一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)，屬于余熱回收控制領(lǐng)域。本實(shí)用新型中的上升管換熱器組包括上升管，上升管的進(jìn)水端設(shè)有電動閥，上升管的荒煤氣出口處設(shè)有測溫元件，測溫元件通過控制元件與電動閥邏輯聯(lián)鎖，控制元件根據(jù)測溫元件檢測的溫度控制電動閥的進(jìn)水流量；控制元件包括總CPU和現(xiàn)場CPU，一臺總CPU連接多臺現(xiàn)場CPU，每臺現(xiàn)場CPU控制多組上升管換熱器組。本實(shí)用新型根據(jù)上升管荒煤氣出口溫度控制上升管進(jìn)水流量，將上升管荒煤氣出口溫度控制在設(shè)定溫度值內(nèi)，解決上升管結(jié)焦堵塞的問題；利用多臺現(xiàn)場CPU分管焦?fàn)t系統(tǒng)中的上升管換熱器組，并利用一臺總CPU進(jìn)行監(jiān)控顯示，最大化地提高了系統(tǒng)安全性。
【專利說明】
-種焦妒上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種余熱回收利用系統(tǒng)，更具體地說，設(shè)及一種焦?fàn)t上升管余熱 回收自動控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 煉焦生產(chǎn)是典型的能源再加工和熱能的再回收利用過程，焦炭和煉焦煤氣是其主 要的能源產(chǎn)品。煤在干饋過程中產(chǎn)生的高溫荒煤氣，其余熱的回收與利用歷來是焦化行業(yè) 重點(diǎn)技術(shù)之一。
[0003] 煉焦化學(xué)工業(yè)是影響國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的清潔能源轉(zhuǎn)化的流程工業(yè)，是煉焦煤通過干 饋、實(shí)現(xiàn)焦炭和其關(guān)聯(lián)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝模式，屬于典型的能源流程產(chǎn)業(yè)。焦炭生產(chǎn)過程中， 配合煤在焦?fàn)t中被隔絕空氣加熱干饋，生成焦炭的同時(shí)產(chǎn)生大量的荒煤氣。如下表所示：
[0004]
[0005] 從煉焦生產(chǎn)過程熱平衡分布看，從焦?fàn)t炭化室推出的950°C~1050°C紅焦帶出的 顯熱(高溫余熱）占焦?fàn)t支出熱的37%，650°C~750°C焦?fàn)t荒煤氣帶出熱（中溫余熱）占焦?fàn)t 支出熱的36%，180°C~230°C焦?fàn)t煙道廢氣帶出熱(低溫余熱）占焦?fàn)t支出熱的16%，爐體 表面熱損失(低溫余熱）占焦?fàn)t支出熱的11%。在占焦?fàn)t支出熱最多的兩項(xiàng)中，對焦炭帶出 的顯熱.目前已有成熟的干焰焦裝置回收并發(fā)電，而對焦化荒煤氣帶出的顯熱，雖然從上世 紀(jì)70年代末期國內(nèi)就開始回收嘗試，但至今未形成成熟、可靠、高效的回收利用技術(shù)。
[0006] 焦化廠荒煤氣帶走的余熱，在上升管換熱器的換熱回收過程中，現(xiàn)有控制系統(tǒng)存 在W下兩個(gè)問題。1、溫度不可控，易結(jié)焦。煉焦的整個(gè)過程中，爐膛的溫度是一個(gè)變化的過 程，即上升--平衡--略下降的過程，普通現(xiàn)場單根上升管配備手動球閥，打開的通量是固定 不變的，無法做到實(shí)時(shí)根據(jù)上升管內(nèi)部荒煤氣實(shí)際熱能，改變換熱器循環(huán)水進(jìn)水側(cè)的進(jìn)水 量，使得在煉焦初期荒煤氣溫度低的情況下，或是在循環(huán)水量過多的情況下，導(dǎo)致上升管荒 煤氣出口溫度過低，從而使上升管取熱裝置內(nèi)側(cè)結(jié)焦、粘結(jié)、堵塞。2、溫控系統(tǒng)繁瑣，安全系 數(shù)低。W焦?fàn)t110根上升管系統(tǒng)舉例，如果單根上升管都需單獨(dú)溫控，那么系統(tǒng)的主CPU要實(shí) 時(shí)采集、計(jì)算、控制110套溫控系統(tǒng)，計(jì)算量大，CPU性能要求高，成本昂貴，而且存在主CPU- 旦出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致大面積的停車，所有的上升管溫控均停止，如果長時(shí)間的某個(gè)調(diào)節(jié)閥完 全關(guān)死，又會導(dǎo)致對應(yīng)的上升管長時(shí)間干燒，一旦再次通水，有爆裂的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 1.實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題
[0008] 本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有焦?fàn)t荒煤氣的回收控制系統(tǒng)存在的上述不足，提 供一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)，采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，根據(jù)上升管荒煤 氣出口溫度控制上升管進(jìn)水流量，從而可W將上升管荒煤氣出口溫度控制在設(shè)定溫度值 內(nèi)，解決上升管結(jié)焦堵塞的問題;并且，利用多臺現(xiàn)場CPU分管焦?fàn)t系統(tǒng)中的上升管換熱器 組，并利用一臺總CPU進(jìn)行監(jiān)控和顯示，最大化地提高了系統(tǒng)安全性，極大地規(guī)避了系統(tǒng)擁 痕的可能。
[0009] 2.技術(shù)方案
[0010] 為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為：
[0011] 本實(shí)用新型的一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)，包括上升管換熱器組、汽 包和強(qiáng)制循環(huán)累，所述的汽包與若干組并聯(lián)的上升管換熱器組通過強(qiáng)制循環(huán)累連接成循環(huán) 回路，所述的上升管換熱器組包括安裝于焦?fàn)t上的上升管，所述的上升管的進(jìn)水端設(shè)置有 電動閥，所述的上升管的荒煤氣出口處設(shè)置有測溫元件，所述的測溫元件通過控制元件與 電動閥邏輯聯(lián)鎖，控制元件根據(jù)測溫元件檢測的溫度控制電動閥的進(jìn)水流量;所述的控制 元件包括總CPU和現(xiàn)場CPU，一臺總CPU連接多臺現(xiàn)場CPU,每臺現(xiàn)場CPU控制多組上升管換熱 器組的溫度檢測和進(jìn)水流量調(diào)節(jié)。
[0012] 更進(jìn)一步地，所述的上升管的進(jìn)水端還設(shè)置有與電動閥相并聯(lián)的常開手動閥。
[0013] 更進(jìn)一步地，所述的測溫元件為熱電偶。
[0014] 更進(jìn)一步地，每臺現(xiàn)場CPU控制8組上升管換熱器組。
[0015] 3.有益效果
[0016] 采用本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，與已有的公知技術(shù)相比，具有如下有益效果：
[0017] (1)本實(shí)用新型的一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)，其上升管的進(jìn)水端設(shè) 置有電動閥，上升管的荒煤氣出口處設(shè)置有測溫元件，測溫元件通過控制元件與電動閥邏 輯聯(lián)鎖，控制元件根據(jù)測溫元件檢測的溫度控制電動閥的進(jìn)水流量;控制元件包括總CPU和 現(xiàn)場CPU,-臺總CPU連接多臺現(xiàn)場CPU,每臺現(xiàn)場CPU控制多組上升管換熱器組的溫度檢測 和進(jìn)水流量調(diào)節(jié);根據(jù)上升管荒煤氣出口溫度控制上升管進(jìn)水流量，從而可W將上升管荒 煤氣出口溫度控制在設(shè)定溫度值內(nèi)，解決上升管結(jié)焦堵塞的問題;并且，利用多臺現(xiàn)場CPU 分管焦?fàn)t系統(tǒng)中的上升管換熱器組，并利用一臺總CPU進(jìn)行監(jiān)控和顯示，最大化地提高了系 統(tǒng)安全性，極大地規(guī)避了系統(tǒng)擁痕的可能；
[0018] (2)本實(shí)用新型的一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)，其上升管的進(jìn)水端還 設(shè)置有與電動閥相并聯(lián)的常開手動閥，確保上升管內(nèi)始終有高溫水汽流動，防止上升管干 燒而出現(xiàn)安全隱患，進(jìn)一步提高系統(tǒng)安全性；
[0019] (3)本實(shí)用新型的一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)，其測溫元件為熱電偶， 具有裝配簡單、測量準(zhǔn)確、耐高溫、壽命長等特點(diǎn)；
[0020] (4)本實(shí)用新型的一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)，其每臺現(xiàn)場CPU控制8 組上升管換熱器組，減小了 CPU的計(jì)算量，降低了 CPU的性能要求和成本。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本實(shí)用新型的一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)的示意圖；
[0022] 圖2為本實(shí)用新型中的上升管換熱器組的控制原理示意圖；
[0023] 圖3為本實(shí)用新型中的CPU控制元件的原理示意圖。
[0024] 示意圖中的標(biāo)號說明：
[00巧]1、上升管換熱器組；11、上升管；12、電動閥；13、測溫元件；14、手動閥；2、汽包；3、 強(qiáng)制循環(huán)累;4、總CPU; 5、現(xiàn)場CPU。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作詳細(xì)描述。
[0027] 實(shí)施例
[0028] 結(jié)合圖1和圖2所示，本實(shí)施例的一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)，包括上 升管換熱器組1、汽包2和強(qiáng)制循環(huán)累3,汽包2與若干組并聯(lián)的上升管換熱器組1通過強(qiáng)制循 環(huán)累3連接成循環(huán)回路，實(shí)現(xiàn)換熱介質(zhì)與荒煤氣的熱交換。其中，上升管換熱器組1包括安裝 于焦?fàn)t上的上升管11，上升管11的進(jìn)水端設(shè)置有電動閥12,上升管11的荒煤氣出口處設(shè)置 有測溫元件13,測溫元件13通過控制元件與電動閥12邏輯聯(lián)鎖，控制元件根據(jù)測溫元件13 檢測的溫度控制電動閥12的進(jìn)水流量，從而可W將上升管荒煤氣出口溫度控制在設(shè)定溫度 值內(nèi)，具體要求上升管荒煤氣出口溫度不低于45(TC，解決上升管結(jié)焦、粘結(jié)、堵塞的問題， 保證上升管荒煤氣導(dǎo)出楊通，不會影響焦?fàn)t正常生產(chǎn)。如圖3所示，控制元件包括總CPU4和 現(xiàn)場CP呪，一臺總CPU4連接多臺現(xiàn)場CP呪，每臺現(xiàn)場CP呪控制多組上升管換熱器組1的溫度 檢測和進(jìn)水流量調(diào)節(jié)，利用多臺現(xiàn)場CPU5分管焦?fàn)t系統(tǒng)中的上升管換熱器組1，并利用一臺 總CPU4進(jìn)行監(jiān)控和顯示，最大化地提高了系統(tǒng)安全性，極大地規(guī)避了系統(tǒng)擁痕的可能。上述 的測溫元件13為熱電偶，具有裝配簡單、測量準(zhǔn)確、耐高溫、壽命長等特點(diǎn)。
[0029] 接續(xù)圖2所示，在本實(shí)施例中，上升管11的進(jìn)水端還設(shè)置有與電動閥12相并聯(lián)的常 開手動閥14,采用電動閥12與手動閥14并列運(yùn)行的新模式，根據(jù)單根上升管11的熱能及實(shí) 際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)值得出實(shí)際的進(jìn)水量，確保了上升管11內(nèi)始終有高溫水汽流動，防止上升管11 干燒而出現(xiàn)安全隱患，進(jìn)一步提高系統(tǒng)安全性。W單根上升管11進(jìn)水量為0.1 m3A為例，在 對電動閥12與手動閥14選型時(shí)，要求手動閥14在當(dāng)前壓差下，其正常打開時(shí)可通過0.02~ 0.03m3A的循環(huán)水；電動閥12在當(dāng)前壓差下，其正常開度可調(diào)節(jié)時(shí)，可通過0.07~0.OSm3A 的循環(huán)水。運(yùn)樣，在保證手動閥14常開狀態(tài)，又可保證電動閥12具有調(diào)節(jié)權(quán)限，從而滿足即 使在控制系統(tǒng)擁痕的情況下，上升管11內(nèi)也一直有循環(huán)水循環(huán)，并且上升管11可根據(jù)荒煤 氣的實(shí)際熱能調(diào)節(jié)循環(huán)水的進(jìn)水流量，使上升管11內(nèi)不會出現(xiàn)焦油粘結(jié)堵塞的現(xiàn)象。
[0030] 此外，在本實(shí)施例中，每臺現(xiàn)場CPU5控制8組上升管換熱器組1，減小了CPU的計(jì)算 量，降低了CPU的性能要求和成本。W具有110組上升管換熱器組1的焦?fàn)t系統(tǒng)為例，現(xiàn)場需 要安排14臺現(xiàn)場CPU5和1臺總CPU4,每組現(xiàn)場CP呪均進(jìn)行8組上升管換熱器組1的溫度檢測 和進(jìn)水流量調(diào)節(jié)，形成一組控制單元，每組控制單元再將所有的數(shù)據(jù)處理結(jié)果遠(yuǎn)傳到控制 室的總CPU4進(jìn)行監(jiān)控顯示。與現(xiàn)有采用一臺CPU進(jìn)行系統(tǒng)控制的方案相比，減輕了單臺CPU 的運(yùn)算量，運(yùn)樣可W采用基礎(chǔ)型的CPU和基礎(chǔ)型的通用模塊，降低了控制系統(tǒng)的成本，W西 口子化C控制系統(tǒng)為例分析，通用模塊的成本可降低40%，現(xiàn)場所有線纜成本可降低70%， 而系統(tǒng)安全系數(shù)可提高10倍W上。采用上述的總CPU4和現(xiàn)場CPU5來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制，總CPU4 擁痕，并不影響任何一臺現(xiàn)場CPU5的正常運(yùn)行，現(xiàn)場安全得到保障；任何一臺現(xiàn)場CPU5擁 痕，也不會影響其他現(xiàn)場CPU5，更不會影響總CPU4，最大化地提高了系統(tǒng)安全性，極大地規(guī) 避了系統(tǒng)擁痕的可能。
[0031] 本實(shí)用新型的一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)，根據(jù)上升管荒煤氣出口溫 度控制上升管進(jìn)水流量，從而可W將上升管荒煤氣出口溫度控制在設(shè)定溫度值內(nèi)，解決上 升管結(jié)焦堵塞的問題;并且，利用多臺現(xiàn)場CPU分管焦?fàn)t系統(tǒng)中的上升管換熱器組，并利用 一臺總CPU進(jìn)行監(jiān)控和顯示，最大化地提高了系統(tǒng)安全性，極大地規(guī)避了系統(tǒng)擁痕的可能； 同時(shí)，防止了上升管干燒而出現(xiàn)安全隱患，進(jìn)一步提高系統(tǒng)安全性。
[0032] W上示意性地對本實(shí)用新型及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖 中所示的也只是本實(shí)用新型的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所W，如果本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出 與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)，包括上升管換熱器組（1)、汽包（2)和強(qiáng)制 循環(huán)栗(3)，所述的汽包(2)與若干組并聯(lián)的上升管換熱器組（1)通過強(qiáng)制循環(huán)栗(3)連接成 循環(huán)回路，其特征在于:所述的上升管換熱器組（1)包括安裝于焦?fàn)t上的上升管（11)，所述 的上升管（11)的進(jìn)水端設(shè)置有電動閥（12)，所述的上升管（11)的荒煤氣出口處設(shè)置有測溫 元件（13)，所述的測溫元件（13)通過控制元件與電動閥（12)邏輯聯(lián)鎖，控制元件根據(jù)測溫 元件（13)檢測的溫度控制電動閥（12)的進(jìn)水流量;所述的控制元件包括總CPU(4)和現(xiàn)場 CPU(5)，一臺總CPU(4)連接多臺現(xiàn)場CPU(5)，每臺現(xiàn)場CPU(5)控制多組上升管換熱器組（1) 的溫度檢測和進(jìn)水流量調(diào)節(jié)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的 上升管（11)的進(jìn)水端還設(shè)置有與電動閥（12)相并聯(lián)的常開手動閥（14)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)，其特征在于:所 述的測溫元件（13)為熱電偶。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種焦?fàn)t上升管余熱回收自動控制系統(tǒng)，其特征在于:每臺現(xiàn) 場CPU(5)控制8組上升管換熱器組（1)。
【文檔編號】C10B41/08GK205443180SQ201620211651
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】邱偉平
【申請人】常州德帝士環(huán)?？萍加邢薰?br>