[发明专利]一种用于移动床内高温固体散料冷却的控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于移动床内高温固体散料冷却的控制系统及方法，通过监测移动床内高温固体散料的重要参数，通过控制振动出料机的排料速率、风机风量及落渣管流量，使得床内料层维持在一定高度，并保证适度冷却，使高温散料在移动床内达到理想的换热要求；具体控制思路可概括为：根据散料堆积层表面温度、散料堆积层料高及排料口处散料温度的监测信号，对冷却风的风量、振动床的排料速度及落渣管的落渣流量进行实时有效控制，控制过程中对控制参数的优先等级进行了合理设定，使冷却风的风量控制、振动床的排料速度控制及落渣管的落渣流量控制之间完美耦合，可实现多种工况的有效控制，大幅增加移动床内高温固体散料的冷却效果的适度性。

技术领域

本发明涉及高炉渣余热回收技术领域，特别涉及一种用于移动床内高温固体散料冷却的控制系统及方法。

背景技术

目前，中国是全球最大的钢铁生产国，钢铁产量已连续17年保持世界第一。2014年中国生铁产量达到7.11亿吨，约占世界钢铁总产量60％。在钢铁冶炼过程中，将产生大量高温炉渣。据估计，高炉渣的出炉渣温可高达1400～1550℃，通过计算可知每吨高温高炉渣的显热值可高达1260～1880MJ/吨，相当于60kg标准煤/吨。据统计，基于我国现有的钢铁冶炼技术，每生产1吨生铁将产生0.3吨高炉渣，以目前我国生铁产量7.11亿吨进行计算，可折合产生2.13亿吨以上的高炉渣，其显热量相当于1278万吨标准煤。

目前，我国钢厂对高温高炉渣常用的处理方法为水淬粒化法，通过对高温高炉渣进行水淬粒化处理后，用于水泥生产原料。水淬粒化法虽然实现了高炉渣的大规模利用，但处理过程需消耗大量水资源，据估计处理1吨高温熔渣，约需消耗新水1吨，循环用水约10吨。另外，水淬过程中释放出大量的H₂S和SO₂气体，腐蚀建筑、破坏设备和恶化工作环境，同时产生大量水蒸气，造成了高炉渣所含高值显热的巨大浪费。

干法处理技术利用高温高炉渣与传热介质间接或直接接触进行渣粒化及显热回收，处理过程中不耗费宝贵的水资源，也几乎不释放H₂S和SO₂等有害气体。随着我国对钢铁行业节能减排工作的全力推进，高温高炉渣干法离心粒化技术受到了业内的高度关注。在干法离心粒化处理过程中，高温高黏度的炉渣由高速旋转的转盘甩离转盘表界面，在空中形成液滴，这些微小的液滴与空间中的传热介质，一般为空气，进行强烈的直接换热，使液滴温度降低，使其液滴表面发生相变，形成凝固层，随着温度进一步降低，液滴逐渐转变成固体小颗粒。由于粒化过程中转盘的转速极快，一般可高达1000-2000r/min，导致液滴的切向速度极快，使得液滴在转盘周向空间上的换热有限，此时液滴表面仅能形成一层较薄的凝固层，内层仍呈液相，颗粒整体温度仍可高达800-900℃。为进一步降低颗粒温度，需加强颗粒在移动床内的换热。此时，高温颗粒(高温固体散料)在移动床内的冷却时间、冷却风量及排料速度，成为了钢渣余热回收利用技术的控制关键因素。因此，必须寻求一种可靠的、有效的新控制系统及方法，控制移动床内高温固体散料的适度冷却效果，最终实现理想的排渣温度。

发明内容

本发明的目在于提供一种用于移动床内高温固体散料冷却的控制系统及方法，通过监测移动床内高温固体散料的重要参数，通过控制振动出料机的排料速率、风机风量及落渣管流量，使得床内料层维持在一定高度，并保证适度冷却，使高温散料在移动床内达到理想的换热要求。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：