公布日：2023.10.10
申請(qǐng)日：2023.07.12
分類號(hào)：G05D7/06(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種污泥炭化爐熱解的自動(dòng)溫控方法，包括：炭化爐溫度控制步驟S1，炭化爐溫度控制步驟S1輸出炭化爐所需的總焓值；裂解氣焓值計(jì)算步驟S2，裂解氣焓值計(jì)算步驟S2計(jì)算裂解氣的當(dāng)前焓值；天然氣焓值計(jì)算步驟S3，裂解氣焓值和天然氣焓值構(gòu)成總焓值，根據(jù)總焓值、裂解氣焓值計(jì)算天然氣焓值；理論天然氣流量計(jì)算步驟S4，由天然氣焓值計(jì)算天然氣流量；天然氣流量控制步驟S5，天然氣流量控制步驟S5控制天然氣流量輸出、及天然氣流量對(duì)應(yīng)的空氣流量輸出，天然氣流量控制步驟S5輸出天然氣流量控制值和空氣流量控制值，通過調(diào)節(jié)天然氣流量控制值和空氣流量控制值以滿足炭化爐的溫度要求。
權(quán)利要求書
1.一種污泥炭化爐熱解的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，包括：炭化爐溫度控制步驟，所述炭化爐溫度控制步驟輸出所述炭化爐所需的需求總焓值Hx；裂解氣焓值計(jì)算步驟，所述裂解氣焓值計(jì)算步驟計(jì)算所述裂解氣的當(dāng)前裂解氣焓值；天然氣需求焓值計(jì)算步驟，所述天然氣焓值計(jì)算步驟計(jì)算所述天然氣需求焓值，所述天然氣需求焓值與所述需求總焓值Hx和所述當(dāng)前裂解氣焓值有關(guān)；理論天然氣流量計(jì)算步驟，所述理論天然氣流量計(jì)算步驟計(jì)算所述理論天然氣流量FG1，所述理論天然氣流量FG1與所述天然氣需求焓值成正比；天然氣流量控制步驟，所述天然氣流量控制步驟控制天然氣流量輸出、及所述天然氣流量對(duì)應(yīng)的空氣流量輸出，所述天然氣流量控制步驟輸出天然氣流量控制值和空氣流量控制值，通過調(diào)節(jié)天然氣流量控制值和空氣流量控制值以滿足所述炭化爐的溫度要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，在所述裂解氣焓值計(jì)算步驟中，所述裂解氣焓值與裂解氣流量和裂解氣熱值有關(guān)，所述裂解氣焓值H2＝FG2×Q2，其中，FG2為所述裂解氣流量，Q2為所述裂解氣的熱值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，在所述裂解氣焓值計(jì)算步驟中，所述裂解氣流量采用恒壓控制以保證所述裂解氣的穩(wěn)定運(yùn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，在所述裂解氣焓值計(jì)算步驟中，通過控制壓力閥門的開度以實(shí)現(xiàn)所述裂解氣流量的恒壓控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，在所述天然氣需求焓值計(jì)算步驟中，還包括空燃比補(bǔ)償子步驟，在所述空燃比補(bǔ)償子步驟中，計(jì)算所述裂解氣流量所需的裂解空氣量，所述裂解空氣量與所述裂解氣流量為線型關(guān)系，所述裂解空氣量＝α×FG2×K1，其中α為空燃比補(bǔ)償系數(shù)，FG2為裂解氣流量，K1為裂解氣空燃比。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，在所述空燃比補(bǔ)償子步驟中，在所述空燃比補(bǔ)償子步驟中實(shí)現(xiàn)所述裂解氣自動(dòng)溫控，所述空燃比補(bǔ)償系數(shù)α與所述污泥炭化爐熱解排出的尾端煙氣的氧含量有關(guān)，在檢測(cè)到所述氧含量為5％～7％時(shí)，所述空燃比補(bǔ)償系數(shù)α＝1；在檢測(cè)到所述氧含量為3％～5％時(shí)，所述空燃比補(bǔ)償系數(shù)α＝1.25～1.35；在檢測(cè)到所述氧含量小于3％時(shí)，所述空燃比補(bǔ)償系數(shù)α＝2.45～2.55；在檢測(cè)到氧含量大于7％時(shí)，所述空燃比補(bǔ)償子系數(shù)α＝0.75～0.85。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，所述氧含量由氧分析儀檢測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，在所述天然氣流量控制步驟中，計(jì)算理論天然氣量低選值和理論天然氣量高選值以及所述空氣流量的理論空氣量低選值和理論空氣量高選值，在所述天然氣流量控制步驟中，實(shí)現(xiàn)所述天然氣自動(dòng)溫控。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，在所述天然氣流量控制步驟中，檢測(cè)天然氣配風(fēng)管道中的當(dāng)前空氣流量FAR，基于所述當(dāng)前空氣氣流量FAR，計(jì)算所述理論天然氣量高選值和所述理論天然氣量低選值，所述理論天然氣量高選值＝X1×(FAR÷K2)，所述理論天然氣量低選值＝X2×(FAR÷K2)，X1為天然氣高限系數(shù)，X2為天然氣低限系數(shù)，K2為天然氣空燃比。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，所述高限系數(shù)X1＝1.15～1.25；和/或所述低限系數(shù)X2＝0.65～0.75。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，在所述天然氣流量控制步驟中，在所述理論天然氣流量FG1、理論天然氣量高選值、理論天然氣量低選值中，選取中間值作為所述天然氣流量控制值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，在所述天然氣流量控制步驟中，所述空氣流量的理論空氣流量與所述理論天然氣流量FG1為線型關(guān)系，所述理論空氣流量為K2FG1，在所述理論空氣流量K2FG1、理論空氣量高選值、理論空氣量低選值中，選取中間值作為所述空氣流量控制值。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，在所述天然氣流量控制步驟中，檢測(cè)天然氣管道中的當(dāng)前天然氣流量FGR，基于所述當(dāng)前天然氣流量FGR計(jì)算所述理論空氣量高選值和所述理論空氣量低選值，所述理論空氣量高選值＝y1×FGR×K2，所述理論天然氣量低選值＝y2×FGR×K2，所述y1為空氣高限系數(shù)，所述y2為空氣低限系數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，所述空氣高限系數(shù)y1＝1.29～1.31；和/或所述空氣低限系數(shù)y2＝0.84～0.86。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的自動(dòng)溫控方法，其特征在于，基于所述天然氣流量的控制值利用PID算法輸出天然氣閥開度來控制所述天然氣流量控制值；和/或基于所述空氣流量的控制值利用PID算法輸出空氣閥開度來控制所述空氣流量控制值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種污泥炭化爐熱解的自動(dòng)溫控方法，能夠?qū)崿F(xiàn)污泥碳化熱解較為節(jié)能的燃燒自動(dòng)溫度控制。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種污泥炭化爐熱解的自動(dòng)溫控方法，包括：炭化爐溫度控制步驟，炭化爐溫度控制步驟輸出炭化爐所需的需求總焓值Hx；裂解氣焓值計(jì)算步驟，裂解氣焓值計(jì)算步驟計(jì)算裂解氣的當(dāng)前裂解氣焓值；天然氣需求焓值計(jì)算步驟，天然氣焓值計(jì)算步驟計(jì)算天然需求氣焓值，天然氣需求焓值與需求總焓值Hx和當(dāng)前裂解氣焓值有關(guān)；理論天然氣流量計(jì)算步驟，理論天然氣流量計(jì)算步驟計(jì)算理論天然氣流量FG1，理論天然氣流量FG1與天然氣需求焓值成正比；天然氣流量控制步驟，天然氣流量控制步驟控制天然氣流量輸出、及天然氣流量對(duì)應(yīng)的空氣流量輸出，天然氣流量控制步驟輸出天然氣流量控制值和空氣流量控制值，通過調(diào)節(jié)天然氣流量控制值和空氣流量控制值以滿足炭化爐的溫度要求。
進(jìn)一步的，在裂解氣焓值計(jì)算步驟中，在裂解氣焓值計(jì)算步驟中，裂解氣焓值與裂解氣流量和裂解氣熱值有關(guān)，裂解氣焓值H2＝FG2×Q2，其中，FG2為裂解氣流量，Q2為裂解氣的熱值，裂解氣的熱值為變化范圍較大的測(cè)量值。
進(jìn)一步的，在裂解氣焓值計(jì)算步驟中，裂解氣流量采用恒壓控制以保證裂解氣的穩(wěn)定運(yùn)行。
進(jìn)一步的，在裂解氣焓值計(jì)算步驟中，通過控制壓力閥門的開度以實(shí)現(xiàn)裂解氣流量的恒壓控制。
進(jìn)一步的，在天然氣需求焓值計(jì)算步驟中，還包括空燃比補(bǔ)償子步驟，在空燃比補(bǔ)償子步驟中，計(jì)算裂解氣流量所需的裂解空氣量，裂解空氣量與裂解氣流量為線型關(guān)系，裂解空氣量＝α×FG2×K1，其中α為空燃比補(bǔ)償系數(shù)，FG2為裂解氣流量，K1為裂解氣空燃比。
進(jìn)一步的，在空燃比補(bǔ)償子步驟中，空燃比補(bǔ)償系數(shù)α與污泥炭化爐熱解排出的尾端煙氣的氧含量有關(guān)，在檢測(cè)到氧含量為5％～7％時(shí)，空燃比補(bǔ)償系數(shù)α＝1；在檢測(cè)到氧含量為3％～5％時(shí)，空燃比補(bǔ)償系數(shù)α＝1.25～1.35；在檢測(cè)到氧含量小于3％時(shí)，空燃比補(bǔ)償系數(shù)α＝2.45～2.55；在檢測(cè)到氧含量大于7％時(shí)，空燃比補(bǔ)償系數(shù)α＝0.75～0.85，在空燃比補(bǔ)償子步驟中實(shí)現(xiàn)裂解氣自動(dòng)溫控。
進(jìn)一步的，氧含量由氧分析儀檢測(cè)。
進(jìn)一步的，在天然氣流量控制步驟中，計(jì)算理論天然氣量低選值和理論天然氣量高選值以及空氣流量的理論空氣量低選值和理論空氣量高選值，在天然氣流量控制步驟中，實(shí)現(xiàn)天然氣自動(dòng)溫控。
進(jìn)一步的，在天然氣流量控制步驟中，檢測(cè)天然氣配風(fēng)管道中的當(dāng)前空氣流量FAR，基于當(dāng)前空氣氣流量FAR，計(jì)算理論天然氣量高選值和理論天然氣量低選值，理論天然氣量高選值＝X1×(FAR÷K2)，理論天然氣量低選值＝X2×(FAR÷K2)，X1為天然氣高限系數(shù)，X2為天然氣低限系數(shù)，K2為天然氣空燃比。
進(jìn)一步的，高限系數(shù)X1＝1.15～1.25；和/或低限系數(shù)X2＝0.65～0.75。
進(jìn)一步的，在天然氣流量控制步驟中，在理論天然氣流量FG1、理論天然氣量高選值、理論天然氣量低選值中，選取中間值作為天然氣流量的控制值。
進(jìn)一步的，在天然氣流量控制步驟中，空氣流量的理論空氣流量與理論天然氣流量FG1為線型關(guān)系，理論空氣流量為K2FG1，在理論空氣流量K2FG1、理論空氣量高選值、理論空氣量低選值中，選取中間值作為空氣流量控制值。
進(jìn)一步的，在天然氣流量控制步驟中，檢測(cè)天然氣管道中的當(dāng)前天然氣流量FGR，基于當(dāng)前天然氣流量FGR計(jì)算理論空氣量高選值和理論空氣量低選值，理論空氣量高選值＝y1×FGR×K2，理論天然氣量低選值＝y2×FGR×K2，y1為空氣高限系數(shù)，y2為空氣低限系數(shù)。
進(jìn)一步的，空氣高限系數(shù)y1＝29～1.31；和/或空氣低限系數(shù)y2＝0.84～0.86。
進(jìn)一步的，基于天然氣流量的控制值利用PID算法輸出天然氣閥開度來控制天然氣流量控制值；和/或基于空氣流量的控制值利用PID算法輸出空氣閥開度來控制空氣流量控制值。
應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，至少實(shí)現(xiàn)了如下有益效果：
1、本發(fā)明在溫度控制的基礎(chǔ)上，考慮熱焓變換處理、前饋控制，實(shí)現(xiàn)了裂解氣和天然氣的綜合控制；
2、通過裂解氣熱焓等效方式，極大的回用了裂解氣，節(jié)約了天然氣成本；
3、裂解氣定壓控制，穩(wěn)定了燃燒工藝；
4、天然氣雙交叉限幅的投入，燃燒在最適空燃比范圍內(nèi)波動(dòng)，節(jié)約了能耗；
5、整個(gè)燃燒過程全程自動(dòng)化，為整體工藝自動(dòng)控制提供了基礎(chǔ)。
（發(fā)明人：安瑩玉;楊永茂;李中杰;吳云生;張宇昕;陳鑫）
