一種加熱爐煙氣余熱回收溫度控制系統(tǒng)與方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種加熱爐煙氣余熱回收溫度控制系統(tǒng)與方法，該控制系統(tǒng)主要包括有煙氣余熱回收換熱器、加熱爐PLC控制系統(tǒng)以及由PLC控制系統(tǒng)所控制的煙氣回收切斷閥、煙氣旁路調(diào)節(jié)閥、煙氣回收調(diào)節(jié)閥、進(jìn)水溫度計(jì)、回水溫度計(jì)、回水壓力變送器、回水流量計(jì)；所述煙氣回收切斷閥、換熱器與煙氣回收調(diào)節(jié)閥依次安裝在主煙氣管路上，煙氣旁路調(diào)節(jié)閥安裝在旁路煙氣管道上；所述換熱器還與進(jìn)水冷水管道和出水熱水管道之間的水管聯(lián)接。本發(fā)明可根據(jù)回水溫度控制要求并行控制煙氣回收調(diào)節(jié)閥和煙氣旁路調(diào)節(jié)閥的開度，在精確控制回水溫度的同時(shí)，不影響煙氣的排放。
【專利說明】一種加熱爐煙氣余熱回收溫度控制系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種加熱爐煙氣余熱回收溫度控制裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在冶金行業(yè)的軋鋼工藝中，通常通過在加熱爐中使用煤氣和空氣混合燃燒產(chǎn)生的熱量對(duì)鋼板或鋼卷進(jìn)行加熱，煤氣和空氣混合燃燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過煙氣余熱回收裝置中的換熱器，將煙氣中的部分熱量重新回收到水中，得到的熱水可供軋鋼其它機(jī)組的工藝段使用。
[0003]而其它工藝段對(duì)回收熱水的溫度有著嚴(yán)格的要求，目前回收熱水的溫度控制通常是通過依據(jù)檢測(cè)的回收熱水溫度來改變進(jìn)入換熱器煙氣管路的煙氣流量來實(shí)現(xiàn)的，即當(dāng)需要的熱水溫度較高時(shí)，加大煙氣回收調(diào)節(jié)閥的開度，增大進(jìn)入換熱器的煙氣流量，當(dāng)需要的熱水溫度較低時(shí)，減小煙氣回收調(diào)節(jié)閥的開度，減小進(jìn)入換熱器的煙氣流量，但這樣會(huì)造成燃燒煙氣排放流量的不穩(wěn)定，從而影響煤氣和空氣的燃燒效率，并進(jìn)而影響鋼板或鋼卷的加熱效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種加熱爐煙氣余熱回收溫度控制裝置與方法，能精確控制回收熱水溫度，同時(shí)不影響燃燒煙氣的正常排放。
[0005]本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案為:
[0006]一種加熱爐煙氣余熱回收溫度控制裝置，包括在煙氣進(jìn)氣管道和煙氣排氣管道之間的主煙氣管路和旁路煙氣管道以及進(jìn)水冷水管道和出水熱水管道之間的水管；還包括煙氣余熱回收換熱器、加熱爐PLC控制系統(tǒng)以及與加熱爐PLC控制系統(tǒng)相連接的煙氣回收切斷閥、煙氣旁路調(diào)節(jié)閥、煙氣回收調(diào)節(jié)閥、進(jìn)水溫度計(jì)、回水溫度計(jì)、回水壓力變送器和回水流量計(jì)；所述煙氣回收切斷閥、換熱器與煙氣回收調(diào)節(jié)閥依次安裝在主煙氣管路上，煙氣旁路調(diào)節(jié)閥安裝在旁路煙氣管道上；所述換熱器還與進(jìn)水冷水管道和出水熱水管道之間的水管連接，所述進(jìn)水溫度計(jì)安裝在換熱器與進(jìn)水冷水管道之間的水管上，所述回水溫度計(jì)、回水壓力變送器和回水流量計(jì)依次安裝在換熱器與出水熱水管道之間的水管上。
[0007]按上述方案，所述煙氣回收切斷閥為氣開式切斷閥。
[0008]按上述方案，所述煙氣回收調(diào)節(jié)閥為氣開式調(diào)節(jié)閥。
[0009]按上述方案，所述煙氣旁路調(diào)節(jié)閥為氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥。
[0010]按上述方案,所述回水流量計(jì)為電磁流量計(jì)。
[0011]按上述方案，所述進(jìn)水溫度計(jì)和回水溫度計(jì)為型號(hào)為PtlOO的鉬熱電阻。
[0012]一種煙氣余熱回收溫度控制方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0013]I)當(dāng)需要回收煙氣中的余熱時(shí)，由加熱爐PLC控制系統(tǒng)控制打開煙氣回收切斷閥，并定時(shí)采集熱水回水溫度計(jì)檢測(cè)的熱水回水溫度；
[0014]2)加熱爐PLC控制系統(tǒng)根據(jù)回水熱水溫度設(shè)定值和由回水溫度計(jì)傳回的回水熱水溫度檢測(cè)值，計(jì)算回水熱水溫度設(shè)定值和回水熱水溫度檢測(cè)值的偏差；
[0015]3)在溫度控制器中對(duì)溫度偏差值做PI比例積分運(yùn)算后輸出計(jì)算結(jié)果；
[0016]4)對(duì)溫度控制器輸出的結(jié)果進(jìn)行限幅和斜坡處理；
[0017]5)結(jié)合開度設(shè)定曲線分別計(jì)算出煙氣回收調(diào)節(jié)閥和煙氣旁路調(diào)節(jié)閥的開度設(shè)定值；
[0018]所述煙氣回收調(diào)節(jié)閥的開度設(shè)定曲線為當(dāng)溫度控制器的輸出值從0%變?yōu)镠rV時(shí)，回收調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定值從O %至100 %線性變化；當(dāng)溫度控制器的輸出值大于HrV時(shí)，保持回收調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定值為100%全開；
[0019]所述煙氣旁路調(diào)節(jié)閥的開度設(shè)定曲線為當(dāng)溫度控制器的輸出值為0%至BpVO時(shí)，保持旁路調(diào)節(jié)閥的開度設(shè)定值為100%全開；當(dāng)溫度控制器的輸出值為BpVO至BpVC時(shí)，旁路調(diào)節(jié)閥的開度設(shè)定值從100 %至O %線性變化；當(dāng)溫度控制器的輸出值大于BpVC時(shí)，保持旁路調(diào)節(jié)閥的開度設(shè)定值為0%全關(guān)；
[0020]其中HrV，BpV0，BpVC三個(gè)參數(shù)均為可調(diào)參數(shù)，分別如下:HrV表示回收調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定值由依據(jù)溫度控制器輸出值執(zhí)行線性開度設(shè)定值切換到固定為100%全開設(shè)定值時(shí)的溫度控制器輸出切換閾值；BpV0表示旁路調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定值由固定為100%全開設(shè)定值切換到依據(jù)溫度控制器輸出值執(zhí)行線性開度設(shè)定值時(shí)的溫度控制器輸出切換閾值；BpVC表示旁路調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定值由依據(jù)溫度控制器輸出值執(zhí)行線性開度設(shè)定值切換到固定為0%全關(guān)設(shè)定值時(shí)的溫度控制器輸出切換閾值。
[0021]6)加熱爐PLC控制系統(tǒng)根據(jù)開度設(shè)定值分別控制煙氣回收調(diào)節(jié)閥和煙氣旁路調(diào)節(jié)閥的開度。
[0022]7)當(dāng)不需要回收煙氣中的余熱時(shí)，由加熱爐PLC控制系統(tǒng)控制煙氣回收切斷閥關(guān)閉，煙氣回收切斷閥0%全關(guān)，煙氣旁路調(diào)節(jié)閥100%全開，溫度控制器的輸出強(qiáng)制為0%。
[0023]本發(fā)明的有益效果是:
[0024]1.根據(jù)工藝要求的熱水溫度需要并行控制煙氣回收切斷閥和煙氣旁路調(diào)節(jié)閥的開度；
[0025]2.在保證精確控制回收熱水溫度的同時(shí)，不影響煤氣和空氣混合燃燒所產(chǎn)生的煙氣正常排放。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明加熱爐煙氣余熱回收溫度控制系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)邏輯圖；
[0028]圖3為本發(fā)明中煙氣回收調(diào)節(jié)閥和煙氣旁路調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定曲線圖；
[0029]圖1中:1_煙氣余熱回收換熱器，2-煙氣回收切斷閥，3-煙氣旁路調(diào)節(jié)閥，4-煙氣回收調(diào)節(jié)閥，5-進(jìn)水溫度計(jì)，6-回水溫度計(jì)，7-回水壓力變送器，8-回水流量計(jì)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0031]如附圖1所示，本發(fā)明一種加熱爐煙氣余熱回收溫度控制系統(tǒng)包含有煙氣余熱回收換熱器1、加熱爐PLC控制系統(tǒng)以及由加熱爐PLC控制系統(tǒng)所控制的煙氣回收切斷閥2、煙氣旁路調(diào)節(jié)閥3、煙氣回收調(diào)節(jié)閥4、進(jìn)水溫度計(jì)5、回水溫度計(jì)6、回水壓力變送器7、回水流量計(jì)8。
[0032]煙氣回收切斷閥2的一端連接煙氣進(jìn)氣管道，另一端連接換熱器I煙氣管路的一端，換熱器I煙氣管路的另一端與煙氣回收調(diào)節(jié)閥4的一端相連，煙氣回收調(diào)節(jié)閥4的另一端與煙氣排氣管道連接，煙氣旁路調(diào)節(jié)閥3的兩端分別連接煙氣進(jìn)氣管道和煙氣排氣管道。
[0033]進(jìn)水溫度計(jì)5 —端與進(jìn)水冷水管道相連，另一端連接換熱器I的水流管路的一端，換熱器I水流管路的另一端依次連接回水溫度計(jì)6、回水壓力變送器7、回水流量計(jì)8，并最終與出水熱水管道相連。
[0034]在本實(shí)施例中，進(jìn)水溫度計(jì)5和回水溫度計(jì)6選用型號(hào)為PtlOO的鉬熱電阻，回水流量計(jì)8選用電磁流量計(jì)，回水壓力變送器可選用普通壓力變送器。
[0035]煙氣回收切斷閥2為氣開式切斷閥，煙氣回收調(diào)節(jié)閥4為氣開式調(diào)節(jié)閥、煙氣旁路調(diào)節(jié)閥3為氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥。即當(dāng)儀表氣源發(fā)生中斷時(shí)或當(dāng)閥門發(fā)生故障時(shí)，煙氣回收切斷閥2和煙氣回收調(diào)節(jié)閥4應(yīng)處于全關(guān)的安全狀態(tài)，而煙氣旁路調(diào)節(jié)閥3應(yīng)處于全開的安全狀態(tài)。
[0036]如附圖2所示，本發(fā)明一種使用上述加熱爐煙氣余熱回收溫度控制系統(tǒng)的回水熱水溫度控制方法，包括以下步驟:
[0037]當(dāng)需要回收煙氣中的余熱時(shí)，由加熱爐PLC控制系統(tǒng)控制打開煙氣回收切斷閥2，并定時(shí)采集熱水回水溫度計(jì)6檢測(cè)的熱水回水溫度；熱水回水溫度檢測(cè)值與由操作工依據(jù)工藝要求在HMI畫面上設(shè)定的，并經(jīng)過限幅處理的溫度設(shè)定值進(jìn)行比較，由溫度設(shè)定值與溫度檢測(cè)值相減求得溫度偏差值e，溫度偏差值e在溫度控制器中做PI比例積分運(yùn)算后，其控制器的輸出經(jīng)過限幅和斜坡處理后，再由如圖3所示的開度設(shè)定曲線分別計(jì)算出煙氣回收調(diào)節(jié)閥4和煙氣旁路調(diào)節(jié)閥3的開度設(shè)定值，再由加熱爐PLC控制系統(tǒng)的模擬量輸出模塊分別控制煙氣回收調(diào)節(jié)閥4和煙氣旁路調(diào)節(jié)閥3的開度。
[0038]當(dāng)不需要回收煙氣中的余熱時(shí)，加熱爐PLC控制系統(tǒng)控制煙氣回收切斷閥2處于關(guān)閉狀態(tài)，溫度控制器的輸出強(qiáng)制為0%，煙氣回收調(diào)節(jié)閥4開度為0%全關(guān)狀態(tài)，煙氣旁路調(diào)節(jié)閥3開度為100%全開狀態(tài)。
[0039]如圖3所示，本發(fā)明一種加熱爐煙氣余熱回收溫度控制系統(tǒng)的煙氣回收調(diào)節(jié)閥和煙氣旁路調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定曲線，圖3中的橫坐標(biāo)為溫度控制器的輸出值LMN(經(jīng)限幅和斜坡處理后)，范圍為0%?100%，縱坐標(biāo)為調(diào)節(jié)閥開度，范圍為O?100% (0%表示調(diào)節(jié)閥全關(guān)，100%表示調(diào)節(jié)閥全開)，粗實(shí)線為煙氣回收調(diào)節(jié)閥4的開度設(shè)定值，細(xì)實(shí)線為煙氣旁路調(diào)節(jié)閥3的開度設(shè)定值，橫坐標(biāo)上的HrV，BpVO, BpVC三個(gè)參數(shù)均為可調(diào)參數(shù)。
[0040]其中HrV為回收調(diào)節(jié)閥4開度設(shè)定值由依據(jù)溫度控制器輸出值執(zhí)行線性開度設(shè)定值切換到固定為100%全開設(shè)定值時(shí)的溫度控制器輸出切換閾值，在本實(shí)施例中取33% ；BpVO為旁路調(diào)節(jié)閥3開度設(shè)定值由固定為100%全開設(shè)定值切換到依據(jù)溫度控制器輸出值執(zhí)行線性開度設(shè)定值時(shí)的溫度控制器輸出切換閾值，在本實(shí)施例中取18% ;BpVC為旁路調(diào)節(jié)閥3開度設(shè)定值由依據(jù)溫度控制器輸出值執(zhí)行線性開度設(shè)定值切換到固定為0%全關(guān)設(shè)定值時(shí)的溫度控制器輸出切換閾值，在本實(shí)施例中取55%。
[0041]按圖3所示的開度設(shè)定曲線，煙氣回收調(diào)節(jié)閥4開度設(shè)定值Recsp可按下式計(jì)算:
【權(quán)利要求】
1.一種加熱爐煙氣余熱回收溫度控制系統(tǒng)，包括在煙氣進(jìn)氣管道和煙氣排氣管道之間的主煙氣管路和旁路煙氣管道以及進(jìn)水冷水管道和出水熱水管道之間的水管；其特征在于，還包括煙氣余熱回收換熱器、加熱爐PLC控制系統(tǒng)以及與加熱爐PLC控制系統(tǒng)相連接的煙氣回收切斷閥、煙氣旁路調(diào)節(jié)閥、煙氣回收調(diào)節(jié)閥、進(jìn)水溫度計(jì)、回水溫度計(jì)、回水壓力變送器和回水流量計(jì)；所述煙氣回收切斷閥、換熱器與煙氣回收調(diào)節(jié)閥依次安裝在主煙氣管路上，煙氣旁路調(diào)節(jié)閥安裝在旁路煙氣管道上；所述換熱器還與進(jìn)水冷水管道和出水熱水管道之間的水管聯(lián)接，所述進(jìn)水溫度計(jì)安裝在換熱器與進(jìn)水冷水管道之間的水管上，所述回水溫度計(jì)、回水壓力變送器和回水流量計(jì)依次安裝在換熱器與出水熱水管道之間的水管上。
2.一種煙氣余熱回收溫度控制方法，其特征在于，包括以下步驟:1)當(dāng)需要回收煙氣中的余熱時(shí)，由加熱爐PLC控制系統(tǒng)控制打開煙氣回收切斷閥，并定時(shí)采集熱水回水溫度計(jì)檢測(cè)的熱水回水溫度； 2)加熱爐PLC控制系統(tǒng)根據(jù)回水熱水溫度設(shè)定值和由回水溫度計(jì)傳回的回水熱水溫度檢測(cè)值，計(jì)算回水熱水溫度設(shè)定值和回水熱水溫度檢測(cè)值的偏差； 3)在溫度控制器中對(duì)溫度偏差值做PI比例積分運(yùn)算后輸出計(jì)算結(jié)果； 4)對(duì)溫度控制器輸出的結(jié)果進(jìn)行限幅和斜坡處理； 5)結(jié)合開度設(shè)定曲線分別計(jì)算出煙氣回收調(diào)節(jié)閥和煙氣旁路調(diào)節(jié)閥的開度設(shè)定值； 所述煙氣回收調(diào)節(jié)閥的開度設(shè)定曲線為當(dāng)溫度控制器的輸出值從0%變?yōu)?ZrK時(shí)，回收 調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定值從0%至100%線性變化；當(dāng)溫度控制器的輸出值大于/ZrK時(shí)，保持回收調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定值為100%全開； 所述煙氣旁路調(diào)節(jié)閥的開度設(shè)定曲線為當(dāng)溫度控制器的輸出值為0%至辦ra時(shí)，保持旁路調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定值為100%全開，當(dāng)溫度控制器的輸出值為BpVO至BpVC時(shí)，旁路調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定值從100%至0%線性變化；當(dāng)溫度控制器的輸出值大于辦E時(shí)，保持旁路調(diào)節(jié)閥的開度設(shè)定值為0%全關(guān)； 其中汝K，Bp VO,Bp VC三個(gè)參數(shù)均為可調(diào)參數(shù)，分別如下:汝K表示回收調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定值由依據(jù)溫度控制器輸出值執(zhí)行線性開度設(shè)定值切換到固定為100%全開設(shè)定值時(shí)的溫度控制器輸出切換閾值表示旁路調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定值由固定為100%全開設(shè)定值切換到依據(jù)溫度控制器輸出值執(zhí)行線性開度設(shè)定值時(shí)的溫度控制器輸出切換閾值;辦^表示旁路調(diào)節(jié)閥開度設(shè)定值由依據(jù)溫度控制器輸出值執(zhí)行線性開度設(shè)定值切換到固定為0%全關(guān)設(shè)定值時(shí)的溫度控制器輸出切換閾值； 6)加熱爐PLC控制系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算出的開度設(shè)定值分別控制煙氣回收調(diào)節(jié)閥和煙氣旁路調(diào)節(jié)閥的開度； 7)當(dāng)不需要回收煙氣中的余熱時(shí)，由加熱爐PLC控制系統(tǒng)控制煙氣回收切斷閥關(guān)閉，煙氣回收切斷閥0%全關(guān)，煙氣旁路調(diào)節(jié)閥100%全開，溫度控制器的輸出強(qiáng)制為0%。
【文檔編號(hào)】F27D17/00GK104075584SQ201410334809
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】周登科 申請(qǐng)人:中冶南方工程技術(shù)有限公司