一种蓄热式焚烧炉补新风系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及补新风工艺自动化控制技术领域，特别是涉及一种蓄热式焚烧炉补新风系统及其控制方法。


背景技术：

2.目前的蓄热式焚烧炉(简称rto)的正常运行流程包括两部分，分别是预热升温和废气焚烧，在预热升温结束后，开启废气阀引入废气到rto中进行废气焚烧处理。但是在一些特殊情况下，如在预热升温阶段结束进入废气焚烧流程时，由于废气风量过小，远低于设计的rto处理风量，则会导致蓄热体蓄热效能不够，rto的排气温度会持续升高直至自动停机，因此，亟需一种能够解决因废气风量过小而导致rto发生故障的补新风系统。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种蓄热式焚烧炉补新风系统及其控制方法，保障了蓄热式焚烧炉的平稳运行，减少故障停机的风险。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种蓄热式焚烧炉补新风系统，所述蓄热式焚烧炉补新风系统包括：蓄热式焚烧炉、静压箱、风机和plc控制器；
6.所述静压箱的第一入口端通过废气阀与废气管道连接，所述静压箱的第二入口端通过新风阀与新风管道连接；所述风机的进气口与所述静压箱的出口端连接，所述风机的出气口与所述蓄热式焚烧炉的进气管道连接；
7.所述静压箱中设置有第一压力传感器，所述第一压力传感器用于获取所述静压箱中气流的压力；所述气流包括新风气流、废气气流或新风废气混合气流；
8.所述plc控制器分别与所述第一压力传感器、所述风机、所述废气阀、所述新风阀信号连接；
9.所述plc控制器用于：
10.控制开启所述废气阀，并根据所述静压箱中气流的压力，动态调节所述风机的工作频率，使所述静压箱中气流的压力值和所述进气管道的需求压力值相等；
11.根据所述风机的工作频率，调整所述新风阀的开度，使所述风机的工作频率大于预设工作频率。
12.可选地，所述蓄热式焚烧炉补新风系统还包括：滤芯；
13.所述滤芯设置在所述静压箱中，所述滤芯将所述静压箱分割为前端进风区和后端出风区，所述滤芯用于过滤所述气流中的颗粒物。
14.可选地，所述蓄热式焚烧炉补新风系统还包括：第二压力传感器；
15.所述第一压力传感器设置在所述前端进风区中，所述第二压力传感器设置在所述后端出风区中。
16.可选地，所述plc控制器与所述第二压力传感器信号连接；所述plc控制器还用于
根据所述第一压力传感器和所述第二压力传感器的差值，判断所述滤芯是否存在堵塞。
17.可选地，所述plc控制器包括：
18.第一判断单元，用于判断所述风机的工作频率是否小于预设工作频率，得到第一判断结果；
19.第二判断单元，用于在所述第一判断结果为是时，判断新风阀是否为开启状态，得到第二判断结果；
20.开度调高单元，用于在所述第二判断结果为是时，按照预设步长调高所述新风阀的开度，直至所述新风阀的开度达到100％；在所述第二判断结果为否时，按照初始开度控制开启所述新风阀；
21.第三判断单元，用于在所述第一判断结果为否时，判断所述风机的工作频率是否大于预设工作频率，得到第三判断结果；
22.第四判断单元，用于在所述第三判断结果为否时，判断所述新风阀是否为开启状态，得到第四判断结果；
23.开度调低单元，用于在所述第四判断结果为是时，按照预设步长调低所述新风阀的开度，直至所述新风阀关闭；
24.周期跳转单元，用于根据所述风机的工作频率和所述新风阀的开度运行预设时间间隔后，继续调用所述第一判断单元，判断所述风机的工作频率是否小于预设工作频率，得到第一判断结果。
25.可选地，所述plc控制器还包括：
26.预设时间间隔确定单元，用于根据所述风机的电机功率确定所述预设时间间隔。
27.对应于前述的蓄热式焚烧炉补新风系统，本发明还提供了一种蓄热式焚烧炉补新风控制方法，用于控制如前文所述的蓄热式焚烧炉补新风系统的风机、废气阀和新风阀，所述蓄热式焚烧炉补新风控制方法包括以下步骤：
28.开启废气阀，动态调节风机的工作频率，使静压箱中的压力值和进气管道的需求压力值相等；
29.根据所述风机的工作频率，调节所述新风阀的开度，使所述风机的工作频率大于预设工作频率。
30.可选地，所述根据所述风机的工作频率，调节所述新风阀的开度，使所述风机的工作频率大于预设工作频率，具体包括：
31.判断所述风机的工作频率是否小于预设工作频率，得到第一判断结果；
32.若所述第一判断结果为是，则判断新风阀是否为开启状态，得到第二判断结果；
33.若所述第二判断结果为是，则按照预设步长调高所述新风阀的开度，直至所述新风阀的开度达到100％；
34.若所述第二判断结果为否，则按照初始开度控制开启所述新风阀；
35.若所述第一判断结果为否，则判断所述风机的工作频率是否大于预设工作频率，得到第三判断结果；
36.若所述第三判断结果为是，则判断所述新风阀是否为开启状态，得到第四判断结果；
37.若所述第四判断结果为是，则按照预设步长调低所述新风阀的开度，直至所述新
风阀关闭；
38.若所述第四判断结果为否，则保持所述风机的工作频率不变；
39.若所述第三判断结果为否，则保持所述风机的工作频率不变；
40.根据所述风机的工作频率和所述新风阀的开度运行预设时间间隔后，跳转到步骤“判断所述风机的工作频率是否小于预设工作频率，得到第一判断结果”。
41.可选地，滤芯将所述静压箱分割为前端进风区和后端出风区，第一压力传感器设置在所述前端进风区中，第二压力传感器设置在所述后端出风区中；所述蓄热式焚烧炉补新风控制方法还包括：
42.根据所述第一压力传感器和所述第二压力传感器的差值，判断所述滤芯是否存在堵塞。
43.可选地，所述蓄热式焚烧炉补新风控制方法还包括：根据所述风机的电机功率确定所述预设时间间隔。
44.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
45.本发明提供的一种蓄热式焚烧炉补新风系统及其控制方法，蓄热式焚烧炉补新风系统包括：蓄热式焚烧炉、静压箱、风机和plc控制器；静压箱的第一入口端通过废气阀与废气管道连接，静压箱的第二入口端通过新风阀与新风管道连接；风机的进气口与静压箱的出口端连接，风机的出气口与蓄热式焚烧炉的进气管道连接；静压箱中设置有第一压力传感器，第一压力传感器用于获取静压箱中气流的压力；气流包括新风气流、废气气流或新风废气混合气流；plc控制器分别与第一压力传感器、风机、废气阀、新风阀信号连接；plc控制器用于：控制开启废气阀，并根据静压箱中气流的压力，动态调节风机的工作频率，使静压箱中气流的压力值和进气管道的需求压力值相等；根据风机的工作频率，调整新风阀的开度，使风机的工作频率大于预设工作频率。本发明提供的蓄热式焚烧炉补新风系统及其控制方法，在废气管道的基础上，加设了新风管道，并且通过plc自动化控制新风管道上新风阀的开度，能够在风机的工作频率低于预设工作频率，即废气风量过少时，自动控制新风阀开启，并调节新风阀的开度，使风机的工作频率大于预设工作频率，提高送入蓄热体中的风量以及流速，以使蓄热式焚烧炉可以稳定安全的运行，减少故障停机的风险。
附图说明
46.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
47.图1为本发明实施例1提供的一种蓄热式焚烧炉补新风系统的结构示意图；
48.图2为本发明实施例1提供的蓄热式焚烧炉补新风系统中的plc控制器的结构框图；
49.图3为本发明实施例2提供的一种蓄热式焚烧炉补新风控制方法的流程图；
50.图4为本发明实施例2提供的蓄热式焚烧炉补新风控制方法中步骤s2的流程图。
51.符号说明：
52.1：静压箱；2：风机；3：蓄热式焚烧炉；4：废气阀；5：新风阀；6：第一压力传感器；7：
滤芯；8：第二压力传感器。
具体实施方式
53.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
54.本发明的目的是提供一种蓄热式焚烧炉补新风系统及其控制方法，保障了蓄热式焚烧炉的平稳运行，减少故障停机的风险。
55.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
56.实施例1：
57.如图1所示的结构示意图，本实施例提供了一种蓄热式焚烧炉补新风系统，蓄热式焚烧炉补新风系统包括：静压箱1、风机2、蓄热式焚烧炉3和plc控制器；
58.静压箱1的第一入口端通过废气阀4与废气管道连接，静压箱1的第二入口端通过新风阀5与新风管道连接；风机2的进气口通过风机2软连接与静压箱1的出口端连接，风机2的出气口与蓄热式焚烧炉3的进气管道连接；新风管道及新风阀5的口径根据风速≤15m/s，风量根据rto3的设计风量的40％进行设计。
59.静压箱1中设置有第一压力传感器6，第一压力传感器6用于获取静压箱1中气流的压力；气流包括新风气流、废气气流或新风废气混合气流；本实施例中，静压箱1的规格尺寸根据截面风速≤2.5m/s设计，风量根据rto3的设计风量的110％～120％进行设计。
60.在一些实施方式中，还可根据需求在蓄热式焚烧炉补新风系统中增加其它部件，包括但不限于如控制风阀，阻火器等。
61.plc控制器分别与第一压力传感器6、风机2、废气阀4、新风阀5信号连接；新风阀5采用数字比例控制器控制，plc控制器采用4～20ma模拟量信号控制新风阀5的开度；风机2采用变频风机2，采用pid控制算法进行控制，风机2的喉口防爆，风压、风量与设计参数保留20％裕量。
62.本实施例中，plc控制器用于控制开启废气阀4，并根据静压箱1中气流的压力，动态调节风机2的工作频率，使静压箱1中气流的压力值和进气管道的需求压力值相等；当rto3切换时，风压的波动会导致第一压力传感器6的波动比较频繁，应适当减小控制p值i值，确保风机2运行波动不会频繁。
63.plc控制器还用于根据风机2的工作频率，调整新风阀5的开度，使风机2的工作频率大于预设工作频率。
64.在本实施例中，蓄热式焚烧炉补新风系统还包括：滤芯7；采用干式滤芯7，并且过滤效能不低于f6级别。
65.滤芯7设置在静压箱1中，滤芯7将静压箱1分割为前端进风区和后端出风区，滤芯7用于过滤气流中的颗粒物。
66.在一些实施方式中，蓄热式焚烧炉补新风系统还包括：第二压力传感器8；
67.第一压力传感器6设置在前端进风区中，第二压力传感器8设置在后端出风区中。
plc控制器与第二压力传感器8信号连接；plc控制器还用于根据第一压力传感器6和第二压力传感器8的差值，判断滤芯7是否存在堵塞。
68.为了达到本发明的目的，如图2所示的结构框图，plc控制器包括：
69.第一判断单元，用于判断风机2的工作频率是否小于预设工作频率，得到第一判断结果；预设工作频率λ可参考预热升温阶段时风机2的工作频率或者可单独设定，若当前风机2的工作频率小于预设工作频率λ，说明进入rto3的废气风量偏小，则易造成故障。则此时需开启新风阀5。一些情况下，为了保证系统的平稳运行，风机2的工作频率和预设工作频率的差值可以允许一个δ裕量，能够满足设备的运行风量即可，δ可单独设定，常规可设置为3-5hz。
70.第二判断单元，用于在第一判断结果为是时，判断新风阀5是否为开启状态，得到第二判断结果；
71.开度调高单元，用于在第二判断结果为是时，按照预设步长调高新风阀5的开度，直至新风阀5的开度达到100％；在第二判断结果为否时，按照初始开度控制开启新风阀5；初始开度默认为50％，此时静压箱1内压力减少，低于进气管道的需求压力值ρ，通过风机2的pid控制程序，风机2的工作频率会稳定到一个更高的新频率，此时静压箱1压力重新达到需求压力值ρ，表示保持废气风量，则额外的风量为从新风阀5吸入。
72.第三判断单元，用于在第一判断结果为否时，判断风机2的工作频率是否大于预设工作频率，得到第三判断结果；
73.第四判断单元，用于在第三判断结果为否时，判断新风阀5是否为开启状态，得到第四判断结果；
74.开度调低单元，用于在第四判断结果为是时，按照预设步长调低新风阀5的开度，直至新风阀5关闭；
75.周期跳转单元，用于根据风机2的工作频率和新风阀5的开度运行预设时间间隔，等待风机2运行稳定后，继续调用第一判断单元，判断风机2的工作频率是否小于预设工作频率，得到第一判断结果。
76.plc控制器还包括：预设时间间隔确定单元，用于根据风机2的电机功率确定预设时间间隔。本实施例中预设时间间隔可根据风机2的电机功率适当调整，如电机功率大于100kw时，t适当设置到200～300秒，如电机功率较小，则可设定为100秒到150秒左右即可。
77.实施例2：
78.如图3所示的流程图，对应于实施例1所提供的一种蓄热式焚烧炉补新风系统，本实施例提供了一种蓄热式焚烧炉补新风控制方法，包括以下步骤：
79.s1、开启废气阀，动态调节风机的工作频率，使静压箱中的压力值和进气管道的需求压力值相等；
80.s2、根据风机的工作频率，调节新风阀的开度，使风机的工作频率大于预设工作频率。
81.如图4所示的流程图，本实施例中，步骤s2具体包括：
82.s21、判断风机的工作频率是否小于预设工作频率，得到第一判断结果；若第一判断结果为是，则执行步骤s22，否则执行步骤s25；
83.s22、判断新风阀是否为开启状态，得到第二判断结果；若第二判断结果为是，则执
行步骤s23，否则，执行步骤s24；
84.s23、按照预设步长调高新风阀的开度，直至新风阀的开度达到100％；
85.s24、按照初始开度控制开启新风阀；
86.s25、判断风机的工作频率是否大于预设工作频率，得到第三判断结果；若第三判断结果为是，则执行步骤s26，否则执行步骤s28；
87.s26、判断新风阀是否为开启状态，得到第四判断结果；若第四判断结果为是，则执行步骤s27，否则执行步骤s28；
88.s27、按照预设步长调低新风阀的开度，直至新风阀关闭；
89.s28、保持风机的工作频率不变。
90.s29根据风机的工作频率和新风阀的开度运行预设时间间隔后，跳转到步骤s21。本实施例中根据风机的电机功率确定预设时间间隔。
91.本实施例中，滤芯将静压箱分割为前端进风区和后端出风区，第一压力传感器设置在前端进风区中，第二压力传感器设置在后端出风区中；蓄热式焚烧炉补新风控制方法还包括：
92.根据第一压力传感器和第二压力传感器的差值，判断滤芯是否存在堵塞。
93.本文中应用了具体个例，但以上描述仅是对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；本领域的技术人员应该理解，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
94.同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。