二调节阀门13增加开度，若上述调节未达到效果，余热风机9提高频率，使燃烧室的负压趋于正常；当燃烧室的负压小于正常值，控制单元控制第一调节阀门12减小开度，若上述调节未达到效果，主排烟风机8降低频率，使燃烧室的负压趋于正常。燃烧室负压正常时，控制单元通过温度变送器15检测第二管道10内温度是否高于用户需求，若温度变送器15显示的温度值高于用户需求，控制单元控制第三调节阀门18增加开度，通过冷风管道17向第二管道10掺冷风，使第二管道10内的温度趋于用户需求。然后控制单元根据下面公式计算供给用户的烟气中所含的余热热量W（kJ/h）：W=Q×C×T，其中Q为供给用户的烟气流量（Nm³/h），是流量孔板14显示的数值，C为烟气温度对应的比热（kJ/ Nm³·℃），可通过查阅《工业炉设计手册》获得，T为烟气的温度（℃），是温度变送器15显示的数值。控制单元将计算得出的烟气所含余热热量W值与用户需求的热量进行比较，若W值高于用户需求的热量，控制单元控制第一调节阀门12增加开度，主排烟风机8提高频率，同时控制第二调节阀门13减小开度，余热风机9降低频率，将符合用户需求的烟气供给用户使用。另外，当环形套筒窑换热器后烟气余热的热量达到最大利用时，W值仍小于用户需求的热量，此时可使用其他热源做补充。当环形套筒窑暂停生产或控制装置出现故障时，可关闭余热风机9出口的调节型阀门11，采用其他热源供给用户使用。调节型阀门11的另一个作用是调节第二管道10上的压力变送器16显示值与用户的需求一致。

本实施例的控制装置在自动调节控制回路中引入压力串级控制，选定燃烧室的负压作为被控参数，通过检测单元（例如流量孔板14、压力变送器16、温度变送器15以及燃烧室的压力）反馈装置内的流量、压力和温度，当检测单元的显示值与用户需求不一致时，控制执行单元（例如第一调节阀门12、第二调节阀门13、第三调节阀门18、调节型阀门11、主排烟风机8、余热风机9）实时自动调整阀门的开度和风机运行的频率，平衡环形套筒窑与用户之间的供需关系，保证环形套筒窑换热器后烟气余热的合理高效利用。另外本实施例改变了温度、压力、流量的测量方式，采用流量孔板14测量装置内流量，并采用温度变送器15和压力变送器16测量装置内温度和压力，将三者信号值引入PLC，方便操作人员查看和控制，同时还可作为PID控制调节的功能参数使用。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，例如环形套筒窑的产品规格发生变化，余热利用的环形套筒窑数量发生变化，压力、流量及温度检测仪表的结构形式发生变化，阀门的动作方式发生变化，或冷风管道17的安装位置发生变化等，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置，包括安装在换热器上的第一管道、第二管道、控制单元，其特征是：所述换热器通过第一管道连通废气下降管，所述废气下降管与主排烟风机连接，在所述第一管道上设有第一调节阀门；所述第一管道上位于第一调节阀门前方设置第二管道，所述第二管道的输入端设有第二调节阀门，输出端设有余热风机，所述余热风机通过输送管道与用户管路连接，所述第二管道上靠近余热风机一侧设置流量孔板、压力变送器和温度变送器。

2.根据权利要求1所述的环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置，其特征是：所述流量孔板、压力变送器和温度变送器分别与控制单元的信号输入端连接，所述控制单元的输出端分别与第一调节阀门、第二调节阀门、主排烟风机以及余热风机连接。

3.根据权利要求1所述的环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置，其特征是：在所述余热风机的出口设有调节型阀门，调节型阀门与控制单元的输出端连接。

4.根据权利要求1所述的环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置，其特征是：在所述第二管道上位于第二调节阀门与余热风机之间设有冷风管道，所述冷风管道上设有第三调节阀门，第三调节阀门与控制单元的输出端连接。

5.根据权利要求1所述的环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置，其特征是：所述环形套筒窑的下燃烧室内设有压力变送器，压力变送器控制单元的信号输入端连接。

6.根据权利要求1所述的环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置，其特征是：所述控制单元为可编程逻辑控制器。

7.根据权利要求1所述的环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置，其特征是：在所述第一管道上位于第一调节阀门的前方设有三通管，所述第一管道通过三通管与第二管道连接。

8.根据权利要求4所述的环形套筒窑换热器后烟气余热利用控制装置，其特征是：在所述第二管道上位于第二调节阀门与余热风机之间设有三通管，所述第二管道通过三通管与冷风管道连接。