CN207019486U - 应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，当前一个温度控制区与后一个温度控制区的温度为正偏差时，将第一温度控制区的偏差值与第二温度控制区的测温装置检测的温度值通过该区温度补偿器进行修正，修正后的值作为第二温控控制区的温度检测值，再与温度目标值进行比对后，计算出偏差值输入给该区的温度控制器，通过上位机控制系统运算决策，最终通过温控控制器输出作用于该区烧嘴热负荷调节以达到控温需求。本实用新型仅以三个温度控制区为例说明其工作原理，温度控制区数量因炉子本身配置而定。本实用新型对温度偏差能够提前预知并结合高温烟气流向对上下游温度控制区间的相互影响进行有效修正补偿，温控精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控温装置，具体的说是应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置。
背景技术
采用化学燃料（气体、液体或固体燃料等）直接燃烧过程以及燃烧后的高温烟气释放热能来对炉窑内物料进行加热的工业炉窑，根据工艺需要，将炉子加热段分成若干温度控制区以应对物料加热各阶段的温度需要。每个温度控制区通常由若干烧嘴、测温装置、温度控制器等组成，通过测温装置反馈的实际温度与目标温度比对后由温度控制器经过运算输出控制烧嘴热负荷供给。
此种方法是当前工业炉窑控制领域的常规方法，但其缺点在于：对于集中排烟式工业炉窑，由于烟气流向的上游温度控制区的高温烟气会向下游流动，且上游过来的高温烟气也会由于各温度控制区的热负荷波动而变化，从而对下游温度控制区的温度控制器计算输出带来较大扰动，造成温度控制波动大、温控精度差，尤其是对于温度控制要求高的热处理炉型，其无法满足高精度的温度控制需求。
发明内容
本实用新型旨在克服现有技术的缺陷，提供一种应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，适合于对温控精度要求高的热处理炉型的区段温度控制。
为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：
一种应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，其特征在于：它包括第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区、烧嘴、测温装置、温度补偿器、偏差值、温度控制器和上位机；
所述第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区内分别设有烧嘴和测温装置，第一温度控制区内的测温装置检测到的实际温度与温度目标值得出正的偏差值，该第一温度控制区的偏差值分别连接到第一温度控制区的温度控制器和第二温度控制区内的温度补偿器；
第二温度控制区内的测温装置检测到的实际温度连接到第二温度控制区内的温度补偿器，该温度补偿器将第二温度控制区内检测到的实际温度与第一温度控制区的偏差值进行修正后的温度与温度目标值得出第二温度控制区内的偏差值，该第二温度控制区的偏差值分别连接到第二温度控制区的温度控制器和第三温度控制区内的温度补偿器；
第三温度控制区内的测温装置检测到的实际温度连接到第三温度控制区内的温度补偿器，该温度补偿器将第三温度控制区内检测到的实际温度与第二温度控制区的偏差值进行修正后的温度与温度目标值得出第三温度控制区内的偏差值，该第三温度控制区的偏差值连接到第三温度控制区的温度控制器；
第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区的温度控制器均与上位机控制系统连接。
一种应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，其特征在于：它包括第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区、烧嘴、测温装置、温度补偿器、偏差值、温度控制器和上位机；
所述第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区内分别设有烧嘴和测温装置，第三温度控制区内的测温装置检测到的实际温度与温度目标值得出负的偏差值，该第三温度控制区的偏差值分别连接到第三温度控制区的温度控制器和第二温度控制区内的温度补偿器；
第二温度控制区内的测温装置检测到的实际温度连接到第二温度控制区内的温度补偿器，该温度补偿器将第二温度控制区内检测到的实际温度与第三温度控制区的偏差值进行修正后的温度与温度目标值得出第二温度控制区内的偏差值，该第二温度控制区的偏差值分别连接到第二温度控制区的温度控制器和第一温度控制区内的温度补偿器；
第一温度控制区内的测温装置检测到的实际温度连接到第一温度控制区内的温度补偿器，该温度补偿器将第一温度控制区内检测到的实际温度与第二温度控制区的偏差值进行修正后的温度与温度目标值得出第一温度控制区内的偏差值，该第一温度控制区的偏差值连接到第一温度控制区的温度控制器；
第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区的温度控制器均与上位机控制系统连接。
所述的应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，其特征在于：所述的温度补偿器的修正规则是：第二温度控制区中测温装置检测到实际温度+第一温度控制区的偏差值*系数λ，λ的值为0-1。
所述的应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，其特征在于：所述的温度补偿器的修正规则是：第二温度控制区中测温装置检测到实际温度-第一温度控制区的偏差值*系数λ，λ的值为0-1。
所述的应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，其特征在于：所述的上位机控制系统为DCS系统或PLC系统。
本实用新型的有益效果是：对温度偏差能够提前预知并结合高温烟气流向对上下游温度控制区间的相互影响进行有效修正补偿，相比传统区段温度控制方式，系统响应快、温控精度高。可将炉窑区段控温精度由传统的+-10℃以上降低至+-5℃以内的精确控温，尤其适合于对温控精度要求高的热处理炉型的区段温度控制。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明：
图1为前一个温度控制区发生温度正偏差的结构示意图。
图2为后一个温度控制区发生温度负偏差的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示：应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，它包括第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区、烧嘴、测温装置、温度补偿器、偏差值、温度控制器和上位机；本实用新型仅以三个温度控制区为例说明其工作原理，温度控制区数量因炉子本身配置而定。
所述第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区内分别设有烧嘴和测温装置，烟气依次流经第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区；第一温度控制区内的测温装置检测到的实际温度与温度目标值得出正的偏差值，该第一温度控制区的偏差值分别连接到第一温度控制区的温度控制器和第二温度控制区内的温度补偿器；
第二温度控制区内的测温装置检测到的实际温度连接到第二温度控制区内的温度补偿器，该温度补偿器将第二温度控制区内检测到的实际温度与第一温度控制区的偏差值进行修正后的温度与温度目标值得出第二温度控制区内的偏差值，该第二温度控制区的偏差值分别连接到第二温度控制区的温度控制器和第三温度控制区内的温度补偿器；
第三温度控制区内的测温装置检测到的实际温度连接到第三温度控制区内的温度补偿器，该温度补偿器将第三温度控制区内检测到的实际温度与第二温度控制区的偏差值进行修正后的温度与温度目标值得出第三温度控制区内的偏差值，该第三温度控制区的偏差值连接到第三温度控制区的温度控制器；
第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区的温度控制器均与上位机控制系统连接。
当前一个温度控制区与后一个温度控制区的温度为正偏差时，即实际温度检测值超过温度目标值，将第一温度控制区的偏差值与第二温度控制区的测温装置检测的温度值通过该区温度补偿器进行修正，修正规则是：第二温度控制区中测温装置检测到实际温度+第一温度控制区的偏差值*系数λ，λ的值为0-1，修正后的值作为第二温控控制区的温度检测值，再与温度目标值进行比对后，计算出偏差值输入给该区的温度控制器5，通过上位机控制系统6运算决策，最终通过温控控制器5输出作用于该区烧嘴热负荷调节以达到控温需求。
特殊说明：
1）当前一个温度控制区发生温度负偏差时，即实际温度检测值低于温度目标值时，不使用该策略。
2）第三温度控制区的温度偏差控制策略同上述第二温度控制区的偏差控制策略。
3）烟气流向最上游的最前一个温度控制区不使用上述控制策略。
如图2所示：一种应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，它包括第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区、烧嘴、测温装置、温度补偿器、偏差值、温度控制器和上位机；本实用新型仅以三个温度控制区为例说明其工作原理，温度控制区数量因炉子本身配置而定。
所述第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区内分别设有烧嘴和测温装置，第三温度控制区内的测温装置检测到的实际温度与温度目标值得出负的偏差值，该第三温度控制区的偏差值分别连接到第三温度控制区的温度控制器和第二温度控制区内的温度补偿器；
第二温度控制区内的测温装置检测到的实际温度连接到第二温度控制区内的温度补偿器，该温度补偿器将第二温度控制区内检测到的实际温度与第三温度控制区的偏差值进行修正后的温度与温度目标值得出第二温度控制区内的偏差值，该第二温度控制区的偏差值分别连接到第二温度控制区的温度控制器和第一温度控制区内的温度补偿器；
第一温度控制区内的测温装置检测到的实际温度连接到第一温度控制区内的温度补偿器，该温度补偿器将第一温度控制区内检测到的实际温度与第二温度控制区的偏差值进行修正后的温度与温度目标值得出第一温度控制区内的偏差值，该第一温度控制区的偏差值连接到第一温度控制区的温度控制器；
第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区的温度控制器均与上位机控制系统连接。
当后一个温度控制区与前一个温度控制区的温度为负偏差时，即实际温度检测值低于温度目标值，将第三温度控制区的偏差值4与第二温度控制区的测温装置2检测的温度值通过温度补偿器3进行修正，修正规则是：第二温度控制区中测温装置检测到实际温度-第一温度控制区的偏差值*系数λ，λ的值为0-1。修正后的值作为第二温控控制区的温度检测值，再与温度目标值进行比对后，计算出偏差值4输入给该区的温度控制器5，通过上位机控制系统6运算决策，最终通过温控控制器5输出作用于该区烧嘴热负荷调节以达到控温需求。
特殊说明：
1）当后一个温度控制区发生温度正偏差时，即实际温度检测值超过温度目标值时，不使用该策略。
2）第一温度控制区的温度偏差控制策略同上述第二温度控制区的偏差控制策略。
3）烟气流向最下游的最后一个温度控制区不使用上述控制策略。
上述控制策略对温度偏差能够提前预知并结合高温烟气流向对上下游温度控制区间的相互影响进行有效修正补偿，相比传统区段温度控制方式，系统响应快、温控精度高。可将炉窑区段控温精度由传统的+-10℃以上降低至+-5℃以内的精确控温，尤其适合于对温控精度要求高的热处理炉型的区段温度控制。
Claims (5)
1.一种应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，其特征在于：它包括第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区、烧嘴、测温装置、温度补偿器、偏差值、温度控制器和上位机；
所述第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区内分别设有烧嘴和测温装置，第一温度控制区内的测温装置检测到的实际温度与温度目标值得出正的偏差值，该第一温度控制区的偏差值分别连接到第一温度控制区的温度控制器和第二温度控制区内的温度补偿器；
第二温度控制区内的测温装置检测到的实际温度连接到第二温度控制区内的温度补偿器，该温度补偿器将第二温度控制区内检测到的实际温度与第一温度控制区的偏差值进行修正后的温度与温度目标值得出第二温度控制区内的偏差值，该第二温度控制区的偏差值分别连接到第二温度控制区的温度控制器和第三温度控制区内的温度补偿器；
第三温度控制区内的测温装置检测到的实际温度连接到第三温度控制区内的温度补偿器，该温度补偿器将第三温度控制区内检测到的实际温度与第二温度控制区的偏差值进行修正后的温度与温度目标值得出第三温度控制区内的偏差值，该第三温度控制区的偏差值连接到第三温度控制区的温度控制器；
第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区的温度控制器均与上位机控制系统连接。
2.一种应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，其特征在于：它包括第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区、烧嘴、测温装置、温度补偿器、偏差值、温度控制器和上位机；
所述第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区内分别设有烧嘴和测温装置，第三温度控制区内的测温装置检测到的实际温度与温度目标值得出负的偏差值，该第三温度控制区的偏差值分别连接到第三温度控制区的温度控制器和第二温度控制区内的温度补偿器；
第二温度控制区内的测温装置检测到的实际温度连接到第二温度控制区内的温度补偿器，该温度补偿器将第二温度控制区内检测到的实际温度与第三温度控制区的偏差值进行修正后的温度与温度目标值得出第二温度控制区内的偏差值，该第二温度控制区的偏差值分别连接到第二温度控制区的温度控制器和第一温度控制区内的温度补偿器；
第一温度控制区内的测温装置检测到的实际温度连接到第一温度控制区内的温度补偿器，该温度补偿器将第一温度控制区内检测到的实际温度与第二温度控制区的偏差值进行修正后的温度与温度目标值得出第一温度控制区内的偏差值，该第一温度控制区的偏差值连接到第一温度控制区的温度控制器；
第一温度控制区、第二温度控制区、第三温度控制区的温度控制器均与上位机控制系统连接。
3.根据权利要求1所述的应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，其特征在于：所述的温度补偿器的修正规则是：第二温度控制区中测温装置检测到实际温度+第一温度控制区的偏差值*系数λ，λ的值为0-1。
4.根据权利要求2所述的应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，其特征在于：所述的温度补偿器的修正规则是：第二温度控制区中测温装置检测到实际温度-第一温度控制区的偏差值*系数λ，λ的值为0-1。
5.根据权利要求1或2所述的应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置，其特征在于：所述的上位机控制系统为DCS系统或PLC系统。
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| CN201720904303.5U CN207019486U (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置 |
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| CN109297314A (zh) * | 2017-07-25 | 2019-02-01 | 宝钢工程技术集团有限公司 | 应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置 |
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2017
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109297314A (zh) * | 2017-07-25 | 2019-02-01 | 宝钢工程技术集团有限公司 | 应用于集中排烟式工业炉窑的精确控温装置 |
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