加热、回收一体化发泡线供热系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种天然气燃烧与燃烧装置应用领域，特别涉及一种适用于合成革发泡系统供热技术和余热回收技术。
【背景技术】
[0002]合成革发泡系统是利用约200°C热空气对合成革进行发泡，使合成革贝斯中的主要有机溶剂，如DMF、DOP、DBP等溶剂的蒸发和发泡剂的发泡。目前绝大多数都是使用导热油合成革发泡线加热系统，该系统的热利用效率普遍比较低，也有些发泡线有设计加装余热回收装置，但是因为结构复杂，安装繁琐和回收效果不理想而未达到真正的余热回收。而且，如果对于发泡线的废气使用一般的余热回收换热器回收余热，由于有机溶剂容易凝结、附着在换热器的芯体上，导致换热效率急剧降低，甚至堵塞。更危险的是可能还会引发火灾或者爆炸险情。
[0003]目前，大部分合成革发泡线都未进行余热。一是因为发泡尾气主要成分易凝结、易附着、易燃；不易回收。二是因为对于普通的导热油加热发泡线没有余热回收的利用价值，需要同时改造其供热方式余热回收才有价值。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种加热、回收一体化发泡线供热系统。
[0005]本发明采用以下技术方案实现:一种加热、回收一体化发泡线供热系统，其特征在于:包括燃烧机、天然气高温烟气发生室、尾气排放风机、高温段换热器、低温段取热器、空气输入风机、控制系统；所述天然气高温烟气发生室入口接所述燃烧机烟气出口 ；所述高温段换热器热流体入口侧连通于天然气高温烟气发生室的烟气出口 ；所述高温段换热器的冷空气流体入口与低温段取热器的冷空气流体出口连接；所述高温段换热器空气热空气流体出口及发泡线出口与低温段取热器的热空气流体的入口连接；所述低温段取热器的出口与所述尾气排放风机连接；所述低温段取热器的空气入口与所述空气输入风机；所述控制系统分别与所述高温段换热器的热空气出口、空气输入风机连接。
[0006]在本发明一实施例中，所述控制系统包括依次连接的温度传感器、D/A转换器、PLC、A/D转换器、变频调节器；所述温度传感器设置于所述高温段换热器空气热空气流体出口处；所述变频调节器与所述空气输入风机驱动结构连接。
[0007]进一步的，所述控制系统还包括一显示屏，所述显示屏与所述PLC的一输出连接。
[0008]在本发明一实施例中，所述的低温取热器空气入口处设置有两级过滤网。
[0009]在本发明一实施例中，所述空气输入风机为一轴流式风机。
[0010]本发明还提供一种基于上述的加热、回收一体化发泡线供热系统的控制方法，其特征在于:包括以下步骤:步骤S1:所述温度传感器测量高温段换热器输出热空气的温度，同时将测量的温度信号传入A/D转换器，所述A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，并输入到PLC ;步骤S2:所述PLC预先设定一温度阈值，若测量的温度大于所述阈值，PLC输出一信号到D/A转换器，所述D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，控制所述变频调节器降低所述空气输入风机的电机频率，减少输入空气，降低热空气的温度；若测量的温度小于所述阈值，PLC输出一信号到D/A转换器，所述D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，控制所述变频调节器提高所述空气输入风机的电机频率，增加输入新空气，提高热空气的温度。
[0011]本发明提供一种加热、热回收一体化发泡线供热系统及运行方法，将天然气燃烧产生的高温烟气，利用间接换热器将低温段换热器过来的空气加热到所需温度，避免了高温烟气直接进入发泡线造成增大着火、爆炸的安全隐患。中低温的烟气和尾气共同进入低温段取热器，预热新空气。
[0012]本发明对发泡线的供热方式进行改造，结构简单新颖、方便维护、自动化温度控制；同时，有效的提高了天然气的使用效率，节约能源，减少污染物排放，降低了发泡线的安全隐患；简单而易于实现。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构示意图。
[0014]图2为自动控制系统的系统框图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0016]本发明采用以下技术方案实现:一种加热、回收一体化发泡线供热系统，其特征在于:包括燃烧机1、天然气高温烟气发生室2、尾气排放风机3、高温段换热器10、低温段取热器4、空气输入风机5、控制系统；所述天然气高温烟气发生室2入口接所述燃烧机I出口；所述高温段换热器热10流体入口侧连通于天然气高温烟气发生室2的烟气出口 ；所述高温段换热器10的冷空气流体入口与低温段取热器4的冷空气流体出口连接；所述高温段换热器10的热空气流体出口及发泡线出口与低温段取热器4的热空气流体的入口连接；所述低温段取热器4的出口与所述尾气排放风机3连接；所述低温段取热器4的空气入口与所述空气输入风机5 ;所述控制系统分别与所述高温段换热器的热空气出口、空气输入风机连接。本发明的结构示意图参见图1。
[0017]由于低温取热器中天然烟气会产生冷凝腐蚀和烟气也会有DOP凝结。所以该段换热器可以定期的取出便于清洗或者更换换热器芯体。
[0018]较佳的，各个设备之间用方形风道连接，各风管以及各设备均有做绝热保温措施，减少散热损失。
[0019]高、低温换热器的具体尺寸有所需的风量和温度计算得出，而天然气燃烧机和风机的选型要满足能够提供相应的热量和风量。
[0020]在本发明一实施例中，所述控制系统包括依次连接的温度传感器12、D/A转换器IUPLC 8、A/D转换器7、变频调节器6 ;所述温度传感器设置于所述高温段换热器空气热空气流体出口处；所述变频调节器与所述空气输入风机驱动结构连接。控制系统的自动控制原理参见图2。
[0021]进一步的，所述控制系统还包括一显示屏9，所述显示屏9与所述PLC的一输出连接。
[0022]在本发明一实施例中，所述的低温取热器空气入口处设置有两级过滤网。防止发泡线排出的尾气含有的固体杂物，与凝结后的粘性DOP混合后将低温取热器的换热效率降低或者堵塞。
[0023]在本发明一实施例中，所述空气输入风机为一轴流式风机。
[0024]本发明还提供一种基于上述的加热、回收一体化发泡线供热系统的控制方法，其特征在于:包括以下步骤:步骤S1:所述温度传感器测量高温段换热器输出热空气的温度，同时将测量的温度信号传入A/D转换器，所述A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，并输入到PLC ;步骤S2:所述PLC预先设定一温度阈值，若测量的温度大于所述阈值，PLC输出一信号到D/A转换器，所述D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，控制所述变频调节器降低所述空气输入风机的电机频率，减少输入空气，降低热空气的温度；若测量的温度小于所述阈值，PLC输出一信号到D/A转换器，所述D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，控制所述变频调节器提高所述空气输入风机的电机频率，增加输入新空气，提高热空气的温度。
[0025]在其他实施例中，高温段换热器出口处也可以设有电机驱动的轴流式风机，更容易实现高温烟气与发泡线尾气热流体的输入。
[0026]本领域技术人员可以在不违背本实用的原理和实质的前提下对本具体实施例做出各种修改或补充或者采用类似的方式替代，但是这些改动均落入本发明的保护范围。因此本发明技术范围不局限于上述实施例。
【主权项】
1.一种加热、回收一体化发泡线供热系统，其特征在于:包括燃烧机、天然气高温烟气发生室、尾气排放风机、高温段换热器、低温段取热器、空气输入风机、控制系统； 所述天然气高温烟气发生室入口接所述燃烧机烟气出口 ；所述高温段换热器热流体入口侧连通于天然气高温烟气发生室的烟气出口 ；所述高温段换热器的冷空气流体入口与低温段取热器的冷空气流体出口连接；所述高温段换热器空气热空气流体出口及发泡线出口与低温段取热器的热空气流体的入口连接；所述低温段取热器的出口与所述尾气排放风机连接；所述低温段取热器的空气入口与所述空气输入风机；所述控制系统分别与所述高温段换热器的热空气出口、空气输入风机连接。2.根据权利要求1所述的加热、回收一体化发泡线供热系统，其特征在于:所述控制系统包括依次连接的温度传感器、A/D转换器、PLC、D/A转换器、变频调节器；所述温度传感器设置于所述高温段换热器空气热空气流体出口处；所述变频调节器与所述空气输入风机驱动结构连接。3.根据权利要求1所述的加热、回收一体化发泡线供热系统，其特征在于:所述控制系统还包括一显示屏，所述显示屏与所述PLC的一输出连接。4.根据权利要求1所述的加热、回收一体化发泡线供热系统，其特征在于:所述的低温取热器空气入口处设置有两级过滤网。5.根据权利要求1所述的加热、回收一体化发泡线供热系统，其特征在于:所述空气输入风机为一轴流式风机。6.一种基于权利要求1-5所述的加热、回收一体化发泡线供热系统的控制方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤S1:所述温度传感器测量高温段换热器输出热空气的温度，同时将测量的温度信号传入A/D转换器，所述A/D转换器将模拟信号转换为数字信号，并输入到PLC ; 步骤S2:所述PLC预先设定一温度阈值，若测量的温度大于所述阈值，PLC输出一信号到D/A转换器，所述D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，控制所述变频调节器降低所述空气输入风机的电机频率，减少输入空气，降低热空气的温度；若测量的温度小于所述阈值，PLC输出一信号到D/A转换器，所述D/A转换器将数字信号转换为模拟信号，控制所述变频调节器提高所述空气输入风机的电机频率，增加输入新空气，提高热空气的温度。
【专利摘要】本发明涉及合成革发泡系统的空气加热和尾气余热回收一体化系统及控制方法。该装置是通过燃烧天然气产生的高温烟气和发泡线产生的尾气分级间接加热新空气用于供应发泡所需热空气。高温换热阶段利用高温烟气将经过低温防腐防凝结换热器出来的新空气从中低温加热到发泡系统所需的温度；低温取热阶段利用高温换热后降温的天然气烟气和发泡线排放出来的尾气共同对常温的新空气进行预热，充分利用天然气烟气的水蒸气的相变冷凝潜热与和发泡系统的尾气余热。本装置结构简单，一体化综合性高，可以模块化组合和维护。有效的降低了后期换热器的维护成本，有效的提高天然气和发泡系统热能使用效率。<b />
【IPC分类】D06N3/00, F24H9/18, F24H3/06, F24H9/20
【公开号】CN105042852
【申请号】CN201510491728
【发明人】刘康林, 丘喜生, 张亚龙
【申请人】福州大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月12日