權利要求書: 1.一種用于焚燒爐的自動升溫控制方法,所述方法包括以下步驟:在開始升溫之前,將升溫的第一階段和第二階段的參數(shù)輸入到控制器中,控制器通過計算得到隨時間變化的溫度設定值;
在升溫的第一階段,通過位于焚燒爐的風室附近的第一溫度傳感器測量風室溫度,并比較所述溫度設定值與測得的風室溫度,其中,當溫度設定值與測得的風室溫度之差不在預定范圍之內時,表示風室溫度未處于平衡狀態(tài),利用升溫斜率限制模塊保持所述溫度設定值隨時間變化的幅度為第一斜率,同時利用雙交叉限幅控制模塊調節(jié)天然氣閥門和助燃風閥門的開度,使天然氣流量與助燃風流量保持預定空燃比,
其中,當溫度設定值與測得的風室溫度之差在預定范圍之內時,表示風室溫度達處于平衡狀態(tài),升溫的第一階段結束,利用溫度保持模塊保持所述溫度設定值一預定時間,同時利用雙交叉限幅控制模塊保持天然氣閥門和助燃風閥門的開度,以在一預定時間內將風室溫度保持在第一預定限值;
在風室溫度達到第一預定限值并保持一預定時間之后,開始升溫的第二階段,通過位于焚燒爐的砂床附近的第二溫度傳感器測量砂床溫度,并比較所述溫度設定值與測得的砂床溫度,
其中,當溫度設定值與測得的砂床溫度之差不在預定范圍之內時,表示砂床溫度未處于平衡狀態(tài),利用升溫斜率限制模塊保持所述溫度設定值隨時間變化的幅度為第二斜率,同時利用雙交叉限幅控制模塊調節(jié)天然氣閥門和助燃風閥門的開度,使天然氣流量與助燃風流量保持預定空燃比,
其中,當溫度設定值與測得的砂床溫度之差在預定范圍之內時,表示砂床溫度處于平衡狀態(tài),升溫結束。
2.如權利要求1所述的方法,其中,所述方法還包括在升溫的第一階段之前,進行升溫的預熱階段,在該預熱階段中,使燃燒器以最小程度燃燒,同時利用雙交叉限幅控制模塊控制天然氣閥門和助燃風閥門的開度,在風室溫度達到預熱預定限值并保持預定時間之后,開始升溫的第一階段。
3.如權利要求1所述的方法,其中,利用雙交叉限幅控制模塊調節(jié)天然氣閥門和助燃風閥門的開度包括:
接收隨時間變化的溫度設定值、風室溫度或砂床溫度、第一斜率或第二斜率,生成天然氣流量設定值,進而得到助燃風流量設定值;
通過天然氣流量計測量天然氣流量,通過助燃風流量計測量助燃風流量;
將天然氣流量作為天然氣的調節(jié)參數(shù)輸入天然氣流量控制塊中,同時將助燃風流量除以預定空燃比,并乘以第一增量單元,得到第一比較值,乘以第三增量單元,得到第三比較值,第一比較值和第三比較值與天然氣流量控制塊相關聯(lián),作為天然氣的另一調節(jié)參數(shù),以此來調節(jié)天然氣閥門的開度;
將助燃風流量作為助燃風的調節(jié)參數(shù)輸入助燃風流量控制塊中,同時將天然氣流量乘以預定空燃比,并乘以第二增量單元,得到第二比較值,乘以第四增量單元,得到第四比較值,第二比較值和第四比較值與助燃風流量控制塊相關聯(lián),作為助燃風的另一調節(jié)參數(shù),以此來調節(jié)助燃風閥門的開度。
4.如權利要求3所述的方法,其中,利用雙交叉限幅控制模塊調節(jié)天然氣閥門和助燃風閥門的開度還包括:
將第三比較值與天然氣流量設定值輸入第一高值選擇器中,輸出第一高值,第一高值為第三比較值與天然氣流量設定值中的較大值;
將第一高值與第一比較值輸入第一低值選擇器中,輸出第一低值,該第一低值輸入天然氣流量控制塊中;
將第四比較值與助燃風流量設定值輸入第二低值選擇器中,輸出第二低值,該第二低值為第四比較值與助燃風流量設定值中的較小值;
將第二低值與第二比較值輸入第二高值選擇器中,輸出第二高值,該第二高值輸入助燃風流量控制塊中。
5.如權利要求4所述的方法,其中,第一增量單元大于第三增量單元且小于第四增量單元,第二增量單元小于第四增量單元且大于第三增量單元。
6.如權利要求5所述的方法,其中,第一增量單元與第三增量單元之差不超過0.2,第二增量單元與第四增量單元之差不超過0.2。
7.如權利要求1至6中任一項所述的方法,其中,升溫的第一階段包括多個子第一階段,兩個相鄰的子第一階段之間為一溫度保持階段。
8.如權利要求1至6中任一項所述的方法,其中,升溫的第二階段包括多個子第二階段,兩個相鄰的子第二階段之間為一溫度保持階段。
9.如權利要求1至6中任一項所述的方法,其中,所述預定范圍為0至2攝氏度的范圍。
10.如權利要求1至6中任一項所述的方法,其中,所述第一斜率與所述第二斜率相同,均為10℃/h。
11.如權利要求1至6中任一項所述的方法,其中,所述第一斜率為10℃/h,所述第二斜率為19℃/h。
12.如權利要求1至6中任一項所述的方法,其中,所述第一預定限值為650℃。
13.一種用于焚燒爐的自動升溫控制設備,其中,所述設備包括:控制器,所述控制器接收升溫的第一階段和第二階段的參數(shù),計算出隨時間變化的溫度設定值;
第一溫度傳感器,位于焚燒爐的風室附近,用于在升溫的第一階段期間測量風室溫度;
第二溫度傳感器,位于焚燃爐的砂床附近,用于在升溫的第二階段期間測量砂床溫度;
升溫斜率限制模塊,用于在升溫的第一階段將溫度設定值隨時間變化的幅度保持為第一斜率,在升溫的第二階段期間將溫度設定值隨時間變化的幅度保持為第二斜率;
溫度保持模塊,用于風室溫度達到第一預定限值之后在保持所述溫度設定值一預定時間;
雙交叉限幅控制模塊,用于在升溫的第一階段和第二階段期間調節(jié)天然氣閥門和助燃風閥門的開度,使天然氣流量與助燃風流量保持預定空燃比。
14.如權利要求13所述的設備,其中,所述雙交叉限幅控制模塊包括:PID控制塊,其從控制器接收隨時間變化的溫度設定值、風室溫度或砂床溫度、第一斜率或第二斜率,并生成天然氣流量設定值,進而得到助燃風流量設定值;
天然氣流量計,測量天然氣流量;
助燃風流量計,測量助燃風流量;
天然氣流量控制塊,從天然氣流量計接收天然氣流量,并與第一比較值和第三比較值相關聯(lián),以調節(jié)天然氣閥門的開度,其中,第一比較值通過助燃風流量除以預定空燃比并乘以第一增量單元而得到,第三比較值通過助燃風流量除以預定空燃比并乘以第三增量單元而得到;
助燃風流量控制塊,從助燃風流量計接收助燃風流量,并與第二比較值和第四比較值相關聯(lián),以調節(jié)助燃風閥門的開度,其中,第二比較值通過天然氣流量乘以預定空燃比并乘以第二增量單元而得到,第四比較值通過天然氣流量乘以預定空燃比并乘以第四增量單元而得到。
15.如權利要求14所述的設備,其中,所述雙交叉限幅控制模塊還包括:第一高值選擇器,接收第三比較值和天然氣流量設定值,并輸出第一高值,第一高值為第三比較值與天然氣流量設定值中的較大值;
第一低值選擇器,接收第一高值和第一比較值,并輸出第一低值,該第一低值輸入天然氣流量控制塊中;
第二低值選擇器,接收第四比較值和助燃風流量設定值,并輸出第二低值,該第二低值為第四比較值與助燃風流量設定值中的較小值;
第二高值選擇器,接收第二低值和第二比較值,并輸出第二高值,該第二高值輸入助燃風流量控制塊中。
16.如權利要求15所述的設備,其中,第一增量單元大于第三增量單元,第二增量單元小于第四增量單元。
17.如權利要求16所述的設備,其中,第一增量單元與第三增量單元之差不超過0.2,第二增量單元與第四增量單元之差不超過0.2。
18.如權利要求13至17中任一項所述的設備,其中,升溫的第一階段包括多個子第一階段,兩個相鄰的子第一階段之間為一溫度保持階段。
19.如權利要求13至17中任一項所述的設備,其中,升溫的第二階段包括多個子第二階段,兩個相鄰的子第二階段之間為一溫度保持階段。
說明書: 用于焚燒爐的自動升溫控制方法及設備技術領域[0001] 本發(fā)明涉及一種用于焚燒爐的自動升溫控制方法及設備。背景技術[0002] 流化床焚燒爐中有多處由
耐火磚材料構成的內襯,大量采用耐火耐磨搗打料和耐磨澆筑料。這些內襯都存有游離水、結晶水等不同形態(tài)的濕份。在受熱升溫過程中,如果水
分迅速蒸發(fā),產(chǎn)生的氣壓超過混凝土的承受能力會使爐墻爆裂損壞。甚者可能造成大面積
爐強倒塌。爐墻和內襯中難免有應力集中,如果初始熱膨脹不均,也會由于熱應力而受到損
壞。內襯材料的新施工或大修后鍋爐啟動運行前的烘爐質量直接影響耐火耐磨內襯的壽命
和流化床焚燒爐的運行可靠性。
[0003] 現(xiàn)有燃燒器點燃后,手動控制天然氣供氣調節(jié)閥門開度,控制流化床焚燒爐的燃氣氣量,同時手動調整助燃風調節(jié)閥的開度,調整風量。這樣,逐漸的對爐子進行升溫。
[0004] 針對能源浪費嚴重的問題,提出降低能耗的措施,優(yōu)化流化床焚燒爐通過換熱系統(tǒng),利用燃燒廢氣的高溫煙氣提高天然氣能源利用率的需求。
[0005] 針對不同設備對于升溫溫度以及保溫時間不同要求,在流化床焚燒爐升溫過程中通常需要有若干升溫和保溫階段,如果采用人工控制不僅不能保證升溫的穩(wěn)定性,而且需
要消耗大量的人力進行監(jiān)控工作。
發(fā)明內容[0006] 本發(fā)明提供了一種用于焚燒爐的自動升溫控制方法,所述方法包括以下步驟:[0007] 在開始升溫之前,將升溫的第一階段和第二階段的參數(shù)輸入到控制器中,控制器通過計算得到隨時間變化的溫度設定值;
[0008] 在升溫的第一階段,通過位于焚燒爐的風室附近的第一溫度傳感器測量風室溫度,并比較所述溫度設定值與測得的風室溫度,
[0009] 其中,當溫度設定值與測得的風室溫度之差不在預定范圍之內時,表示風室溫度還未處于平衡狀態(tài),利用升溫斜率限制模塊保持所述溫度設定值隨時間變化的幅度為第一
斜率,同時利用雙交叉限幅控制模塊調節(jié)天然氣閥門和助燃風閥門的開度,使天然氣流量
與助燃風流量保持預定空燃比,
[0010] 其中,當溫度設定值與測得的風室溫度之差在預定范圍之內時,表示風室溫度處于平衡狀態(tài),升溫的第一階段結束,利用溫度保持模塊保持所述溫度設定值一預定時間,同
時利用雙交叉限幅控制模塊保持天然氣閥門和助燃風閥門的開度,以在一預定時間內將風
室溫度保持在第一預定限值;
[0011] 在風室溫度達到第一預定限值并保持一預定時間之后,開始升溫的第二階段,通過位于焚燒爐的砂床附近的第二溫度傳感器測量砂床溫度,并比較所述溫度設定值與測得
的砂床溫度,
[0012] 其中,當溫度設定值與測得的砂床溫度之差不在預定范圍之內時,表示砂床溫度還未處于平衡狀態(tài),利用升溫斜率限制模塊保持所述溫度設定值隨時間變化的幅度為第二
斜率,同時利用雙交叉限幅控制模塊調節(jié)天然氣閥門和助燃風閥門的開度,使天然氣流量
與助燃風流量保持預定空燃比,
[0013] 其中,當溫度設定值與測得的砂床溫度之差在預定范圍之內時,表示砂床溫度處于平衡狀態(tài),升溫結束。
[0014] 優(yōu)選地,所述方法還包括在升溫的第一階段之前,進行升溫的預熱階段,在該預熱階段中,使燃燒器以最小程度燃燒,同時利用雙交叉限幅控制模塊控制天然氣閥門和助燃
風閥門的開度,在風室溫度達到預熱預定限值并保持預定時間之后,開始升溫的第一階段。
[0015] 優(yōu)選地,利用雙交叉限幅控制模塊調節(jié)天然氣閥門和助燃風閥門的開度包括:[0016] 接收隨時間變化的溫度設定值、風室溫度或砂床溫度、第一斜率或第二斜率,生成天然氣流量設定值,進而得到助燃風流量設定值;
[0017] 通過天然氣流量計測量天然氣流量,通過助燃風流量計測量助燃風流量;[0018] 將天然氣流量作為天然氣的調節(jié)參數(shù)輸入天然氣流量控制塊中,同時將助燃風流量除以預定空燃比,并乘以第一增量單元,得到第一比較值,乘以第三增量單元,得到第三
比較值,第一比較值和第三比較值與天然氣流量控制塊相關聯(lián),作為天然氣的另一調節(jié)參
數(shù),以此來調節(jié)天然氣閥門的開度;
[0019] 將助燃風流量作為助燃風的調節(jié)參數(shù)輸入助燃風流量控制塊中,同時將天然氣流量乘以預定空燃比,并乘以第二增量單元,得到第二比較值,乘以第四增量單元,得到第四
比較值,第二比較值和第四比較值與助燃風流量控制塊相關聯(lián),作為助燃風的另一調節(jié)參
數(shù),以此來調節(jié)助燃風閥門的開度。
[0020] 優(yōu)選地,利用雙交叉限幅控制模塊調節(jié)天然氣閥門和助燃風閥門的開度還包括:[0021] 將第三比較值與天然氣流量設定值輸入第一高值選擇器中,輸出第一高值,第一高值為第三比較值與天然氣流量設定值中的較大值;
[0022] 將第一高值與第一比較值輸入第一低值選擇器中,輸出第一低值,該第一低值輸入天然氣流量控制塊中;
[0023] 將第四比較值與助燃風流量設定值輸入第二低值選擇器中,輸出第二低值,該第二低值為第四比較值與助燃風流量設定值中的較小值;
[0024] 將第二低值與第二比較值輸入第二高值選擇器中,輸出第二高值,該第二高值輸入助燃風流量控制塊中。
[0025] 優(yōu)選地,第一增量單元大于第三增量單元且小于第四增量單元,第二增量單元小于第四增量單元且大于第三增量單元。
[0026] 優(yōu)選地,第一增量單元與第三增量單元之差不超過0.2,第二增量單元與第四增量單元之差不超過0.2。
[0027] 優(yōu)選地,升溫的第一階段包括多個子第一階段,兩個相鄰的子第一階段之間為一溫度保持階段。
[0028] 優(yōu)選地,升溫的第二階段包括多個子第二階段,兩個相鄰的子第二階段之間為一溫度保持階段。
[0029] 優(yōu)選地,所述預定范圍為0至2攝氏度的范圍。[0030] 優(yōu)選地,所述第一斜率與所述第二斜率相同,均為10℃/h。[0031] 優(yōu)選地,所述第一斜率為10℃/h,所述第二斜率為19℃/h。[0032] 優(yōu)選地,所述第一預定限值為650℃,所述第二預定限值為850℃。[0033] 本發(fā)明還提供了一種用于焚燒爐的自動升溫控制設備,其中,所述設備包括:[0034] 控制器,所述控制器接收升溫的第一階段和第二階段的參數(shù),計算出隨時間變化的溫度設定值;
[0035] 第一溫度傳感器,位于焚燒爐的風室附近,用于在升溫的第一階段期間測量風室溫度;
[0036] 第二溫度傳感器,位于焚燃爐的砂床附近,用于在升溫的第二階段期間測量砂床溫度;
[0037] 升溫斜率限制模塊,用于在升溫的第一階段將溫度設定值隨時間變化的幅度保持為第一斜率,在升溫的第二階段期間將溫度設定值隨時間變化的幅度保持為第二斜率;
[0038] 溫度保持模塊,用于風室溫度達到第一預定限值之后在保持所述溫度設定值一預定時間;
[0039] 雙交叉限幅控制模塊,用于在升溫的第一階段和第二階段期間調節(jié)天然氣閥門和助燃風閥門的開度,使天然氣流量與助燃風流量保持預定空燃比。
[0040] 優(yōu)選地,所述雙交叉限幅控制模塊包括:[0041] PID控制塊,其從控制器接收隨時間變化的溫度設定值、風室溫度或砂床溫度、第一斜率或第二斜率,并生成天然氣流量設定值,進而得到助燃風流量設定值;
[0042] 天然氣流量計,測量天然氣流量;[0043] 助燃風流量計,測量助燃風流量;[0044] 天然氣流量控制塊,從天然氣流量計接收天然氣流量,并與第一比較值和第三比較值相關聯(lián),以調節(jié)天然氣閥門的開度,其中,第一比較值通過助燃風流量除以預定空燃比
并乘以第一增量單元而得到,第三比較值通過助燃風流量除以預定空燃比并乘以第三增量
單元而得到;
[0045] 助燃風流量控制塊,從助燃風流量計接收助燃風流量,并與第二比較值和第四比較值相關聯(lián),以調節(jié)助燃風閥門的開度,其中,第二比較值通過天然氣流量乘以預定空燃比
并乘以第二增量單元而得到,第四比較值通過天然氣流量乘以預定空燃比并乘以第四增量
單元而得到。
[0046] 優(yōu)選地,所述雙交叉限幅控制模塊還包括:[0047] 第一高值選擇器,接收第三比較值和天然氣流量設定值,并輸出第一高值,第一高值為第三比較值與天然氣流量設定值中的較大值;
[0048] 第一低值選擇器,接收第一高值和第一比較值,并輸出第一低值,該第一低值輸入天然氣流量控制塊中;
[0049] 第二低值選擇器,接收第四比較值和助燃風流量設定值,并輸出第二低值,該第二低值為第四比較值與助燃風流量設定值中的較小值;
[0050] 第二高值選擇器,接收第二低值和第二比較值,并輸出第二高值,該第二高值輸入助燃風流量控制塊中。
[0051] 優(yōu)選地,第一增量單元大于第三增量單元,第二增量單元小于第四增量單元。[0052] 優(yōu)選地,第一增量單元與第三增量單元之差不超過0.2,第二增量單元與第四增量單元之差不超過0.2。
[0053] 優(yōu)選地,升溫的第一階段包括多個子第一階段,兩個相鄰的子第一階段之間為一溫度保持階段。
[0054] 優(yōu)選地,升溫的第二階段包括多個子第二階段,兩個相鄰的子第二階段之間為一溫度保持階段。
附圖說明[0055] 下面結合附圖詳細描述的本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中,本發(fā)明的優(yōu)點和目的可以得到更好地理解。為了在附圖中更好地顯示各部件的關系,附圖并非按比例繪制。附圖中:
[0056] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的自動升溫控制設備的示意圖。[0057] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的自動升溫控制方法的升溫曲線示意圖。[0058] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的雙交叉限幅控制的流程圖。具體實施方式[0059] 將參照附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的各個實施例。這里,需要注意的是,在附圖中,將相同的附圖標記賦予基本上具有相同或類似結構和功能的組成部分,并且將省略關于它
們的重復描述。術語“依次包括A、B、C等”僅指示所包括的部件A、B、C等的排列順序,并不排
除在A和B之間和/或B和C之間包括其它部件的可能性。
[0060] 本說明書的附圖為示意圖,輔助說明本發(fā)明的構思,示意性地表示各部分的形狀及其相互關系。
[0061] 下面,參照圖1?3,詳細描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。[0062] 圖1示出本發(fā)明的自動升溫控制設備的示意圖。該自動升溫控制設備包括連接到空氣源的風機1,在風機1和空氣源之間設置有第一調節(jié)閥門2,以調節(jié)進風量??諝饬髁坑?br />
12設置在風機1的下游,以測量總的空氣流量。自動升溫控制設備還包括連接到天然氣源的
天然氣閥門5,用于調節(jié)天然氣量。在天然氣閥門5和天然氣源之間設置有天然氣流量計14,
以測量天然氣流量。在空氣流量計12的下游,一部分空氣作為助燃風通入焚燒爐的風室中,
助燃風通過助燃風流量計13和助燃風閥門6通入風室。助燃風流量計13用于測量助燃風流
量,助燃風閥門用于調節(jié)助燃風的流量。另一部分空氣通過第二調節(jié)閥門3通入換熱器中,
在換熱器中,從焚燒爐排出的煙氣的熱量轉移到這部分空氣中,然后,這部分空氣作為預熱
空氣通入風室中,從而減少天然氣的用量。
[0063] 在焚燒爐的風室附近設置有第一溫度傳感器7,用于測量風室溫度,在砂床附近設置有多個第二溫度傳感器8、9、10和11,用于溫度砂床溫度,以取平均值作為砂床溫度。能夠
想到的,第一溫度傳感器7也可以為多個。在升溫的第一階段,監(jiān)測風室溫度作為焚燒爐的
溫度,在升溫的第二階段,監(jiān)測砂床溫度作為焚燒爐的溫度。
[0064] 有利地,在升溫的第一階段之前,還包括升溫的預熱階段,在該預熱階段,使燃燒器以最小程度燃燒,當由第一溫度傳感器測量的風室溫度達到預熱預定限值并保持預定時
間之后,開始升溫的第一階段。
[0065] 圖2示出自動升溫的曲線圖。該曲線圖通過以下方式得到:將升溫的第一階段和第二階段的參數(shù)輸出一控制器中,控制器通過計算得到隨時間變化的溫度設定值。這些參數(shù)
例如包括:升溫各個階段的下限值和上限值、升溫保持時間、升溫各個階段的斜率等。如圖2
所示,在升溫的預熱階段,當風室溫度達到150℃并保持預定時間之后,開始升溫的第一階
段。此時,升溫的第一階段的下限值為150℃。在升溫的第一階段,利用升溫斜率限制模塊保
持溫度設定值隨時間變化的幅度為第一斜率(例如為10℃/h),同時利用雙交叉限幅控制模
塊調節(jié)天然氣閥門5和助燃風閥門6的開度,使助燃風流量與天然氣流量保持預定空燃比
(例如為10:1)。當風室溫度升高到第一預定限值(例如650℃)之后,利用溫度保持模塊保持
所述溫度設定值一預定時間,同時利用雙交叉限幅控制模塊保持天然氣閥門和助燃風閥門
的開度,以在一預定時間內將風室溫度保持在第一預定限值。然后,開始升溫的第二階段,
此時,升溫的第二階段的下限值為650℃。在升溫的第二階段,同樣地,利用升溫斜率限制模
塊保持溫度設定值隨時間變化的幅度為第二斜率(例如為19℃/h),同時利用雙交叉限幅控
制模塊調節(jié)天然氣閥門5和助燃風閥門6的開度,使助燃風流量與天然氣流量保持預定空燃
比(例如為10:1)。
[0066] 從圖2中可以看到,在升溫的第一階段中,還包括多個子階段,在相鄰的兩個子階段之間,存在著保持階段。能夠明白的是,在升溫的各個子階段中,升溫斜率限制模塊同樣
保持溫度設定值隨時間變化的幅度為第一斜率,在保持階段,利用溫度保持模塊保持溫度
設定值一預定時間。同樣地,在升溫的第二階段,也可以包括多個子階段,在相鄰的兩個子
階段之間,存在著保持階段,關于這些子階段可參見前面對升溫的第一階段的描述,在此不
再贅述。
[0067] 在升溫階段中發(fā)揮作用的雙交叉限幅控制模塊包括PID控制塊,其從控制器接收隨時間變化的溫度設定值、風室溫度或砂床溫度、第一斜率或第二斜率,并生成天然氣流量
設定值,進而得到助燃風流量設定值,其中,助燃風流量設定值等于天然氣流量設定值乘以
空燃比。天然氣流量控制塊用于調節(jié)天然氣流量,助燃風流量控制塊用于調節(jié)助燃風。天然
氣流量控制塊和助燃風流量控制塊的操作方式在下面將詳細描述。
[0068] 下面描述自動升溫控制方法,該方法主要包括以下步驟:[0069] a.在開始升溫之前,將升溫的第一階段和第二階段的參數(shù)輸入到控制器中,控制器通過計算得到隨時間變化的溫度設定值。
[0070] b.在升溫的第一階段,通過位于焚燒爐的風室附近的第一溫度傳感器測量風室溫度,并比較所述溫度設定值與測得的風室溫度。
[0071] 當溫度設定值與測得的風室溫度之差不在預定范圍之內時,表示風室溫度處于平衡狀態(tài),利用升溫斜率限制模塊保持所述溫度設定值隨時間變化的幅度為第一斜率,同時
利用雙交叉限幅控制模塊調節(jié)天然氣閥門和助燃風閥門的開度,使天然氣流量與助燃風流
量保持預定空燃比,直到溫度設定值與測得的風室溫度之差在預定范圍之內為止,此時,表
示風室溫度處于平衡狀態(tài),升溫的第一階段結束,利用溫度保持模塊保持所述溫度設定值
一預定時間,同時利用雙交叉限幅控制模塊保持天然氣閥門和助燃風閥門的開度,以在一
預定時間內將風室溫度保持在第一預定限值。
[0072] c.在風室溫度達到第一預定限值并保持一預定時間之后,開始升溫的第二階段,通過位于焚燒爐的砂床附近的第二溫度傳感器測量砂床溫度,并比較所述溫度設定值與測
得的砂床溫度。
[0073] 當溫度設定值與測得的砂床溫度之差不在預定范圍之內時,表示砂床溫度還未處于平衡狀態(tài),利用升溫斜率限制模塊保持所述溫度設定值隨時間變化的幅度為第二斜率,
同時利用雙交叉限幅控制模塊調節(jié)天然氣閥門和助燃風閥門的開度,使天然氣流量與助燃
風流量保持預定空燃比,直到溫度設定值與測得的砂床溫度之差在預定范圍之內為止,此
時表示砂床溫度處于平衡狀態(tài),升溫結束。
[0074] 有利地,在升溫的第一階段之前,進行升溫的預熱階段,在該預熱階段中,使燃燒器以最小程度燃燒,同時利用雙交叉限幅控制模塊控制天然氣閥門和助燃風閥門的開度,
在風室溫度達到預熱預定限值并保持預定時間之后,開始升溫的第一階段。
[0075] 參見圖3,示出雙交叉限幅控制的流程圖。雙交叉限幅控制模塊的PID控制塊從控制器接收隨時間變化的溫度設定值,同時從第一溫度傳感器接收風室溫度或者從第二溫度
傳感器接收砂床溫度以及升溫的第一階段的第一斜率或升溫的第二階段的第二斜率,生成
天然氣流量設定值A,進而得到助燃風流量設定值Ax,x為空燃比。
[0076] 天然氣流量計14測量的天然氣流量FF一方面直接經(jīng)由燃氣流量控制進入比例積分控制器,作為天然氣流量的調節(jié)參數(shù),另一方面通過乘以空燃比x然后分別乘以第二增量
單元K2和第四增量單元K4分別得到第二比較值D和第四比較值E,然后,第二比較值輸入到
第二低值選擇器MIN,第四比較值E輸入到第二高值選擇器MAX中。接著,助燃風流量設定值
Ax輸入到第二低值選擇器MIN中與D進行比較,兩者中的較小值再輸入到第二高值選擇MAX
中與E進行比較,兩者中的較大值經(jīng)由空氣流量控制進入比例積分控制器中,作為助燃風流
量的調節(jié)參數(shù)。
[0077] 類似地,助燃風流量計13測量的助燃風流量FA一方面直接經(jīng)由空氣流量控制進入比例積分控制器中,作為助燃風流量的調節(jié)參數(shù),另一方面通過除以空燃比x然后分別乘以
第一增量單元K1和第三增量單元K3得到第一比較值C和第三比較值B,然后,第一比較值輸
入第一低值選擇器MIN,第三比較值輸入到第一高值選擇器MAX中。接著,天然氣流量設定值
A輸入到第一高值選擇器MAX中與B進行比較,兩者中的較大值再輸入到第一低值選擇器MIN
中與C進行比較,兩者中的較小值經(jīng)由燃氣流量控制進入比例積分控制器中,作為天然氣流
量的調節(jié)參數(shù)。
[0078] 應注意,第一增量單元大于第三增量單元,兩者之差不超過0.2。第二增量單元小于第四增量單元,兩者之差不超過0.2。例如,第一增量單元為1.04,第三增量單元為0.94,
第二增量單元為0.96,第四增量單元為1.07。一般而言,第一增量單元、第二增量單元、第三
增量單元和第四增量單元可以根據(jù)經(jīng)驗來確定,然后在運行過程中進行修正,最終得以確
定。優(yōu)選地,第一增量單元小于第四增量單元,如此可以保證升溫時空氣先行,在增加天然
氣時可以多增加些空氣量,防止因為燃料過剩而冒黑煙;第二增量單元大于第三增量單元,
如此可以保證降溫時天然氣先行,在減少天然氣時可以多減些天然氣量,使天然氣的變化
速度始終不超過空氣。
[0079] 下面以升溫、降溫和溫度穩(wěn)定三種狀態(tài)為例描述雙交叉限幅控制。[0080] 在焚燒爐的溫度穩(wěn)定的狀態(tài)下,即溫度設定值與溫度測量值之差處于預定范圍內時。雙交叉限幅控制模塊的PID控制塊輸出的天然氣流量設定值A為恒定值,天然氣閥門和
助燃風閥門的開度保持不變,天然氣流量FF和助燃風流量FA也保持恒定。
[0081] 在升溫階段,即溫度設定值與溫度測量值之差不在預定范圍內時,且溫度設定值大于溫度測量值時,
[0082] 天然氣回路控制:[0083] B=(FA/α)*K3;K3=0.94[0084] C=(FA/α)*K1;K1=1.04[0085] 在第一高值選擇器中,由于A>B,高值選擇器輸出為A;[0086] 在第一低值選擇器中,由于A>C,低值選擇器輸出為C;[0087] 空氣回路控制:[0088] D=(FF*α)*K4;K4=1.07[0089] E=(FF*α)*K2;K2=0.96[0090] 在第二低值選擇器中,由于A*α>D,低值選擇器輸出為D;[0091] 在第二高值選擇器中,由于D>E,高值選擇器輸出為D;[0092] 由此,在升溫階段,天然氣和助燃風分別取上限值C和D。隨著溫度的升高,天然氣流量設定值值逐漸變??;當溫度設定值與溫度測量值之差處于預定范圍內時,進入平衡狀
態(tài)。
[0093] 在降溫階段,即溫度設定值與溫度測量值之差不在預定范圍內時,且溫度設定值小于溫度測量值時,
[0094] 天然氣回路控制:[0095] B=(FA/α)*K3;K3=0.94[0096] C=(FA/α)*K1;K1=1.04[0097] 在第一高值選擇器中,由于A[0098] 在第一低值選擇器中,由于B[0099] 空氣回路控制:[0100] D=(FF*α)*K4;K4=1.07[0101] E=(FF*α)*K2;K2=0.96[0102] 在第二低值選擇器中,由于A*α[0103] 在第二高值選擇器中,由于A*α[0104] 由此,在降溫時,天然氣和助燃風分別取下限值B和E。隨著溫度的降低,A值逐漸變小,當溫度設定值與溫度測量值之差處于預定范圍內時,進入平衡狀態(tài)。
[0105] 以上描述了本發(fā)明的自動升溫控制設備和方法,通過本發(fā)明的方案,能夠針對不同設備對于升溫溫度以及保溫時間的不同要求,在流化床焚燒爐升溫過程中的自動地控制
升溫和保溫階段,不需要大量的人力進行監(jiān)控工作,節(jié)省成本的同時減少人員的介入,防止
由于誤操作而引發(fā)可能的設備和人員風險。
[0106] 上述披露的各技術特征并不限于已披露的與其它特征的組合,本領域技術人員還可根據(jù)發(fā)明目的進行各技術特征之間的其它組合,以實現(xiàn)本發(fā)明之目的為準。
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聲明:
“用于焚燒爐的自動升溫控制方法及設備” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)