阅读说明：本技术 一种石油焦煅烧炉智能调温方法 (Intelligent temperature adjusting method for petroleum coke calcining furnace ) 是由 马汝杰 张永利 史涛 于 2020-06-18 设计创作，主要内容包括：一种石油焦煅烧炉智能调温方法,将石油焦煅烧炉的闸板开合度与石油焦煅烧炉的测温装置的测温结果相关联,在石油焦煅烧炉的控制系统中设定炉温与闸板开合度的曲线关系,所述控制系统获取石油焦煅烧炉的测温装置反馈的炉温后,以设定的对应闸板开合度控制闸板调节杆推拉闸板以调整炉内火焰,随着炉温的变化智能调整所述闸板开合度。石油焦煅烧炉智能调温方法,能根据实时炉内温度只能调整挥发份闸板或空气闸板的大小。(An intelligent temperature regulation method for a petroleum coke calciner is characterized in that the opening degree of a gate plate of the petroleum coke calciner is related to the temperature measurement result of a temperature measurement device of the petroleum coke calciner, the curve relation between the furnace temperature and the opening degree of the gate plate is set in a control system of the petroleum coke calciner, after the control system obtains the furnace temperature fed back by the temperature measurement device of the petroleum coke calciner, a gate plate adjusting rod is controlled to push and pull the gate plate according to the set corresponding opening degree of the gate plate to adjust the flame in the calciner, and the opening degree of the gate plate is intelligently adjusted along with the change. The intelligent temperature regulating method for petroleum coke calcining furnace can regulate the size of volatile matter gate plate or air gate plate according to the real-time furnace temperature.)

一种石油焦煅烧炉智能调温方法

技术领域

本发明涉及石油焦煅烧炉技术领域，特别是涉及一种石油焦煅烧炉智能调温方法。

背景技术

石油焦是黑色或暗灰色坚硬固体石油产品，带有金属光泽，呈多孔性，是由微小石墨结晶形成粒状、柱状或针状构成的炭体物。石油焦组分是碳氢化合物，含碳90－97％，含氢1.5－8％，还含有氮、氯、硫及重金属化合物。石油焦是延迟焦化装置的原料油在高温下裂解生产轻质油品时的副产物。石油焦的产量约为原料油的25-30％。其低位发热量约为煤的1.5-2倍，灰分含量不大于0.5％，挥发分约为11％左右，品质接近于无烟煤。在炼钢用的石墨电极或制铝、制镁用的阳极糊(融熔电极)时，为使石油焦(生焦)适应要求，必须对生焦进行煅烧。煅烧温度一般在1300℃左右，目的是将石油焦挥发分尽量除掉。这样可减少石油焦再制品的氢含量，使石油焦的石墨化程度提高，从而提高石墨电极的高温强度和耐热性能，并改善了石墨电极的电导率。煅烧焦主要用于生产石墨电极、炭糊制品、金刚沙、食品级磷工业、冶金工业及电石等，其中应用最广泛的是石墨电极。

罐式煅烧炉煅烧石油焦是国内外通用的一种加工工艺。在固定的料罐中实现对炭素材料的间接加热，使之完成煅烧过程的热工设备。罐式煅烧炉是炭素工业中被广泛采用的一种炉型。煅烧时原料由炉顶加料装置加入罐内，在由上而下的移动过程中，逐渐被位于料罐两侧的火道加热。燃料在火道中燃烧产生的热量是通过火道壁间接传给原料的。当原料的温度达到350～600℃时，其中的挥发分大量释放出来。通过挥发分道汇集并送入火道燃烧。挥发分的燃烧是罐式煅烧炉的又一个热量来源。原料经过1200～1300℃以上的高温，完成一系列的物理化学变化后，从料罐底部进入水套冷却，最后由排料装置排出炉外。完成了热交换的废烟气送入余热锅炉，利用其余热生产蒸汽，或送人换热室预热供燃料和挥发分燃烧的空气。

现有的罐式锻烧炉，在其炉前炉后操作面对应于特定火道层的位置上，设置了多处挥发份和热空气调节操作孔。进行挥发份和热空气调节时，操作人员需要打开操作孔盖，将工具钩伸入孔内，推拉挥发份闸板或空气闸板以调节闸板座砖上的通孔大小，达到调节挥发份量或热空气量的目的。现有的炉内闸板调节杆结构特别简单，通常为一长杆端部带有直角弯钩的结构，这种具有以下几方面的缺点：1、推拉闸板时，敞开的操作孔使得炉内的高温直接辐射操作人员的脸部，不利于工人的劳动保护；2、通孔开启大小全凭经验和感觉，随意性大，所以挥发份或热空气的调节量不精确，操作人员需要经验丰富才能把握好，严重受到操作人员的经验水平限制；3、操作人员需定时打开火道观察窗先观察炉内温度，再打开挥发份闸板或空气闸板调节口通过调节杆调节闸板位置，效率低下。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种石油焦煅烧炉智能调温方法，能根据实时炉内温度只能调整挥发份闸板或空气闸板的大小。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种石油焦煅烧炉智能调温方法，将石油焦煅烧炉的闸板开合度与石油焦煅烧炉的测温装置的测温结果相关联，在石油焦煅烧炉的控制系统中设定炉温与闸板开合度的曲线关系，所述控制系统获取石油焦煅烧炉的测温装置反馈的炉温后，以设定的对应闸板开合度控制闸板调节杆推拉闸板以调整炉内火焰，随着炉温的变化智能调整所述闸板开合度。

如上所述的一种石油焦煅烧炉智能调温方法，设所述闸板开合度为ZK％，所述ZK为闸板打开距离与闸板全行程之比，设测温装置的测温结果为W℃，石油焦煅烧炉的目标温度为S℃，则所述闸板的开合度与所述测温装置的测温结果应满足以下关系：

ZK＝1-W/S。

如上所述的一种石油焦煅烧炉智能调温方法，设所述闸板开合度为ZK％，所述ZK为闸板打开距离与闸板全行程之比，设测温装置的测温结果为W℃，石油焦煅烧炉的目标温度为S℃，将所述目标温度设定若干个阶段目标值S1、S2、S3……Sn，与所述阶段目标值对应若干个阶段卡合度ZK1、ZK2、ZK3……ZKn，设所述闸板开合度的实时值为zk，设炉温实时值为s，则所述闸板的开合度与所述测温装置的测温结果应满足以下关系：

当s≤S1时，zk＝ZK1；

当s≤S2时，zk＝ZK2；

当s≤S3时，zk＝ZK3；

……

当s≤Sn时，zk＝ZKn；

当s＞Sn时，zk＝0。

一种石油焦煅烧炉智能调温系统，包括：

控制系统；

测温装置：用于测量炉内火道温度并将测量结果传递给所述控制系统；

闸板调节杆；用于根据所述控制系统的指令智能调节闸板开合度。

如上所述的一种石油焦煅烧炉智能调温系统，所述控制系统为石油焦煅烧炉PLC。

如上所述的一种石油焦煅烧炉智能调温系统，还包括控制终端，所述石油焦煅烧炉PLC与所述控制终端连接。

如上所述的一种石油焦煅烧炉智能调温系统，所述测温装置包括光电测温传感器，所述光电测温传感器用于测量炉内火道温度，所述测温装置与所述控制系统连接。

如上所述的一种石油焦煅烧炉智能调温系统，所述闸板调节杆包括用于连接炉内闸板的连接杆和用于驱动连接杆的驱动装置；所述连接杆一端与闸板连接，另一端与驱动装置连接，所述连接杆在驱动装置的作用下直线推拉闸板动作；

所述闸板调节杆还包括位置检测装置，用于检测闸板的实时位置；

所述驱动装置和位置检测装置与所述控制系统连接。

如上所述的一种石油焦煅烧炉智能调温系统，所述驱动装置为电机驱动齿轮和齿条结构，在所述连接杆上设置齿条，固定在所述石油焦煅烧炉外的电机输出轴连接有与所述齿条相配合的齿轮，电机输出轴的旋转运动通过齿轮和齿条的配合转化为所述连接杆的直线运动，与所述连接杆连接的闸板跟着连接杆一起做直线运动。

如上所述的一种石油焦煅烧炉智能调温系统，所述位置检测装置与所述驱动装置连锁，在所述电机的输出轴还连接有编码器，所述编码器与所述控制系统连接。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的石油焦煅烧炉智能调温方法，能根据实时炉内温度只能调整挥发份闸板或空气闸板的大小；

2、本发明的石油焦煅烧炉智能调温方法，通过预先设定炉温与闸板开合度的曲线关系智能根据炉温调整闸板开合度实现石油焦煅烧工艺的优化；

3、本发明的石油焦煅烧炉智能调温方法，全程精确控制，无需人工操作，极大地提高了工作效率并降低了劳动强度。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，本申请的方案和优点对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：

图1为一种石油焦煅烧炉智能调温方法的第一实施例的炉温与闸板开合度的曲线图。

图2为一种石油焦煅烧炉智能调温方法的第二实施例的炉温与闸板开合度的曲线图。

图3为一种石油焦煅烧炉智能调温系统的结构框图。

图中各附图标记所代表的组件为：

控制系统1，石油焦煅烧炉PLC1a，测温装置2，光电测温传感器2a，闸板调节杆3，控制终端4，PC4a，手持设备4b，触摸屏4c。

具体实施方式

下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。需要说明，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员，可以以各种形式实现本公开，而不应被这里阐述的实施方式所限制。

一种石油焦煅烧炉智能调温方法，其特征在于，将石油焦煅烧炉的闸板开合度与石油焦煅烧炉的测温装置的测温结果相关联，在石油焦煅烧炉的控制系统中设定炉温与闸板开合度的曲线关系，所述控制系统获取石油焦煅烧炉的测温装置反馈的炉温后，以设定的对应闸板开合度控制闸板调节杆推拉闸板以调整炉内火焰，随着炉温的变化智能调整所述闸板开合度；所述炉温与闸板开合度的曲线关系在下述第一实施例和第二实施例中举例说明。

第一实施例

参见图1，图1为石油焦煅烧炉智能调温方法的第一实施例的炉温与闸板开合度的曲线图。

设所述闸板开合度为ZK％，所述ZK为闸板打开距离与闸板全行程之比，设测温装置的测温结果为W℃，石油焦煅烧炉的目标温度为S℃，则所述闸板的开合度与所述测温装置的测温结果应满足以下关系：

ZK＝1-W/S。

从图中可以看出，闸板的开合度与炉温成反比，即当炉温达到目标温度(比如到达1300℃)时，闸板的开合度为0，即此时闸板的打开距离为0，闸板将挥发份或空气通道堵死；当炉温为0℃时，闸板的开合度为1，即此时闸板的打开距离与闸板全行程之比为1，闸板是完全打开的。

第二实施例

参见图2，图2为石油焦煅烧炉智能调温方法的第二实施例的炉温与闸板开合度的曲线图。

设所述闸板开合度为ZK％，所述ZK为闸板打开距离与闸板全行程之比，设测温装置的测温结果为W℃，石油焦煅烧炉的目标温度为S℃，将所述目标温度设定若干个阶段目标值S1、S2、S3……Sn，与所述阶段目标值对应若干个阶段卡合度ZK1、ZK2、ZK3……ZKn，设所述闸板开合度的实时值为zk，设炉温实时值为s，则所述闸板的开合度与所述测温装置的测温结果应满足以下关系：

当s≤S1时，zk＝ZK1；

当s≤S2时，zk＝ZK2；

当s≤S3时，zk＝ZK3；

……

当s≤Sn时，zk＝ZKn

当s＞Sn时，zk＝0。

从图中可以看出，闸板的开合度时成阶梯变化的，这种设定有两个优点：一是能根据石油焦煅烧工艺对阶段的闸板的开合度进行调整；二是闸板的开合度分阶段调整对闸板调节杆的驱动装置的要求和使用频率低，更有助于降低成本。

如图所示，目标温度设定若干个阶段目标值500℃、800℃、1300℃，当炉温实时温度≤500℃时，闸板的开合度为100％；当炉温实时温度≤800℃时，闸板的开合度为70％；当炉温实时温度≤1300℃时，闸板的开合度为50％；当炉温大于目标温度(1300℃)时，闸板的开合度为0。

在实际生产中，炉温与闸板开合度的曲线关系受到多种因素的影响，比如挥发份的影响、空气的影响或生产原料的影响等等，这个影响因素又不是单独孤立的，又会综合对石油焦的生产产生影响，因此炉温与闸板开合度的曲线关系可以通过生产统计记录的方式来确定最优最佳曲线，初步确定炉温与闸板开合度的曲线，记录对应的石油焦的质量情况，通过石油焦的产品的质量情况逐步调整炉温与闸板开合度的曲线关系直至找到最优曲线。

根据上述石油焦煅烧炉智能调温方法提出了一种石油焦煅烧炉智能调温系统，如图3所示，包括：

控制系统1；

测温装置2：用于测量炉内火道温度并将测量结果传递给所述控制系统；

闸板调节杆3；用于根据所述控制系统的指令智能调节闸板开合度。

进一步地，所述控制系统为石油焦煅烧炉PLC1a；可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController，PLC)，一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行；可编程控制器由CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成；早期的可编程逻辑控制器只有逻辑控制的功能，所以被命名为可编程逻辑控制器，后来随着不断地发展，这些当初功能简单的计算机模块已经有了包括逻辑控制、时序控制、模拟控制、多机通信等各类功能，名称也改为可编程控制器(ProgrammableController)，但是由于它的简写PC与个人电脑(PersonalComputer)的简写相冲突，加上习惯的原因，人们还是经常使用可编程逻辑控制器这一称呼，并仍使用PLC这一缩写。

现在工业上使用的可编程逻辑控制器已经相当或接近于一台紧凑型电脑的主机，其在扩展性和可靠性方面的优势使其被广泛应用于目前的各类工业控制领域；不管是在计算机直接控制系统还是集中分散式控制系统DCS，或者现场总线控制系统FCS中，总是有各类PLC控制器的大量使用；PLC的生产厂商很多，如西门子、施耐德、三菱、台达等，几乎涉及工业自动化领域的厂商都会有其PLC产品提供。

石油焦煅烧炉智能调温系统还包括控制终端4，石油焦煅烧炉PLC1a与所述控制终端4连接；控制终端4用于可视化的操作控制系统1，如PC4a、手持设备4b和触摸屏4c等，它们通过相应的通信接口与石油焦煅烧炉PLC1a连接。

进一步地，所述测温装置2包括光电测温传感器2a，所述光电测温传感器2a用于测量炉内火道温度，所述测温装置2与所述控制系统1连接；光电温度传感器是以黑体辐射理论为依据，采用的是综合型测温方法；它是由探测管和探测器两部分组成，兼有接触式和非接触式测温两类方法的长处，可用于测量各类高温炉和熔液内部的实际温度，而不受环境污染以及目标黑度系数的影响。光电温度传感器的安装方法本文不再赘述，本领域技术人员应该在购买到市面上常用的光电温度传感器后能根据使用说明书和使用工况予以正确的安装。

进一步地，所述闸板调节杆3包括用于连接炉内闸板的连接杆和用于驱动连接杆的驱动装置；所述连接杆一端与闸板连接，另一端与驱动装置连接，所述连接杆在驱动装置的作用下直线推拉闸板动作；所述闸板调节杆3还包括位置检测装置，用于检测闸板的实时位置；所述驱动装置和位置检测装置与所述控制系统1连接。

进一步地，所述驱动装置为电机驱动齿轮和齿条结构，在所述连接杆上设置齿条，固定在所述石油焦煅烧炉外的电机输出轴连接有与所述齿条相配合的齿轮，电机输出轴的旋转运动通过齿轮和齿条的配合转化为所述连接杆的直线运动，与所述连接杆连接的闸板跟着连接杆一起做直线运动；显而易见的，连接杆有导向装置，连接杆在炉内做直线运动，所述导向装置可以是在炉内设置类似滑道的限制结构，也可将炉口做成与连接杆相配合的形状，如连接杆与炉口都做成方形，连接杆在方形口的限制下做直线运动，本文便不再图示对此结构进行详细描述。

优选地，电机选用伺服电机。

进一步地，所述位置检测装置与所述驱动装置连锁，在所述电机的输出轴还连接有编码器，所述编码器与所述控制系统1连接；编码器(encoder)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备；编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺；按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种；按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类；增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小；绝对式编码器的每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关。

具体地，电机的输出轴为双输出轴，一端输出轴与齿轮(常用键连接，齿轮中心和电机输出轴皆设置键槽，通过键将两者连接)连接，另一端输出轴通过联轴器与编码器连接，通过编码器将电机输出轴的转动情况反馈给控制系统，控制系统会根据电机的转动情况对闸板的位置进行实时监控。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。