公布日：2023.10.10
申请日：2023.07.12
分类号：G05D7/06(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种污泥炭化炉热解的自动温控方法，包括：炭化炉温度控制步骤S1，炭化炉温度控制步骤S1输出炭化炉所需的总焓值；裂解气焓值计算步骤S2，裂解气焓值计算步骤S2计算裂解气的当前焓值；天然气焓值计算步骤S3，裂解气焓值和天然气焓值构成总焓值，根据总焓值、裂解气焓值计算天然气焓值；理论天然气流量计算步骤S4，由天然气焓值计算天然气流量；天然气流量控制步骤S5，天然气流量控制步骤S5控制天然气流量输出、及天然气流量对应的空气流量输出，天然气流量控制步骤S5输出天然气流量控制值和空气流量控制值，通过调节天然气流量控制值和空气流量控制值以满足炭化炉的温度要求。
权利要求书
1.一种污泥炭化炉热解的自动温控方法，其特征在于，包括：炭化炉温度控制步骤，所述炭化炉温度控制步骤输出所述炭化炉所需的需求总焓值Hx；裂解气焓值计算步骤，所述裂解气焓值计算步骤计算所述裂解气的当前裂解气焓值；天然气需求焓值计算步骤，所述天然气焓值计算步骤计算所述天然气需求焓值，所述天然气需求焓值与所述需求总焓值Hx和所述当前裂解气焓值有关；理论天然气流量计算步骤，所述理论天然气流量计算步骤计算所述理论天然气流量FG1，所述理论天然气流量FG1与所述天然气需求焓值成正比；天然气流量控制步骤，所述天然气流量控制步骤控制天然气流量输出、及所述天然气流量对应的空气流量输出，所述天然气流量控制步骤输出天然气流量控制值和空气流量控制值，通过调节天然气流量控制值和空气流量控制值以满足所述炭化炉的温度要求。
2.根据权利要求1所述的自动温控方法，其特征在于，在所述裂解气焓值计算步骤中，所述裂解气焓值与裂解气流量和裂解气热值有关，所述裂解气焓值H2＝FG2×Q2，其中，FG2为所述裂解气流量，Q2为所述裂解气的热值。
3.根据权利要求2所述的自动温控方法，其特征在于，在所述裂解气焓值计算步骤中，所述裂解气流量采用恒压控制以保证所述裂解气的稳定运行。
4.根据权利要求3所述的自动温控方法，其特征在于，在所述裂解气焓值计算步骤中，通过控制压力阀门的开度以实现所述裂解气流量的恒压控制。
5.根据权利要求1所述的自动温控方法，其特征在于，在所述天然气需求焓值计算步骤中，还包括空燃比补偿子步骤，在所述空燃比补偿子步骤中，计算所述裂解气流量所需的裂解空气量，所述裂解空气量与所述裂解气流量为线型关系，所述裂解空气量＝α×FG2×K1，其中α为空燃比补偿系数，FG2为裂解气流量，K1为裂解气空燃比。
6.根据权利要求5所述的自动温控方法，其特征在于，在所述空燃比补偿子步骤中，在所述空燃比补偿子步骤中实现所述裂解气自动温控，所述空燃比补偿系数α与所述污泥炭化炉热解排出的尾端烟气的氧含量有关，在检测到所述氧含量为5％～7％时，所述空燃比补偿系数α＝1；在检测到所述氧含量为3％～5％时，所述空燃比补偿系数α＝1.25～1.35；在检测到所述氧含量小于3％时，所述空燃比补偿系数α＝2.45～2.55；在检测到氧含量大于7％时，所述空燃比补偿子系数α＝0.75～0.85。
7.根据权利要求6所述的自动温控方法，其特征在于，所述氧含量由氧分析仪检测。
8.根据权利要求1所述的自动温控方法，其特征在于，在所述天然气流量控制步骤中，计算理论天然气量低选值和理论天然气量高选值以及所述空气流量的理论空气量低选值和理论空气量高选值，在所述天然气流量控制步骤中，实现所述天然气自动温控。
9.根据权利要求8所述的自动温控方法，其特征在于，在所述天然气流量控制步骤中，检测天然气配风管道中的当前空气流量FAR，基于所述当前空气气流量FAR，计算所述理论天然气量高选值和所述理论天然气量低选值，所述理论天然气量高选值＝X1×(FAR÷K2)，所述理论天然气量低选值＝X2×(FAR÷K2)，X1为天然气高限系数，X2为天然气低限系数，K2为天然气空燃比。
10.根据权利要求9所述的自动温控方法，其特征在于，所述高限系数X1＝1.15～1.25；和/或所述低限系数X2＝0.65～0.75。
11.根据权利要求10所述的自动温控方法，其特征在于，在所述天然气流量控制步骤中，在所述理论天然气流量FG1、理论天然气量高选值、理论天然气量低选值中，选取中间值作为所述天然气流量控制值。
12.根据权利要求11所述的自动温控方法，其特征在于，在所述天然气流量控制步骤中，所述空气流量的理论空气流量与所述理论天然气流量FG1为线型关系，所述理论空气流量为K2FG1，在所述理论空气流量K2FG1、理论空气量高选值、理论空气量低选值中，选取中间值作为所述空气流量控制值。
13.根据权利要求12所述的自动温控方法，其特征在于，在所述天然气流量控制步骤中，检测天然气管道中的当前天然气流量FGR，基于所述当前天然气流量FGR计算所述理论空气量高选值和所述理论空气量低选值，所述理论空气量高选值＝y1×FGR×K2，所述理论天然气量低选值＝y2×FGR×K2，所述y1为空气高限系数，所述y2为空气低限系数。
14.根据权利要求13所述的自动温控方法，其特征在于，所述空气高限系数y1＝1.29～1.31；和/或所述空气低限系数y2＝0.84～0.86。
15.根据权利要求14所述的自动温控方法，其特征在于，基于所述天然气流量的控制值利用PID算法输出天然气阀开度来控制所述天然气流量控制值；和/或基于所述空气流量的控制值利用PID算法输出空气阀开度来控制所述空气流量控制值。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种污泥炭化炉热解的自动温控方法，能够实现污泥碳化热解较为节能的燃烧自动温度控制。
为了实现上述目的，本发明提供了一种污泥炭化炉热解的自动温控方法，包括：炭化炉温度控制步骤，炭化炉温度控制步骤输出炭化炉所需的需求总焓值Hx；裂解气焓值计算步骤，裂解气焓值计算步骤计算裂解气的当前裂解气焓值；天然气需求焓值计算步骤，天然气焓值计算步骤计算天然需求气焓值，天然气需求焓值与需求总焓值Hx和当前裂解气焓值有关；理论天然气流量计算步骤，理论天然气流量计算步骤计算理论天然气流量FG1，理论天然气流量FG1与天然气需求焓值成正比；天然气流量控制步骤，天然气流量控制步骤控制天然气流量输出、及天然气流量对应的空气流量输出，天然气流量控制步骤输出天然气流量控制值和空气流量控制值，通过调节天然气流量控制值和空气流量控制值以满足炭化炉的温度要求。
进一步的，在裂解气焓值计算步骤中，在裂解气焓值计算步骤中，裂解气焓值与裂解气流量和裂解气热值有关，裂解气焓值H2＝FG2×Q2，其中，FG2为裂解气流量，Q2为裂解气的热值，裂解气的热值为变化范围较大的测量值。
进一步的，在裂解气焓值计算步骤中，裂解气流量采用恒压控制以保证裂解气的稳定运行。
进一步的，在裂解气焓值计算步骤中，通过控制压力阀门的开度以实现裂解气流量的恒压控制。
进一步的，在天然气需求焓值计算步骤中，还包括空燃比补偿子步骤，在空燃比补偿子步骤中，计算裂解气流量所需的裂解空气量，裂解空气量与裂解气流量为线型关系，裂解空气量＝α×FG2×K1，其中α为空燃比补偿系数，FG2为裂解气流量，K1为裂解气空燃比。
进一步的，在空燃比补偿子步骤中，空燃比补偿系数α与污泥炭化炉热解排出的尾端烟气的氧含量有关，在检测到氧含量为5％～7％时，空燃比补偿系数α＝1；在检测到氧含量为3％～5％时，空燃比补偿系数α＝1.25～1.35；在检测到氧含量小于3％时，空燃比补偿系数α＝2.45～2.55；在检测到氧含量大于7％时，空燃比补偿系数α＝0.75～0.85，在空燃比补偿子步骤中实现裂解气自动温控。
进一步的，氧含量由氧分析仪检测。
进一步的，在天然气流量控制步骤中，计算理论天然气量低选值和理论天然气量高选值以及空气流量的理论空气量低选值和理论空气量高选值，在天然气流量控制步骤中，实现天然气自动温控。
进一步的，在天然气流量控制步骤中，检测天然气配风管道中的当前空气流量FAR，基于当前空气气流量FAR，计算理论天然气量高选值和理论天然气量低选值，理论天然气量高选值＝X1×(FAR÷K2)，理论天然气量低选值＝X2×(FAR÷K2)，X1为天然气高限系数，X2为天然气低限系数，K2为天然气空燃比。
进一步的，高限系数X1＝1.15～1.25；和/或低限系数X2＝0.65～0.75。
进一步的，在天然气流量控制步骤中，在理论天然气流量FG1、理论天然气量高选值、理论天然气量低选值中，选取中间值作为天然气流量的控制值。
进一步的，在天然气流量控制步骤中，空气流量的理论空气流量与理论天然气流量FG1为线型关系，理论空气流量为K2FG1，在理论空气流量K2FG1、理论空气量高选值、理论空气量低选值中，选取中间值作为空气流量控制值。
进一步的，在天然气流量控制步骤中，检测天然气管道中的当前天然气流量FGR，基于当前天然气流量FGR计算理论空气量高选值和理论空气量低选值，理论空气量高选值＝y1×FGR×K2，理论天然气量低选值＝y2×FGR×K2，y1为空气高限系数，y2为空气低限系数。
进一步的，空气高限系数y1＝29～1.31；和/或空气低限系数y2＝0.84～0.86。
进一步的，基于天然气流量的控制值利用PID算法输出天然气阀开度来控制天然气流量控制值；和/或基于空气流量的控制值利用PID算法输出空气阀开度来控制空气流量控制值。
应用本发明的技术方案，至少实现了如下有益效果：
1、本发明在温度控制的基础上，考虑热焓变换处理、前馈控制，实现了裂解气和天然气的综合控制；
2、通过裂解气热焓等效方式，极大的回用了裂解气，节约了天然气成本；
3、裂解气定压控制，稳定了燃烧工艺；
4、天然气双交叉限幅的投入，燃烧在最适空燃比范围内波动，节约了能耗；
5、整个燃烧过程全程自动化，为整体工艺自动控制提供了基础。
（发明人：安莹玉;杨永茂;李中杰;吴云生;张宇昕;陈鑫）