[发明专利]一种不间断电石炉余热回收控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电石炉余热回收系统及方法，具体涉及一种不间断电石炉余热回收控制系统及方法。

背景技术

电石是重要的基础化工原料，在保障国民经济平稳较快增长、满足相关行业需求等方面发挥着重要的作用。我国资源“少油、缺气、煤炭相对丰富”的现状，决定了电石仍将在今后的国民经济发展中具有不可替代的重要作用。近年来，我国电石行业发展速度较快，己成为世界第一生产和消费大国。2014年，我国电石产量达到2600万吨，产能约占世界总产能的90％以上。但是，我国的电石产业仍然面临着“能耗较高、安全环保水平低、自动化程度差”三大问题。2014年初，为规范电石行业发展秩序，进一步促进产业结构升级，工信部出台了电石行业准入条件，专门对新建电石炉及老旧电石炉的能耗、排放、节能等方面提出了新的要求，对电石炉的技术改造的已经刻不容缓。

电石生产主要有两部分的余热，一个是电石炉的烟气余热，另外一个是电石冷却过程中的显热。刚出炉的熔融电石温度高达2000度左右，而当前电石生产中，熔融状态电石一般是自然冷却，通过长时间自然冷却或风冷来实现。这种冷却方法存在着大量的能量浪费。将冷却过程中的余热加以合理回收利用是电石生产节能减排的重要技术改造措施。

专利申请号为201410494945.3、201410238546.0和201310251649.6的专利分别提出了自己设计的电石冷却过程中的余热回收方法和装置，为电石炉显热的回收利用提供了很好的参考意义。但是上面几个专利当中都存在一个共同的缺点，电石生产的不连续性影响了余热回收的利用。以上几种专利基本上采用的都是一个封闭的隔热空间，通过风冷或者热管交换器将热量交换出来。当电石容器需要更换的时候，或者电石生产中间间隔较大的时候，密闭容器需要进行更换电石，或多或少都会影响到热量回收的风量大小，造成热量回收的不稳定性。

发明内容

本发明的目的是要提供一种不间断电石炉余热回收控制系统及方法，解决现有电石炉余热回收中生产间接性对余热持续利用的问题。

本发明的目的是这样实现的：该余热回收控制系统包括余热回收室、热管交换器、冷却循环风装置、热水及蒸汽循环装置和PLC自动控制装置；余热回收室、热管交换器、冷却循环风装置和热水及蒸汽循环装置与PLC自动控制装置连接；余热回收室两头为密封门，余热回收室上端一头有冷却风的进风口、一头有冷却风的出风口，余热回收室的两端的风口均设有控制阀；余热回收室内底部有轨道，在余热回收室的前后及上门装有壁式热管交换器，热管交换器位于冷却循环风装置的中间位置；热水及蒸汽循环装置的冷水通过给循环水泵和余热回收室墙壁的热管与热管交换器连接，冷却水通过补水阀与循环水泵连接。

所述的PLC自动控制装置的包括PLC和上位机，上位机为工控机，PLC的输出端与上位机的输入端连接；PLC包括输入检测单元、输出控制单元以及上位机监控单元；输入检测单与输入信号连接，所述的输入信号包括各个热量回收室当前的温度、压力参数，热风循环系统的各个部分的风量、压力、温度，冷水及蒸汽循环系统的各个部分压力、温度及流量，各个阀门的状态，循环风机的状态，循环水泵的状态和发电负荷情况；所述的输出信号包括各个热量回收室两端的控制阀的开关控制，循环风机的转速控制，循环水泵的转速控制，补水阀门的控制，补风阀门的控制；所述的上位机监控单元根据PLC输入信号的状态，进行分析判断得出需要调节的控制系统，并输出给调节机构。

余热回收方法：熔融电石余热回收发电系统采用多个密封余热回收室并联的方式进行热量回收；通过计算电石炉的产量，以及电石运载车的数量，合理的安排电石的热量回收过程，使得电石炉在间断的生产过程中，电石冷却余热回收室始终进行，而余热回收发电利用的过程就不会因为电石炉的间断生产性而中断，实现了发电的持续性；整个熔融电石余热回收发电系统采用多个密封余热回收室并联的方式进行热量回收；具体步骤为：

(1)加工好的熔融电石装在电石运载车，通过上位机及PLC的计算，辨别其需要送到的余热回收室的位置，然后上位机及PLC控制该余热回收室的两端阀门的关闭与进入闸门的开启，让电石运载车顺利进入电；在电石运载车吸收完热量准备出余热回收室的时候，同样需要上位机及PLC进行控制余热回收室两端的阀门关闭，开启余热回收室的闸门，让电石运载车顺利通过轨道离开；

(2)冷风循环在风机的作用下，首先通过壁式热管，在各个余热回收室进行预热，然后经过热交换器与热水循环系统进行热交换，热水经过加热变成蒸汽，供给燃气轮机进行发电；