本发明专利技术涉及一种环形套筒窑循环空气温度自动控制方法，首先根据参数表在不同产量M，系统自动设定对应的循环空气温度基准值T，以及在不同热值R区间下，设定不同的热耗基准值H、上下烧嘴燃气分配比A和上下烧嘴助燃空气配比B；然后系统自动跟踪对比循环空气温度的检测值与基准值，实施对热耗参数H进行修正；跟踪下烧嘴温度单位时间的变化，实施对燃气热值检测数据进行修正，使得燃气热值数据接近真实值。实现了热值大变化时的参数快速准确的计算，及时准确控制进入窑内的燃气流量，达到控制循环气体的温度，保持石灰质量的稳定，实现了能源的合理利用，降低了生产能耗和废气的排放。降低了生产能耗和废气的排放。
【技术实现步骤摘要】
一种环形套筒窑循环空气温度自动控制系统及控制方法
[0001]本专利技术涉及一种控制系统，具体涉及一种环形套筒窑循环空气温度自动控制系统及控制方法，属于工业窑炉热工自动控制
技术介绍
[0002]环形套筒窑是目前国内外普遍用于生产活性石灰的窑型，其由一个圆形套筒内套入上下两个套筒，形成一个环形空间作为石灰石焙烧的加热分解空间。在外套筒周围上下交错分布6了燃烧室，为石灰石分解提供所需热量。通过高温风机、驱动风机等设备调节窑内供风，在套筒窑内环形空间形成预热带、逆流煅烧带、并流煅烧带、冷却带，从而实现石灰的完全煅烧。目前梅山环形套筒窑煅烧自动控制系统基于热耗水平的自动控制，系统能根据产量、热耗水平，煅烧工艺参数自动计算出各烧嘴燃气和助燃空气流量的，然后由各调节装置实现自动调节。当循环空气温度出现偏差时，通过自动调节热耗参数递增或递减，逐步增加或减少烧嘴的燃气和空气的流量，热值参数以热值检测单元的检测值参与计算，当燃气热值波动比较小(
±
100kcal/m3)的时候，系统能够很好的保持循环空气温度的稳定。
[0003]为了降低能源消耗降低生产成本，梅山环形套筒窑利用转炉、高炉和焦炉回收的转炉燃气、高炉燃气和焦炉燃气作为燃气。转炉燃气的热值一般在1100～1900kcal/m3，混合煤气(高炉燃气和焦炉煤气混合而成)的热值一般在1800～2800kcal/m3，由于这些回收的燃气均存在热值及压力不稳定的情况，当生产过程中、燃气热值发生波动，特别是当某种燃气不足时需要切换到另外一种燃气，就会导致燃气的成分和热值的突变，从热值区间[1200,1900]与[1800,2800]之间变化，以及热值仪的检测数据滞后(约5分钟)，原有的自动控制就不能很好的控制循环空气的温度，导致循环空气温度急速升高或降低，极端情况，会超过100℃的波动，并需要很长时间(超过2小时)才能使循环空气温度恢复正常值。这样严重影响石灰的质量和窑体耐材的寿命，也会造成燃气的浪费，燃气的不充分燃烧，一氧化碳的排放，造成环境影响等，因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术正是针对现有技术中存在的问题，提供一种环形套筒窑循环空气温度自动控制系统，该技术方案提出一种套筒窑煅烧过程中燃气热值变化比较大的情况下，快速准确的计算出主要工艺参数值一种计算方法，减少热值大波动的情况下，依然保持窑内循环空气温度稳定，稳定石灰质量，降低能耗和CO的排放。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种环形套筒窑循环空气温度自动控制系统，所述控制系统包括上位机组态、PLC系统、检测单元和调节控制装置，其中上位机安装了组态监控软件，提供了人机界面，主要用于参数设定和显示控制及监控信息，与PLC系统相连，检测单元检测信号输入PLC系统，调节装置包括窑风门控制装置、高温风机转速控制装置、燃气总管调节阀、空气总管控制装置、燃气支管调节阀、空气支管调节阀，
[0006]在窑体的入口安装有燃气总管和空气总管，燃气通过燃气总管经12个支管输送到
12个烧嘴，燃气总管调节阀主要控制燃气总管燃气的压力和总流量，燃气支管调节阀控制进入各烧嘴的燃气流量。空气总管控制装置主要是控制空气总管的压力和空气总流量，空气经过12个支管输送到12个烧嘴，然后通过空气支管调节阀控制各烧嘴的空气流量。燃气和空气在烧嘴的燃烧室燃烧产生热量进入窑体。高温气体作用于窑内的石灰石产生化学反应，将石灰石煅烧成石灰。
[0007]在窑体出口安装有高温风机和窑除尘，高温风机主要作用是将窑内的气体从窑体抽出来送往窑除尘，窑除尘主要将窑体的废气进行粉尘过滤处理然后排放到大气。高温风机的转速控制装置主要是通过控制高温风机的转速从而控制窑体出口的压力，在窑体的出口保持一定的负压，使得窑内处于负压状态，保证了窑体煅烧的安全和窑内气体的流动。窑风门控制装置主要控制废气进入除尘系统的风量，协助高温风机将废气输送到除尘系统。检测单元包括燃气的热值检测装置、以及各种温度和流量检测单元，PLC系统实现工艺参数的自动计算和自动修正，并控制调节装置自动调控。
[0008]一种环形套筒窑循环空气温度自动控制系统的控制方法，所述控制方法如下：
[0009]步骤1：首先由操作员工根据炼钢生产的需求和库存，设定套筒窑的理论产量M，
[0010]步骤2：系统根据产量M自动设定循环空气温度基准值T，以及在不同热值R区间下，不同的热耗基准值H、上下烧嘴燃气分配比A和上下烧嘴助燃空气配比B。
[0011]步骤3：参数热耗修正；
[0012]步骤4：参数热值修正；
[0013]步骤5：烧嘴燃气和助燃空气流量的计算。
[0014]其中，步骤3：参数热耗修正，具体如下：系统自动监控和对比当前循环空气温度检测值Tj与设定的基准值T，当Tj≠T时，表示窑内的热量过量或不足，系统根据循环空气温度的检测值与基准值值的偏差多少，计算出热耗修正值，然后自动调整热耗控制值，
[0015]热耗控制值:Hh＝H+ΔHa+ΔHm；
[0016]热耗自动修正值计算公式：ΔHa＝κ*(T-Tj)*H/T
[0017]热耗控制值计算公式：Hh＝H+κ*(T-Tj)*H/Th+ΔHm。
[0018]其中，步骤4：参数热值修正，具体如下：
[0019]由于下烧嘴的燃气流量要远多于上烧嘴，且是富氧燃烧，当热值发生变化时，下烧嘴的温度会立时发生变化，当燃气热值变化比较大的时候，特别是燃气切换时，热值出现断崖式的变化，由于热值仪的数据滞后，就会出现进入窑内的热量急剧增加或减少，就会导致循环空气温度快速升高或降低，因此必须对热值数据进行修正，系统根据下烧嘴平均温度单位时间内的变化大小对热值数据进行修正，使得热值数据接近真实值。
[0020]烧嘴的平均温度单位时间的变化：
[0021]ΔTd＝
[0022][(Td1j2-Td1j1)+(Td2j2-Td2j1)+(Td3j2-Td3j1)+(Td4j2-Td4j1)+(Td5j2-Td5j1)+(Td6j2-Td6j1)]/6
[0023]热值自动修正值：ΔRa＝λ*ΔTd*Rj
[0024]热值控制值：Rh＝Rj+ΔRa+ΔRm＝Rj+λ*ΔTd*Rj+ΔRm。
[0025]其中，所述步骤5：烧嘴燃气和助燃空气流量的计算，具体如下：根据环形套筒窑的煅烧工艺原理，系统自动计算出各烧嘴的燃气和助燃空气流量，并控制调节装置自动调节；
[0026]上烧嘴燃气流量计算：Q
上煤
＝M/24*1000*Hh/Rh/(1+A)/6
[0027]下烧嘴燃气流量计算：Q
下煤
＝M/24*1000*Hh/Rh*A/(1+A)/6
[0028]上烧嘴助燃空气流量计算：Q
下空
＝Q
下煤
*Bd
[0029]上烧嘴助燃空气流量计算：Q
上空
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种环形套筒窑循环空气温度自动控制系统，其特征在于，所述控制系统包括上位机组态、PLC系统、检测单元和调节控制装置，其中上位机安装了组态监控软件，提供了人机界面，主要用于参数设定和显示控制及监控信息，与PLC系统相连，检测单元检测信号输入PLC系统，调节装置包括窑风门控制装置、高温风机转速控制装置、燃气总管调节阀、空气总管控制装置、燃气支管调节阀、空气支管调节阀，混风阀控制装置；在窑体的入口安装有燃气总管和空气总管，燃气通过燃气总管经12个支管输送到12个烧嘴，燃气总管调节阀主要控制燃气总管燃气的压力和总流量，燃气支管调节阀控制进入各烧嘴的燃气流量，空气总管控制装置主要是控制空气总管的压力和空气总流量，空气经过12个支管输送到12个烧嘴，然后通过空气支管调节阀控制各烧嘴的空气流量，燃气和空气在烧嘴的燃烧室燃烧产生热量进入窑体，在窑体出口安装有高温风机和窑除尘，高温风机主要作用是将窑内的气体从窑体抽出来送往窑除尘，窑除尘主要将窑体的废气进行粉尘过滤处理然后排放到大气，窑风门控制装置主要控制废气进入除尘系统的风量，协助高温风机将废气输送到除尘系统；在进入除尘系统前的管道上安装混风阀控制装置，主要是当进入除尘系统的废气温度过高时，通过控制混风控制装置，掺入冷风，保护除尘系统；检测单元包括燃气的热值检测装置、以及各种温度和流量检测单元，PLC系统实现工艺参数的自动计算和自动修正，并控制调节装置自动调控。2.采用权利要求1所述的环形套筒窑循环空气温度自动控制系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法如下：步骤1：首先由操作员工根据炼钢生产的需求和库存，设定套筒窑的理论产量M，步骤2：系统根据产量M自动设定循环空气温度基准值T，以及在不同热值R区间下，不同的热耗基准值H、上下烧嘴燃气分配比A和上下烧嘴助燃空气配比B。步骤3：参数热耗修正；步骤4：参数热值修正；步骤5：烧嘴燃气和...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡荣卓，
申请(专利权)人：上海梅山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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