[发明专利]快速热解炉的温度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭及生物质快速热解领域，尤其涉及一种多蓄热式辐射管快速热解炉的温度控制方法。

背景技术

随着蓄热式辐射管快速热解炉应用越来越广泛，其温度控制的问题也日渐突出。快速热解炉的温度取决于燃料燃烧过程的放热速率与原料热解过程的吸热速率。当燃料燃烧放热速率慢，原料热解在接近平衡的条件下进行，快速热解炉的温度于一定范围内，燃料燃烧放出的热量就会迅速传递给原料，并被热解反应吸收。但是，当燃料燃烧速率大于原料热解过程的吸热速率，燃料燃烧的热量大于原料热解所需的吸热量，此时快速热解炉的温度就会超过平衡温度范围。而快速热解炉的燃料用量又与快速热解炉温度控制有关。

此外，快速热解炉的温度控制还应考虑产量及物料的情况。当产量较低，即喂料量较小，进料螺旋的转速亦较慢，此时应相应降低快速热解炉温度。因快速热解炉温度过高，一方面会增加热耗，另一方面还不利于热工制度的稳定。总之，在快速热解炉能力许可的情况下应适当提高快速热解炉温度以实现提高效率的目的

值得注意的是，现有技术在控制蓄热式辐射管快速热解炉的温度时，往往忽略了炉体内超温和故障的蓄热式辐射管，在温度控制时，仍将炉体内超温和故障的蓄热式辐射管的作为正常蓄热式辐射管使用，显然是不适宜的，会导致温度控制不准确。当有部分辐射管停止燃烧时，燃气流量不变化会造成其他的辐射管空燃比配比不当，燃烧不稳定，进而严重影响原料的热解或浪费大量资源、增加成本，损失可能无法估量。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种快速热解炉的温度控制方法，使得温度控制更准确，提高热解效率，减少能源损耗。

本发明提供的快速热解炉的温度控制方法，包括以下步骤：

在快速热解炉的炉体内分区设置多个温度控制区，各温度控制区内均设置多个蓄热式辐射管以及与所述蓄热式辐射管连接的燃气调节阀、空气调节阀；在所述快速热解炉的各温度控制区的炉体内设置热电偶，测量各温度控制区内的炉体温度；在每个所述蓄热式辐射管上设置单独的热电偶，测量所述蓄热式辐射管的温度；

将炉体温度的信号传给控制器，然后所述控制器执行控制程序进行计算与判断，判断所述热解炉的各温度控制区的工作状态为升温阶段或工作阶段，设定目标温度；

将所述蓄热式辐射管的温度信号传给所述控制器，确定炉体内超温和故障的蓄热式辐射管数量，所述控制器根据目标温度计算，确定燃气流量与空气流量，并控制所述燃气调节阀和所述空气调节阀的开度，进而调节各温度控制区的温度。

进一步地，在判断所述热解炉的各温度控制区的工作状态时，设置参考温度设定值，若炉体温度小于设定值，则对应的温度控制区处在升温阶段，若炉体温度大于或等于设定值，则对应的温度控制区处在工作阶段。

更进一步地，将所述蓄热式辐射管的换向信号传给所述控制器，所述控制器及时控制所述燃气调节阀和所述空气调节阀开度。

更进一步地，将所述蓄热式辐射管连接压力传感器和烟气调节阀，用所述压力传感器测量烟气的压力，并将压力信号传给所述控制器。

具体地，利用所述控制器执行控制程序，根据所述压力信号进行计算与判断，生成相应的控制指令，控制所述烟气调节阀的开度。

特别地，当所述温度控制区内所述蓄热式辐射管升温达到上限值时，所述蓄热式辐射管停止燃烧，所述燃气调节阀关闭，所述温度控制区内的燃气流量减少，空气流量不减少；当所述蓄热式辐射管停止燃烧，所述燃气调节阀关闭，所述蓄热式辐射管内的燃气流量不变，空气流量增加。

进一步地，用所述控制器接收与所述快速热解炉相连的螺旋进料机的速度信号，所述控制器根据该速度信号设定目标温度，并对所述快速热解炉的温度进行调节。

优选地，在工作阶段时，设定所述目标温度与所述速度信号成线性关系。

具体地，所述控制器根据PID调节及双交叉限幅控制理论设定燃气流量F_燃气设定，并调节所述燃气调节阀。

F_燃气设定∈(Min,Max),[Max＝(1+σ)×F_{实际空气流量}×α×(N-n₁-n₂)/(N-n₂)，Min＝(1-σ)×F_{实际空气流量}×α×(N-n₁-n₂)/(N-n₂)]；其中，