[发明专利]一种高温旋风分离器机械密封装置及其控制方法

权利要求书

1.一种高温旋风分离器机械密封装置，其特征在于：由密封阀、执行机构、差压控制系统三部分构成，所述密封阀由阀体、闸板、阀杆、闸板仓、阀杆定位销、耐火衬里、闸板仓反吹气管路、斜拉筋、阀盖组成，所述执行机构由电气阀门定位器、气缸、仪表气管路组成，所述差压控制系统由引压基点、差压变送器、引压口以及控制装置组成；

所述阀体为空心圆柱金属壳体，阀体两端与旋风分离器料腿通过法兰连接，阀体中部设有闸板，闸板与阀杆连接，能在阀体内平移运动；紧贴阀体内壁设置有耐火衬里；阀体侧面设有矩形开孔，开孔处与闸板仓的一端相连，闸板仓内部中心设有阀杆，闸板仓内水平方向设有阀杆定位销，闸板仓的端部设有阀盖；

所述闸板仓为空心长方体金属壳体，闸板仓一端与阀体侧壁上的矩形开孔相连，另一端与阀盖相连，在闸板仓靠近阀盖一端的侧壁上设置有闸板仓反吹气管路，在闸板仓靠近阀盖一端的端面上设置有供阀杆穿过的圆孔，紧贴闸板仓侧壁面内部设置有耐火衬里，闸板仓内部空腔的外廓尺寸等于闸板的外廓尺寸加上盈余间隙；

阀杆的另一端连接气缸；斜拉筋一端连接旋风分离器料腿，另一端连接气缸；

所述执行机构的气缸外侧设有电气阀门定位器、气缸底部连接仪表气管路；控制装置向电气阀门定位器发出阀门控制的位置信号，电气阀门定位器将这个信号转化为气缸的运动命令，气缸内活塞在仪表气气源的动力下推动或者拉动阀杆，进而控制闸板的运动；

所述差压控制系统，控制装置采集引压基点与引压口之间的压差，通过压差计算出旋风分离器料腿内的物料高度，判断物料高度是否满足需求来控制密封阀内闸板的开度，这是一个动态过程，通过PID控制实时采集压差和控制闸板开度；

所述的高温旋风分离器机械密封装置的控制方法，包括：

首先控制装置采集引压基点与引压口之间的压差，通过压差计算出旋风分离器料腿内的物料高度，判断物料高度是否满足需求，不满足需求则通过运算向电气阀门定位器发出阀门控制的位置信号，电气阀门定位器将这个信号转化为气缸的运动命令，气缸内活塞在仪表气气源的动力下推动或者拉动阀杆，控制闸板的运动，进而控制料腿内高温物料的下落；

所述控制方法采用多段式PID控制逻辑，根据料腿内物料层高度与物料层压降之间的线性比例关系，通过DCS中PID回路控制电气阀门定位器进而调节阀门开度，使得物料层升高或降低，最终将引压口与引压基点之间的压差调整至设定值；所述引压口沿物料层高度方向采用多点布置形式以避免由于某一点引压口堵塞造成的数据测量误差和控制偏差；物料层压差与高度之间的函数关系式以及PID控制阀门开度的公式为：

ΔP = ρg H

其中：ΔP为物料层压差，H为物料层高度，ρ为物料层密度，g为重力加速度；

FeedBack = Kp × ((ΔΔP –ΔΔP_last) + Index × Ki × ΔΔP + Kd × (ΔΔP- 2 × ΔΔP_last +ΔΔP_next))

其中：FeedBack为反馈给阀门的开度值，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，ΔΔP为本次测量ΔP与设定ΔP间的差值，ΔΔP_last为上次测量ΔP与设定ΔP间的差值，ΔΔP_next为上上次测量ΔP与设定ΔP间的差值，Index为积分分离系数。

2.根据权利要求1所述的高温旋风分离器机械密封装置，其特征在于：所述闸板为矩形和半圆形组成的舌型耐高温不锈钢金属板片，闸板与阀杆的一端采用卡扣连接，阀杆带动闸板在阀体和闸板仓的联通空间内平移运动。

3.根据权利要求1所述的高温旋风分离器机械密封装置，其特征在于：所述阀杆为耐高温不锈钢金属材质，阀杆的一端与闸板采用卡扣连接，另一端穿过闸板仓和阀盖与气缸采用螺纹相连，阀杆与阀盖之间采用密封环堆叠密封；

所述阀杆定位销与阀杆的材质相同，阀杆定位销与阀杆焊接，阀杆带动阀杆定位销在闸板仓的空腔内平移运动，当阀杆定位销移动到闸板仓端部时起限位作用。