Control method of mixed fuel oven system for double-hearth lime kiln

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅附图1-5，本发明提供的一实施例中的一种双膛石灰窑30用混合燃料烘炉系统的控制方法，应用于双膛石灰窑30用混合燃料烘炉系统，所述双膛石灰窑30用混合燃料烘炉系统包括固体燃料输送装置10、气液燃料输送装置以及用于燃烧燃料的燃烧装置20。首先，需要说明的是，区别于现有技术中双膛石灰窑30常用的烘炉装置均只能使用单一燃料，当只采用单一的气体或者液体燃料时，由于烘炉所需温度较高，需耗费的气体或者液体燃料成本较高；当只采用固体燃料时，冷窑状态下，煤粉的燃烧不稳定，且煤粉燃烧火焰长，中间通道310空间狭小，容易燃烧不充分，同时火焰冲刷壁面，导致聚集性燃烧造成局部高温、结瘤的情况出现。本申请通过提供一种双膛石灰窑30用混合燃料烘炉系统的控制方法以解决现有技术中的上述缺陷。具体如下：

所述燃烧装置20包括第一进料端、第二进料端以及出气端，所述气液燃料输送装置用于向所述第一进料端输送气体燃料和/或液体燃料，所述固体燃料输送装置10用于向所述第二进料端输送固体燃料。

具体的，所述燃烧装置20用于燃烧不同形态的燃料，如气体燃料、液体燃料和固体燃料，其包括第一进料端、第二进料端以及出气端，所述第一进料端用于供所述气液燃料输送装置向所述第一进料端输送气体燃料和/或液体燃料；所述第二进料端用于供所述固体燃料输送装置10向所述第二进料端输送固体燃料；所述出气端用于与所述双膛石灰窑30的中间通道310连通，以将燃烧后产生的高温气体对双膛石灰炉进行烘炉升温。

其中，应用于所述双膛石灰窑30用混合燃料烘炉系统的控制方法具体包括包括步骤：

S1，若双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度小于650℃，通过所述气液燃料输送装置作为供料装置进行燃料供应，启动所述燃烧装置20，以对双膛石灰窑30进行烘炉初步升温，进入初步低温阶段。需要说明的是，所述双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度通过通道温度检测仪312获取，所述通道温度检测仪312设置于所述双膛石灰窑30的中间通道310上；当所述双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度处于650℃以下时，此时属于烘炉升温的初步升温过程，此阶段温度较低，不利于固体燃料的稳定燃烧，因此需采用气体或液体燃料进行初步升温。开始升温时，调整好助燃风与气体/液体燃料的配比，启动所述燃烧装置20，按烘炉曲线正常升温或保温，需要注意的是，此处按烘炉曲线正常升温或保温是指同现有技术的常规烘炉升温手段类似，采用气体/液体燃料作为单一燃料烘炉，在所述双膛石灰窑30的中间通道310低于650℃时按照正常升温速度进行初步升温，以进入初步低温阶段。

S2，若双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度处于650℃至850℃，通过气液燃料输送装置和固体燃料输送装置10共同作为供料装置进行燃料供应，以对双膛石灰窑30进行烘炉稳步升温，进入稳步中温阶段。需要注意的是，当所述双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度处于650℃至850℃时，此时属于烘炉升温的稳步升温过程，此阶段温度位于中温范围，此阶段固体燃料可参与烘炉，将气体或液体燃料调整至较经济的恒定状态，通过固体燃料输入量控制烘炉温度，以达到气体/液体燃料与固体燃料同时混合燃烧的效果，完成由气体/液体燃料向固体燃料燃烧的稳步过渡，以减小燃烧成本，并达到温度的稳定提升，以进入稳步中温阶段。

S3，若双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度处于850℃至950℃，通过固体燃料输送装置10作为供料装置进行燃料供应，以对双膛石灰窑30进行烘炉控制升温，进入控制高温阶段。值得说明的是，当所述双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度处于850℃至950℃时，此时属于烘炉升温的控制升温过程，此阶段温度位于高温范围，完全通过固体燃料输入量维持升温以处于高温烘炉状态，由于固体燃料燃烧时通常燃烧不稳定或不充分，导致温度差波动较大，因此需要通过控制所述固体燃料输送装置10的煤粉输入量实时控制升温状况，以进入控制高温阶段。

作为本发明一优选的实施方式，所述步骤S2具体包括步骤：

S21，当所述双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度达到650℃时，控制所述气液燃料输送装置以减少气体燃料和/或液体燃料的输送量，同时开启所述固体燃料输送装置10以向所述燃烧装置20中输送固体燃料。值得注意的是，当所述双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度达到650℃时，此时进入稳步中温阶段，开始引入固体燃料配合气体/液体燃料进行混合燃烧，可控制所述气液燃料输送装置以减少气体/液体燃料的输送量，如此将气体/液体燃料调整至较经济的恒定状态，以节约燃烧成本，同时开启所述固体燃料输送装置10以向所述燃烧装置20中输送固体燃料，主要通过固体燃料进行中高温阶段的升温。

S22，控制所述固体燃料输送装置10以稳定控制所述双膛石灰窑30的中间通道310的升温状况。需要注意的是，由于稳步中温阶段引入了固体燃料的燃烧，而固体燃料初步燃烧时不稳定，炉膛内压力波动较大，因此可实时通过控制所述固体燃料输送装置10以控制煤粉输入量，维持温度/压力的稳定，便于稳步升温。

S23，当所述双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度达到850℃时，关闭所述气液燃料输送装置。应当理解的是，当所述双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度达到850℃时，此时即将进入高温阶段，只需完全通过固体燃料维持高温的控制，因此为避免燃料浪费，可关闭所述气液燃料输送装置，只需依靠所述固体燃料输送装置10输送固体燃料即可。

作为本发明一较优的实施方式，所述步骤S21中“开启所述固体燃料输送装置10”具体包括步骤：

S211，启动煤粉输送风机110；

S212，开启煤粉给料阀134，并启动变频给煤机133，以向所述燃烧装置20中输送煤粉。

需要说明的是，当开启所述固体燃料输送装置10准备输送固体燃料时，先启动煤粉输送风机110，在煤粉输送管120中提供朝向所述燃烧装置20流向的气流，以将煤粉送往所述燃烧装置20；然后开启煤粉给料阀134，并启动变频给煤机133，以调节给煤量，向所述燃烧装置20中输送煤粉。

作为本发明一较佳的实施方式，所述步骤S212之后还包括步骤：

S213，当所述双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度处于650℃至700℃时，开启煤粉返仓阀136，以减缓升温速度。值得说明的是，在所述双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度较低的情况下，即处于650℃至700℃时，会出现即使将所述变频给煤机133调节至最小给煤量也升温过快的情况，此时可通过打开煤粉返仓阀136以作为煤粉量的辅助调节，使得部分煤粉返回到煤粉仓，从而减少进入到所述燃烧装置20中的煤粉量，以减缓升温速度，避免温度的大幅波动。

作为本发明一优选的实施方式，所述步骤S22具体包括步骤：

S221，根据通道压力检测仪311获取所述双膛石灰窑30的中间通道310的实时通道压力值；其中，所述通道压力检测仪311设置于所述双膛石灰窑30的中间通道310上；

S222，根据管道压力检测仪150获取煤粉输送管120的实时管道压力值，并控制放散阀140以使所述实时管道压力值与所述实时通道压力值的差值△P保持稳定；其中，所述放散阀140以及所述管道压力检测仪150设置于所述煤粉输送管120上。

值得注意的是，由于煤粉量的不断供给以及煤粉的同步燃烧，炉膛内的压力也随之不停变化，因此需要保证所述实时管道压力值与所述实时通道压力值的差值△P为稳定值，从而保证所述燃烧装置20中煤粉输入量的稳定；其中，煤粉输送管120的压力可通过放散阀140不同的开度状态以调节压力参数达到设定值，同时可通过煤粉返仓阀136进行辅助调节，以将所述煤粉输送管120的管道压力控制在12KPa～15KPa，此数值范围供本领域技术人员辅助理解，其具体数值本领域技术人员可以根据实际情况设定。

进一步地，所述实时管道压力值与所述实时通道压力值的差值△P为5KPa～6KPa。应当注意的是，在一较优的实施例中，将所述实时管道压力值与所述实时通道压力值的差值△P控制在5KPa以上时，煤粉输入较稳定，故较优地，所述实时管道压力值与所述实时通道压力值的差值△P可控制在5KPa～6KPa，其具体数值本领域技术人员可以根据实时的煤粉输入情况决定。

进一步地，所述固体燃料输送装置10包括煤粉输送风机110、煤粉输送管120以及煤粉供料机构130，所述煤粉输送管120的第一端与所述第二进料端连接，所述煤粉输送管120的第二端与所述煤粉输送风机110的输出端连接，所述煤粉输送管120上自所述煤粉输送风机110朝向所述燃烧装置20的方向依次设有放散阀140、管道压力检测仪150以及单向阀160。

需要说明的是，所述固体燃料输送装置10包括煤粉输送风机110、煤粉输送管120以及煤粉供料机构130，所述煤粉输送风机110用于在所述煤粉输送管120中提供朝向所述燃烧装置20流向的气流，以将所述煤粉供料机构130中提供的煤粉送往所述燃烧装置20，故所述煤粉输送管120的第一端与所述第二进料端连接，所述煤粉输送管120的第二端与所述煤粉输送风机110的输出端连接；进一步地，所述煤粉输送管120上自所述煤粉输送风机110朝向所述燃烧装置20的方向依次设有放散阀140、管道压力检测仪150以及单向阀160。

其中，所述放散阀140是管道输送气体的一种安全预警装置，当控制点的压力超过设定值时，即排放一定量的气体，以保证系统的安全性；所述管道压力检测仪150用于观测所述煤粉输送管120的实时压力，所述煤粉输送管120的压力可通过所述放散阀140不同的开度状态调节压力参数达到设定值，并跟随炉膛内压力变化时同步调节，保证煤粉输送管120道压力与中间通道310压力的差值为稳定值，从而保证所述燃烧装置20中煤粉通入量的稳定；所述单向阀160起到止回的作用，避免逆向流动，同时防止压力突然的升高而损坏管路，可防止异常情况的回火风险。

所述煤粉供料机构130包括煤粉供料仓131、煤粉供料管132、变频给煤机133、煤粉给料阀134、煤粉回料管135以及煤粉返仓阀136，所述煤粉供料管132的输出端设于所述放散阀140和管道压力检测仪150之间且与所述煤粉输送管120连通设置，所述煤粉供料管132的输入端与所述煤粉供料仓131的卸料口连接，所述变频给煤机133和所述煤粉给料阀134分别设于所述煤粉供料管132上且所述煤粉给料阀134处于所述变频给煤机133的下游；

所述煤粉回料管135的回料端设于所述煤粉供料管132和管道压力检测仪150之间且与所述煤粉输送管120连通设置，所述煤粉供料管132的出料端与所述煤粉供料仓131的回料口连接，所述煤粉返仓阀136设于所述煤粉回料管135上。

需要注意的是，所述煤粉供料机构130包括煤粉供料仓131、煤粉供料管132、变频给煤机133、煤粉给料阀134、煤粉回料管135以及煤粉返仓阀136，其中，所述煤粉供料仓131用于提供煤粉，所述煤粉供料管132是作为所述煤粉供料仓131中的煤粉输送至所述煤粉输送管120中的传递媒介，故所述煤粉供料管132的输出端设于所述放散阀140和管道压力检测仪150之间且与所述煤粉输送管120连通设置，所述煤粉供料管132的输入端与所述煤粉供料仓131的卸料口连接；所述变频给煤机133用于控制煤粉的给料量，由于煤粉为固体燃料，有一定的燃烧持续时间，若连续喷入会导致温度持续升高，而超出需求值，故需通过所述变频给煤机133控制煤粉的给料量；其中，考虑到煤粉燃烧的持续性以及温度反馈的滞后性，为实现温度的精准控制，需控制好关键设备的时间修正值，如在给煤时，反馈温度接近目标温度时需提前停止变频给煤机133，当反馈温度接近温度下限时需提前小频率启动变频给煤机133。

进一步地，所述煤粉给料阀134用于开关卸料口，煤粉通过所述变频给煤机133控制给料量后经所述煤粉给料阀134流入至所述煤粉输送管120中，因此所述变频给煤机133和所述煤粉给料阀134分别设于所述煤粉供料管132上且所述煤粉给料阀134处于所述变频给煤机133的下游。

其中，所述煤粉回料管135以及煤粉返仓阀136用于辅助调节煤粉量，在中间通道310温度小于700℃时，可能会出现所述变频给煤机133设定最小给煤量也会出现升温过快的情况，此时燃烧不稳定，可通过打开所述煤粉返仓阀136作为煤粉量的辅助调节，一部分煤粉返回到所述煤粉供料仓131中，以减少进入所述燃烧装置20中的煤粉量，因此，将所述煤粉回料管135的回料端设于所述煤粉供料管132和管道压力检测仪150之间且与所述煤粉输送管120连通设置，所述煤粉供料管132的出料端与所述煤粉供料仓131的回料口连接，所述煤粉返仓阀136设于所述煤粉回料管135上，具体请参阅附图5。

进一步地，所述燃烧装置20包括燃烧室210、多元燃料燃烧器以及助燃装置220，所述第一进料端、所述第二进料端以及所述出气端分别设于所述燃烧室210上，所述燃烧室210还设有用于与所述助燃装置220连接的助燃孔。值得说明的是，所述燃烧装置20包括燃烧室210、多元燃料燃烧器(图未示出)以及助燃装置220，所述燃烧室210用于供燃料通过所述多元燃料燃烧器进行燃烧，所述第一进料端、第二进料端以及出气端分别设于所述燃烧室210上，所述多元燃料燃烧器具有可燃烧各种介质的燃烧设备，实现固体燃料、气体或液体燃料与助燃空气的高效混合，大幅提高燃烧效率，固体燃料可充分燃烧，同时缩短燃烧器的火焰，有利于燃烧的稳定，其为较成熟的技术，此处不作详细赘述；所述助燃装置220用于引入助燃空气，以有利于燃烧，故需在所述燃烧室210上还设有用于与所述助燃装置220连接的助燃孔。

进一步地，所述双膛石灰窑30用混合燃料烘炉系统还包括PLC控制装置，所述PLC控制装置与所述固体燃料输送装置10电性连接。值得注意的是，所述PLC控制装置用于控制各个阀门，以实时调节煤粉的输入量以及调控管道的压力等，通过PLC控制装置可提前设置各温度/压力阈值，针对即将到达目标阈值时作出准备操作，如打开变频给煤机133、打开煤粉返仓阀136等，以实现对煤粉量的控制以及温度/压力的把控，同时可在PLC控制系统设有关键设备的安全联锁，如煤粉输送风机110停止时，变频给煤机133自动停止；温度异常时，联锁控制停止变频给煤机133、切断气体或液体燃料，释放窑膛压力，烘炉暂停，故所述PLC控制装置与所述固体燃料输送装置10电性连接。

进一步地，所述煤粉给料阀134靠近所述煤粉输送管120设置，所述煤粉返仓阀136靠近所述煤粉输送管120设置。应当理解的是，所述煤粉给料阀134靠近所述煤粉输送管120设置，可便于所述煤粉供料管132中的煤粉经所述煤粉给料阀134后直接进入到所述煤粉输送管120中；所述煤粉返仓阀136靠近所述煤粉输送管120设置，可便于需返回至所述煤粉仓中的部分煤粉可经所述煤粉返仓阀136更快流入至所述煤粉回料管135中，避免所述煤粉返仓阀136间隔太远，从而无法达到理想效果。

为便于本领域技术人员辅助理解，应用于双膛石灰窑30用混合燃料烘炉系统的控制方法总结分为三个阶段如下：

初步低温阶段：双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度小于650℃，通过控制气液燃料输送装置以向燃烧装置20中输入气体/液体燃料，主要通过气体/液体燃料进行低温阶段的升温；其中，升温时可调整好助燃风与燃料的配比，以按烘炉曲线正常升温。

稳步中温阶段：双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度处于650℃至850℃，通过控制固体燃料输送装置10以向燃烧装置20中输入固体燃料，以通过固体燃料和液体/气体燃料混合燃烧进行中温阶段的升温；其中，在即将达到650℃时启动煤粉输送风机110，以向煤粉输送管120中提供朝向燃烧装置20的定向气流，并开启煤粉给料阀134，启动变频给煤机133，以开始输入煤粉，同时，可控制气液燃料输送装置减少气体/液体燃料的输送量，将其调节至较经济的恒定状态，从而达成以固体燃料为主、气体/液体燃料为辅的升温过程，并完成从气体/液体燃料到固体燃料的过渡，避免中间通道310的温度/压力差过大；进一步地，打开煤粉返仓阀136以实时辅助调节煤粉输入量，同时通过放散阀140实时保持煤粉输送管120和中间通道310的压力差处于稳定，从而保证燃烧装置20中煤粉接入量的稳定。

控制高温阶段：双膛石灰窑30的中间通道310的实时温度处于850℃至950℃，主要通过固体燃料进行高温阶段的升温；其中，在即将达到850℃时关闭气液燃料输送装置以停止气体/液体燃料的供给，通过煤粉维持高温的稳定升温，并且通过煤粉返仓阀136的调节实时辅助调节煤粉输入量，从而避免出现煤粉燃烧不稳定或不充分，导致温度差波动较大的情况。

值得一提的是，在烘炉升温过程中，通过两侧窑膛的烟气换向操作，控制中间通道310内的气流方向，将燃烧装置20产生的高温烟气交替送入两侧窑膛，实现两侧窑膛的同步升温，当双膛窑最终达到正式生产时喷枪点火所需的温度时，窑膛内开始通入生产燃料供热，转换为正式生产，烘炉结束，以上为双膛石灰窑30烘炉的基本流程，其交替流通高温气流的具体操作和结构为本领域技术人员所熟知的内容，故此处不作详细赘述。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。