【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于热能工程领域，涉及余热交换控制技术，具体是一种基于煤制气余热的热交换器温控系统及方法。
技术介绍
1、煤制气技术是继液化天然气之后一种新兴的技术，煤制气技术是将高热值磨细煤粉通过专门的煤粉气化炉转化为可燃气体的工艺，具有碳转化率高、热值稳定、燃烧速度快、效率高，有害气体近乎“零”排放等特点。随着煤制气技术的普及应用，为沥青加热提供了绿色、经济的新方式，煤制气技术包括：导热油循环系统、柴油点火系统、气化反应系统和燃烧系统等四大系统，其中导热油循环系统用于反应器内散热及热量再利用，煤制气设备在加热中产生的热量通常散失在空气中没有得到应用，造成了很大的热量浪费和经济损失，因此利用经加热至较高温度的高闪火点矿物油作为热介质，热交换器作为温度调节装置，导热油在导管中循环流动来加热管外沥青的加热方式是一个低能耗的技术。
2、目前，大多数基于煤制气余热的热交换器温控系统在煤制气余热利用中，当导热油温度高于沥青需要的温度时，利用冷却设备降温对导热油进行降温处理，在增加了企业的经济负担的同时还造成了热量和能源的损耗；同时，大多数基于煤制气余热的热交换器温控系统，忽视了不同的环境温度对导热油散热造成影响不同，导致经过温度调节后的导热油传送至沥青处时，导热油温度不符合沥青生产的需求，造成沥青的加热不均匀带来的质量不稳定情况发生。
3、因此，本专利技术公开了一种基于煤制气余热的热交换器温控系统及方法，用于解决以上技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有
2、为实现上述目的，本专利技术的第一方面提供了一种基于煤制气余热的热交换器温控系统，包括：温度控制模块，以及与其相连的数据收集模块、安全识别模块和数据库；
3、所述数据收集模块：用于获取环境温度和导热油的温度信息；其中，温度信息包括热交换器处导热油的第一目标温度、给沥青加热入口处导热油的第二目标温度；
4、所述温度控制模块：用于基于环境温度得到散热因子；基于散热因子和第一目标温度得到散热值，通过散热值对导热油进行温度调节；
5、所述安全识别模块：用于获取第一目标温度，根据第一目标温度对导热油进行循环控制。
6、优选的，所述获取环境温度和导热油的温度信息，包括：
7、通过温度传感器获取设定区域内的若干温度，对若干温度进行平均值运算得到平均温度，将所述平均温度标记为环境温度；其中，设定区域是通过人工选择得来；
8、通过安装于热交换器进口处的温度传感器获取导热油的第一目标温度，通过安装于沥青加热入口处的温度传感器获取导热油的第二目标温度，将环境温度和导热油的温度信息存储至数据库。
9、优选的，所述基于环境温度得到散热因子，包括：
10、提取环境温度，从数据库中提取和当前环境温度数值一样的若干历史环境温度，并将所述历史环境温度标记为参考温度；
11、提取若干所述参考温度对应的历史第一目标温度和历史第二目标温度，将所述历史第一目标温度归纳到a组，将所述历史第二目标温度归纳到b组；
12、提取各组中温度的方差，判断该组温度的方差是否小于对应的设定阈值；是，对该组中的温度进行平均值运算得到特征温度；否，去除该组中与温度众数相差最大的温度，重新进行方差判断，直到该组的方差小于对应的设定阈值时，对该组剩余的温度进行平均值运算得到特征温度；其中，设定阈值是通过经验得到；
13、将a组的特征温度标记为第一特征温度tw1，将b组的特征温度标记为第二特征温度tw2；
14、基于公式sry＝α×(tw1-tw2)/tw1得到散热因子sry；其中，α为比例调节系数，且α的取值范围为(0,1)。
15、需要说明的是，本专利技术对历史第一目标温度和历史第二目标温度进行方差判断，得到的是一个能够表达在当前环境温度下的两个特征值，然后对这两个特征值进行计算得到一个能够代表在当前环境温度下的散热比例，为后续计算散热值提供了数据支持。
16、优选的，所述基于散热因子和第一目标温度得到散热值，包括：
17、提取散热因子sry以及第一目标温度md1，基于公式rz＝β×md1×(exp(sry)-1)得到散热值rz；其中，β为大于0的比例调节系数。
18、需要说明的是，通过散热因子和第一目标温度进行计算得到的散热值能够表明，在当前环境温度下第一目标温度处的导热油流淌到第二目标温度处时衰减的温度。
19、优选的，所述通过散热值对导热油进行温度调节，包括：
20、a1：将从煤制气反应炉传送至热交换器的导热油标记为吸热油，将经过沥青加热后直接传送至热交换器的导热油标记为温度调节油；从数据库中提取第二目标温度的标准范围[k1,k2]，对标准范围和散热值rz进行加法运算得到在当前环境温度下的第一目标温度的标准范围[k1+rz,k2+rz]；其中，导热油包括吸热油和温度调节油；
21、a2：提取第一目标温度md1，判断第一目标温度md1的值是否大于k2+rz；是，跳转至a4；否，跳转至a3；
22、a3：判断第一目标温度md1的值是否小于k1+rz；是，跳转至a5；否，不做操作；
23、a4：基于公式zbl＝(md1-k2-rz)/(k2+rz-yw)得到温度调节油的注入比例zbl，基于公式v2＝v1×zbl得到温度为yw的温度调节油每秒的注入体积v2；其中，v1为吸热油每秒通过热交换器的体积；
24、a5：停止注入温度调节油，将热交换器内的吸热油温度加热至k1+rz。
25、值得注意的是，传统的导热油降温处理，一般都是通过注入新的导热油或直接用冷却设备对导热油进行物理降温。注入新的导热油中可能会存在水分导致在升温过程中会气化产生气泡，而循环管路是密闭的，如果气泡产生剧烈就会出现沸腾甚至冒锅现象，具有一定的安全隐患；直接用冷却设备对导热油进行物理降温，这样做会使导热油白白浪费一定的热量，以及设备在降温中也会消耗能源，带来经济的损失。因此，本专利技术将经过沥青加热后的导热油一分为二，一部分作为吸热油用来吸收煤制气反应炉的外放热量，一部分作为温度调节油用来调节吸热油的温度，有助于提高热量利用效率，降低生产成本，同时提高了系统的安全性和可靠性。
26、优选的，所述根据第一目标温度对导热油进行循环控制，包括：
27、b1：提取第一目标温度md1，判断第一目标温度md1是否存在连续温度下降情况；是，跳转至b2；否，保持导热油泵循环作业；...
【技术保护点】
1.一种基于煤制气余热的热交换器温控系统，其特征在于，包括：温度控制模块，以及与其相连的数据收集模块、安全识别模块和数据库；
2.根据权利要求1所述的一种基于煤制气余热的热交换器温控系统，其特征在于，所述获取环境温度和导热油的温度信息，包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于煤制气余热的热交换器温控系统，其特征在于，所述基于环境温度得到散热因子，包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于煤制气余热的热交换器温控系统，其特征在于，所述基于散热因子和第一目标温度得到散热值，包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于煤制气余热的热交换器温控系统，其特征在于，所述通过散热值对导热油进行温度调节，包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于煤制气余热的热交换器温控系统，其特征在于，所述根据第一目标温度对导热油进行循环控制，包括：
7.一种基于煤制气余热的热交换器温控方法，基于权利要求1至6任一项所述的一种基于煤制气余热的热交换器温控系统运行，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种基于煤制气余热的热交换器温控系统，其特征在于，包括：温度控制模块，以及与其相连的数据收集模块、安全识别模块和数据库；
2.根据权利要求1所述的一种基于煤制气余热的热交换器温控系统，其特征在于，所述获取环境温度和导热油的温度信息，包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于煤制气余热的热交换器温控系统，其特征在于，所述基于环境温度得到散热因子，包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于煤制气余热的热交换器温控系统，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕荣海，吴立青，杨春，孙益虎，范鹏程，汪李兵，陈遥，潘潮，吕荣梅，葛杨勇，黄杰，李海龙，朱伟林，吴迪，
申请(专利权)人：安徽建工公路桥梁建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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