【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水泥窑炉，具体为一种水泥窑炉温度场智能控温装置及其控制方法。
技术介绍
1、水泥厂的窑炉设备，尤其是生料预分解炉作为一种常用设备，其内部温度场难以准确监测，国内常规采用热电偶进行检测，只能检测炉膛边缘附近的温度，无法完整反映分解炉内温度场的整体状况，需要靠炉工的经验，通过下料量变化控制分解炉锥部主燃区的温度，具有强滞后性。
2、由于实际运行中，无法及时、准确的获得分解炉锥部的温度，导致人工对炉内分料量的调节滞后并缺少科学依据，进而导致分解炉锥部(喷煤点位置)出现局部温度过高的现象，可能会产生大量nox污染物，也会导致炉内结皮堵料现象的发生，一旦发生就需要人工清理，费时费力，情况严重的还会导致停窑。
3、另外，分解炉内温度场不均匀对分解率、燃料燃尽、尾煤用量等均存在较大影响，温度场的分布不均，容易造成尾煤使用过多，增加煤耗，局部温度较低容易降低煤粉的燃尽率，造成煤粉燃烧不足，分解炉系统co排放过多等问题。
技术实现思路
1、解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种水泥窑炉温度场智能控温装置及其控制方法，主要为解决由于实际运行中，无法及时、准确的获得分解炉锥部的温度，导致人工对炉内分料量的调节滞后并缺少科学依据，进而导致分解炉锥部(喷煤点位置)出现局部温度过高的现象，可能会产生大量nox污染物，也会导致炉内结皮堵料现象的发生，一旦发生就需要人工清理，费时费力，情况严重的还会导致停窑，以及，分解炉内温度场不均匀对分解率
3、技术方案
4、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
5、一种水泥窑炉温度场智能控温装置，包括四个智能分料装置，炉体、下料管、八个锁风阀、六个撒料箱、炉膛测温系统、喷煤系统、料斗及控制单元组成，四个智能分料装置分别为第一智能分料装置、第二智能分料装置、第三智能分料装置和第四智能分料装置，八个锁风阀分别为第一锁风阀、第二锁风阀、第三锁风阀、第四锁风阀、第五锁风阀、第六锁风阀、第七锁风阀和第八锁风阀，六个撒料箱分别为第一撒料箱、第二撒料箱、第三撒料箱、第四撒料箱、第五撒料箱和第六撒料箱；
6、炉体为上部为中空圆柱形状，下部为锥形，内部通热空气，设置有进热风口，料斗设置在炉体两侧，料斗内存有粉状物料，料斗下部由上至下依次设有分料装置、料管、锁风阀及撒料箱，物料按此顺序下料，最后由撒料箱撒到炉体内部的炉膛里；
7、在炉体的下端锥部四周设有一圈炉膛测温系统，沿炉壁圆周设置若干个声波发送与接收器，监测炉膛内部温度场，并将温度数据传输至控制单元，控制单元根据声波测温的xy平面的温度场，通过并流场仿真模型算法得到炉膛z轴方向的温度场分布；
8、撒料箱设置在沿炉体z轴方向即高度方向的不同高度位置，控制单元集成趋势预测算法判断炉内温度场变化趋势，自动控制z轴方向不同位置撒料箱的撒料量，调整撒料量主要控制炉体z轴方向的温度场，兼顾控制xy平面即炉膛横截面的温度场；
9、炉膛测温系统的下方设置有喷煤系统，喷煤系统将燃料煤粉喷射进炉膛内燃烧，喷煤系统包含均布的若干个喷嘴，可实时调节每个喷嘴与炉壁圆周的法向夹角以及喷嘴插入炉膛的深度。
10、进一步的，所述智能分料装置由进料口、壳体、第一出料口、第二出料口、支架、连杆、电动执行器、阀板、动静密封总成、轴承、主轴总成、轴承座及振打装置等组成，振打装置焊接或螺栓紧固在分料装置壳体上，电动执行器安装于壳体一侧，与壳体固定，其输出轴通过连杆联接主轴总成，主轴总成由主轴、迷宫套、锁紧套及插孔组成，插孔与阀板采用螺栓固定联接形成一个整体，锁紧套将主轴与轴承紧固联接，迷宫套与主轴固定，并与轴承座的外壳形成迷宫密封形式，轴承安装在轴承座内部支承主轴两端，形成简支梁结构；动静密封总成设置在壳体与主轴之间，由螺栓副、端板、陶瓷纤维板、耐高温盘根及压紧板组成，螺栓副将动静密封总成与壳体联接紧固，端板通过螺栓副压紧内侧的耐高温盘根，压紧板通过螺栓压紧外侧的耐高温盘根，使得耐高温盘根与主轴之间无缝隙，但不影响主轴的转动，电动执行器配置了光电扭矩传感器、角度传感器，智能分料装置设置有控制单元集中控制系统及智能保护系统。
11、电动执行器除了电机与减速机等常规零部件之外，还配置有光电扭矩传感器与角度传感器，使用大容量eeprom数据存储器，记录存储电机扭矩曲线与输出角位移值曲线，并采用rs485协议通讯至控制单元，控制单元能采集电动执行器传动臂的输出角度与扭矩值数据，控制单元通过rs485协议控制电动执行器的传动臂输出角度变化，通过传动臂带动连杆和主轴的转动，实现阀板单侧出料开度从0～100％的调节。
12、在前述方案的基础上，所述炉膛测温系统由自带的微机处理系统和布置在炉壁圆周的6～16个发收声波装置构成，收发装置优选的数量为8个，微机处理系统将测得的温度场数据通过modbus或opc协议传输至控制单元。
13、作为本专利技术再进一步的方案，所述喷煤系统沿炉壁均布设置2～8个喷嘴，优选的数量为4个，所述的喷煤嘴与炉壁圆周的法向夹角和喷嘴插入炉膛的深度可以人工调节也可以采用机构自动调节，根据喷煤点所在平面的温度场分布，自动调整喷煤嘴的角度、深入量以获得合理的温度场。
14、进一步的，所述锁风阀为微动重锤阀形式，锤柄安装角度传感器感知角度变化，并设置工作状态下监测角度无变化而报警功能。
15、在前述方案的基础上，所述智能分料装置为确保稳定性，传感器采用了精密导电塑料电位器，输入和输出芯片采用12位ad和d/a转换器。
16、作为本专利技术再进一步的方案，所述智能分料装置设有智能保护系统，在过热、过冷、过力矩、超限位、超速等异常情况下，具备自诊断、自保护功能。
17、进一步的，一种水泥窑炉温度场智能控温装置的控制方法，包括如下步骤：所述炉膛测温系统将炉体锥部内主燃区的温度场数据传输至控制单元，控制单元集成流场仿真算法推导出炉内的三维温度场，并通过显示终端来显示温度场数据，并可查询实时值和历史趋势曲线；控制单元集成基于趋势平均法、指数平滑法及直线趋势法等预测算法，能智能预判实施温度的未来趋势，当z轴温度场局部温度有上涨超限趋势时，首先判断超限区域位置，接下来控制单元控制该位置上部最近的分料装置，将该侧的物料撒料量逐步加大，通过加大冷料的投入来降低炉内z轴方向该处的炉膛温度；如果识别出xy平面温度场存在偏心、过温的异常情况，则按优先调节喷煤角度、再调整煤嘴插入炉内深度的顺序依次调节，直至xy平面温度场正常。
18、在前述方案的基础上，所述分料装置上的振打装置与控制单元采用rs485通讯方式，受控制单元发讯控制启动与关闭时间。
19、有益效果
20、与现有技术相比，本专利技术提供了一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水泥窑炉温度场智能控温装置，其特征在于：包括四个智能分料装置，炉体(2)、下料管(3)、八个锁风阀、六个撒料箱、炉膛测温系统(6)、喷煤系统(7)、料斗(8)及控制单元(9)组成，四个智能分料装置分别为第一智能分料装置(101)、第二智能分料装置(102)、第三智能分料装置(103)和第四智能分料装置(104)，八个锁风阀分别为第一锁风阀(401)、第二锁风阀(402)、第三锁风阀(403)、第四锁风阀(404)、第五锁风阀(405)、第六锁风阀(406)、第七锁风阀(407)和第八锁风阀(408)，六个撒料箱分别为第一撒料箱(501)、第二撒料箱(502)、第三撒料箱(503)、第四撒料箱(504)、第五撒料箱(505)和第六撒料箱(506)；
2.根据权利要求1所述的一种水泥窑炉温度场智能控温装置，其特征在于，所述智能分料装置由进料口(1011)、壳体(1012)、第一出料口(1013)、第二出料口(1014)、支架(1015)、连杆(1020)、电动执行器(1030)、阀板(1040)、动静密封总成(1050)、轴承(1060)、主轴总成(1070)、轴
3.根据权利要求1所述的一种水泥窑炉温度场智能控温装置，其特征在于，所述炉膛测温系统(6)由自带的微机处理系统和布置在炉壁圆周的6～16个发收声波装置构成，收发装置优选的数量为8个，微机处理系统将测得的温度场数据通过MODBUS或OPC协议传输至控制单元(9)。
4.根据权利要求1所述的一种水泥窑炉温度场智能控温装置，其特征在于，所述喷煤系统(7)沿炉壁均布设置2～8个喷嘴，优选的数量为4个，所述的喷煤嘴与炉壁圆周的法向夹角和喷嘴插入炉膛的深度可以人工调节也可以采用机构自动调节，根据喷煤点所在平面的温度场分布，自动调整喷煤嘴的角度、深入量以获得合理的温度场。
5.根据权利要求1所述的一种水泥窑炉温度场智能控温装置，其特征在于，所述锁风阀为微动重锤阀形式，锤柄安装角度传感器感知角度变化，并设置工作状态下监测角度无变化而报警功能。
6.根据权利要求1所述的一种水泥窑炉温度场智能控温装置，其特征在于，所述智能分料装置为确保稳定性，传感器采用了精密导电塑料电位器，输入和输出芯片采用12位AD和D/A转换器。
7.根据权利要求1所述的一种水泥窑炉温度场智能控温装置，其特征在于，所述智能分料装置设有智能保护系统，在过热、过冷、过力矩、超限位、超速等异常情况下，具备自诊断、自保护功能。
8.一种水泥窑炉温度场智能控温装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：所述炉膛测温系统(6)将炉体(2)锥部内主燃区的温度场数据传输至控制单元(9)，控制单元(9)集成流场仿真算法推导出炉内的三维温度场，并通过显示终端来显示温度场数据，并可查询实时值和历史趋势曲线；控制单元(9)集成基于趋势平均法、指数平滑法及直线趋势法等预测算法，能智能预判实施温度的未来趋势，当Z轴温度场局部温度有上涨超限趋势时，首先判断超限区域位置，接下来控制单元(9)控制该位置上部最近的分料装置，将该侧的物料撒料量逐步加大，通过加大冷料的投入来降低炉内Z轴方向该处的炉膛温度；如果...
【技术特征摘要】
1.一种水泥窑炉温度场智能控温装置，其特征在于：包括四个智能分料装置，炉体(2)、下料管(3)、八个锁风阀、六个撒料箱、炉膛测温系统(6)、喷煤系统(7)、料斗(8)及控制单元(9)组成，四个智能分料装置分别为第一智能分料装置(101)、第二智能分料装置(102)、第三智能分料装置(103)和第四智能分料装置(104)，八个锁风阀分别为第一锁风阀(401)、第二锁风阀(402)、第三锁风阀(403)、第四锁风阀(404)、第五锁风阀(405)、第六锁风阀(406)、第七锁风阀(407)和第八锁风阀(408)，六个撒料箱分别为第一撒料箱(501)、第二撒料箱(502)、第三撒料箱(503)、第四撒料箱(504)、第五撒料箱(505)和第六撒料箱(506)；
2.根据权利要求1所述的一种水泥窑炉温度场智能控温装置，其特征在于，所述智能分料装置由进料口(1011)、壳体(1012)、第一出料口(1013)、第二出料口(1014)、支架(1015)、连杆(1020)、电动执行器(1030)、阀板(1040)、动静密封总成(1050)、轴承(1060)、主轴总成(1070)、轴承座(1080)及振打装置(1090)等组成，振打装置(1090)焊接或螺栓紧固在分料装置壳体(1012)上，电动执行器(1030)安装于壳体(1012)一侧，与壳体(1012)固定，其输出轴通过连杆(1020)联接主轴总成(1070)，主轴总成(1070)由主轴(10701)、迷宫套(10702)、锁紧套(10703)及插孔(10704)组成，插孔(10704)与阀板(1040)采用螺栓固定联接形成一个整体，锁紧套(10703)将主轴(10701)与轴承(1060)紧固联接，迷宫套(10702)与主轴(10701)固定，并与轴承座(1080)的外壳形成迷宫密封形式，轴承(1060)安装在轴承座(1080)内部支承主轴(10701)两端，形成简支梁结构；动静密封总成(1050)设置在壳体(1012)与主轴(10701)之间，由螺栓副(10501)、端板(10502)、陶瓷纤维板(10503)、耐高温盘根(10504)及压紧板(10505)组成，螺栓副(10501)将动静密封总成(1050)与壳体(1012)联接紧固，端板(10502)通过螺栓副(10501)压紧内侧的耐高温盘根(10504)，压紧板(10505)通过螺栓压紧外侧的耐高温盘根(10504)，使得耐高温盘根(10504)与主轴(10701)之间无缝隙，但不影响主轴(10701)的转动，电动执...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊，王凯，钟根，罗超，张东昇，季小强，张冠鹏，翁思浩，
申请(专利权)人：中材国际智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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