公布日：2023.10.10
申請日：2023.07.12
分類號：G05D7/06(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I
摘要
本發明公開了一種污泥炭化爐熱解的自動溫控方法，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；裂解氣焓值計算步驟S2，裂解氣焓值計算步驟S2計算裂解氣的當前焓值；天然氣焓值計算步驟S3，裂解氣焓值和天然氣焓值構成總焓值，根據總焓值、裂解氣焓值計算天然氣焓值；理論天然氣流量計算步驟S4，由天然氣焓值計算天然氣流量；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、及天然氣流量對應的空氣流量輸出，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，通過調節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。
權利要求書
1.一種污泥炭化爐熱解的自動溫控方法，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；裂解氣焓值計算步驟，所述裂解氣焓值計算步驟計算所述裂解氣的當前裂解氣焓值；天然氣需求焓值計算步驟，所述天然氣焓值計算步驟計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和所述當前裂解氣焓值有關；理論天然氣流量計算步驟，所述理論天然氣流量計算步驟計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應的空氣流量輸出，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，通過調節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.根據權利要求1所述的自動溫控方法，其特征在于，在所述裂解氣焓值計算步驟中，所述裂解氣焓值與裂解氣流量和裂解氣熱值有關，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.根據權利要求2所述的自動溫控方法，其特征在于，在所述裂解氣焓值計算步驟中，所述裂解氣流量采用恒壓控制以保證所述裂解氣的穩定運行。
4.根據權利要求3所述的自動溫控方法，其特征在于，在所述裂解氣焓值計算步驟中，通過控制壓力閥門的開度以實現所述裂解氣流量的恒壓控制。
5.根據權利要求1所述的自動溫控方法，其特征在于，在所述天然氣需求焓值計算步驟中，還包括空燃比補償子步驟，在所述空燃比補償子步驟中，計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系，所述裂解空氣量＝α×FG2×K1，其中α為空燃比補償系數，FG2為裂解氣流量，K1為裂解氣空燃比。
6.根據權利要求5所述的自動溫控方法，其特征在于，在所述空燃比補償子步驟中，在所述空燃比補償子步驟中實現所述裂解氣自動溫控，所述空燃比補償系數α與所述污泥炭化爐熱解排出的尾端煙氣的氧含量有關，在檢測到所述氧含量為5％～7％時，所述空燃比補償系數α＝1；在檢測到所述氧含量為3％～5％時，所述空燃比補償系數α＝1.25～1.35；在檢測到所述氧含量小于3％時，所述空燃比補償系數α＝2.45～2.55；在檢測到氧含量大于7％時，所述空燃比補償子系數α＝0.75～0.85。
7.根據權利要求6所述的自動溫控方法，其特征在于，所述氧含量由氧分析儀檢測。
8.根據權利要求1所述的自動溫控方法，其特征在于，在所述天然氣流量控制步驟中，計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，實現所述天然氣自動溫控。
9.根據權利要求8所述的自動溫控方法，其特征在于，在所述天然氣流量控制步驟中，檢測天然氣配風管道中的當前空氣流量FAR，基于所述當前空氣氣流量FAR，計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，X2為天然氣低限系數，K2為天然氣空燃比。
10.根據權利要求9所述的自動溫控方法，其特征在于，所述高限系數X1＝1.15～1.25；和/或所述低限系數X2＝0.65～0.75。
11.根據權利要求10所述的自動溫控方法，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.根據權利要求11所述的自動溫控方法，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.根據權利要求12所述的自動溫控方法，其特征在于，在所述天然氣流量控制步驟中，檢測天然氣管道中的當前天然氣流量FGR，基于所述當前天然氣流量FGR計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，所述y2為空氣低限系數。
14.根據權利要求13所述的自動溫控方法，其特征在于，所述空氣高限系數y1＝1.29～1.31；和/或所述空氣低限系數y2＝0.84～0.86。
15.根據權利要求14所述的自動溫控方法，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。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種污泥炭化爐熱解的自動溫控方法，能夠實現污泥碳化熱解較為節能的燃燒自動溫度控制。
為了實現上述目的，本發明提供了一種污泥炭化爐熱解的自動溫控方法，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；裂解氣焓值計算步驟，裂解氣焓值計算步驟計算裂解氣的當前裂解氣焓值；天然氣需求焓值計算步驟，天然氣焓值計算步驟計算天然需求氣焓值，天然氣需求焓值與需求總焓值Hx和當前裂解氣焓值有關；理論天然氣流量計算步驟，理論天然氣流量計算步驟計算理論天然氣流量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、及天然氣流量對應的空氣流量輸出，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，通過調節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。
進一步的，在裂解氣焓值計算步驟中，在裂解氣焓值計算步驟中，裂解氣焓值與裂解氣流量和裂解氣熱值有關，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量值。
進一步的，在裂解氣焓值計算步驟中，裂解氣流量采用恒壓控制以保證裂解氣的穩定運行。
進一步的，在裂解氣焓值計算步驟中，通過控制壓力閥門的開度以實現裂解氣流量的恒壓控制。
進一步的，在天然氣需求焓值計算步驟中，還包括空燃比補償子步驟，在空燃比補償子步驟中，計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系，裂解空氣量＝α×FG2×K1，其中α為空燃比補償系數，FG2為裂解氣流量，K1為裂解氣空燃比。
進一步的，在空燃比補償子步驟中，空燃比補償系數α與污泥炭化爐熱解排出的尾端煙氣的氧含量有關，在檢測到氧含量為5％～7％時，空燃比補償系數α＝1；在檢測到氧含量為3％～5％時，空燃比補償系數α＝1.25～1.35；在檢測到氧含量小于3％時，空燃比補償系數α＝2.45～2.55；在檢測到氧含量大于7％時，空燃比補償系數α＝0.75～0.85，在空燃比補償子步驟中實現裂解氣自動溫控。
進一步的，氧含量由氧分析儀檢測。
進一步的，在天然氣流量控制步驟中，計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，實現天然氣自動溫控。
進一步的，在天然氣流量控制步驟中，檢測天然氣配風管道中的當前空氣流量FAR，基于當前空氣氣流量FAR，計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，X2為天然氣低限系數，K2為天然氣空燃比。
進一步的，高限系數X1＝1.15～1.25；和/或低限系數X2＝0.65～0.75。
進一步的，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。
進一步的，在天然氣流量控制步驟中，檢測天然氣管道中的當前天然氣流量FGR，基于當前天然氣流量FGR計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，y2為空氣低限系數。
進一步的，空氣高限系數y1＝29～1.31；和/或空氣低限系數y2＝0.84～0.86。
進一步的，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。
應用本發明的技術方案，至少實現了如下有益效果：
1、本發明在溫度控制的基礎上，考慮熱焓變換處理、前饋控制，實現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，節約了天然氣成本；
3、裂解氣定壓控制，穩定了燃燒工藝；
4、天然氣雙交叉限幅的投入，燃燒在最適空燃比范圍內波動，節約了能耗；
5、整個燃燒過程全程自動化，為整體工藝自動控制提供了基礎。
（發明人：安瑩玉;楊永茂;李中杰;吳云生;張宇昕;陳鑫）
