本发明公开了一种烧结生产烟气系统稳温调节控制模型及其应用方法，属于冶金绿色生产领域。本发明包括自流式空气热交换隔板、进出口烟气温度监测单元以及用于控制可调式风门开度的风门定位控制单元，还包括上位机和DCS控制系统，其中DCS控制系统与上位机相连，自流式空气热交换隔板均固定于稳压调温箱体内。通过在降尘稳压调温箱体增加间掺兑冷风，大量减少直接冷风掺兑量，避免冷风对烟气产生强力的扰动，稳定烟气输送管道的压力；并通过合理的调节控制模型设计，实现精准以及差值延迟的调节方式保持箱体热交换，实现简单、可靠的自对流箱体调温系统自动调节，解决传统的直接兑冷风降温调节缺陷，满足生产系统烟气温度稳定需求。
1.一种烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，其特征在于：包括自流式空气热交换隔板（3），所述自流式空气热交换隔板（3）包括出气自流式空气热交换隔板（100）和进气自流式空气热交换隔板（200）；所述自流式空气热交换隔板（3）均固定于稳压调温箱体（11）内，在降尘稳压调温箱体（11）两侧箱壁开口并在开口处固定连接有烟气输入管（1）和烟气输出管（7），出气自流式空气热交换隔板（100）面向烟气输出管（7）设置，下端预留烟气通道；进气自流式空气热交换隔板（200）面向烟气输入管（1）设置，上端预留烟气通道；所述出气自流式空气热交换隔板（100）和进气自流式空气热交换隔板（200）下部的两侧均分别外接空气进气管（23），上部均外接热气导出管（5），所述空气进气管（23）的管口均安装有可调式风门（24）；还包括进出口烟气温度监测单元以及用于控制可调式风门（24）开度的风门定位控制单元。
2.根据权利要求1所述的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，其特征在于：所述进出口烟气温度监测单元包括设置于稳压调温箱体（11）内部的两组出气隔板温度传感器（106）和两组进气隔板温度传感器（206），用以检测烟气通道的烟气温度，两组出气隔板温度传感器（106）分别位于出气自流式空气热交换隔板（100）的上下两端；两组进气隔板温度传感器（206）分别位于进气自流式空气热交换隔板（200）的上下两端。
3.根据权利要求2所述的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，其特征在于：所述稳压调温箱体（11）外部设有用于对两组进气隔板温度传感器（206）进行吹扫的进气隔板吹扫管路（205），进气隔板吹扫管路（205）上分别设置有并联分布的进气隔板电磁阀（203）和进气隔板旁通阀（204）控制通断；还设有用于对两组出气隔板温度传感器（106）进行吹扫的出气隔板吹扫管路（105），出气隔板吹扫管路（105）上分别设置有并联分布的出气隔板电磁阀（103）和出气隔板旁通阀（104）控制通断。
4.根据权利要求2所述的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，其特征在于：所述降尘稳压调温箱体（11）底部连接有颗粒粉尘收集斗（12）；所述热气导出管（5）伸出降尘稳压调温箱体（11）后与大气连通，热气导出管（5）的外壁固定连接于降尘稳压调温箱体（11）的顶壁；所述空气进气管（23）伸出降尘稳压调温箱体（11）后将自流式空气热交换隔板（3）的内部与大气连通，空气进气管（23）的外壁固定连接于降尘稳压调温箱体（11）的侧壁。
5.根据权利要求2所述的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，其特征在于：所述出气自流式空气热交换隔板（100）和进气自流式空气热交换隔板（200）在降尘稳压调温箱体（11）内等间距分布。
6.根据权利要求3所述的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，其特征在于：所述可调式风门（24）包括百叶片（241）和电动推杆（242），所述百叶片（241）自上而下均匀分布多个，百叶片（241）的一端通过销轴与空气进气管（23）管口的左沿转动连接，百叶片（241）的另一端通过销轴与空气进气管（23）管口的右沿转动连接，所述电动推杆（242）连接在空气进气管（23）管口外侧面，电动推杆的伸缩杆（243）与摇臂的一端转动连接，摇臂的另一端连接于百叶片（241）的销轴。
7.根据权利要求4所述的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，其特征在于：所述自流式空气热交换隔板（3）的前内壁、后内壁之间连接有呈“W”形的导流板（26）；所述自流式空气热交换隔板（3）的前外壁、后外壁均连接有换热片（25）。
8.根据权利要求7所述的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，其特征在于：所述换热片（25）和导流板（26）均均匀分布；其中，进气自流式空气热交换隔板（200）的顶端和出气自流式空气热交换隔板（100）的底端均固定连接有耐磨套（4）；所述颗粒粉尘收集斗（12）的底部连接有排灰阀。
9.一种根据权利要求6所述的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型的应用方法，其特征在于：
步骤一、出气自流式空气热交换隔板（100）或进气自流式空气热交换隔板（200）的控制；
步骤二、根据进出口烟气温度监测单元测得烟气实际温度与出口目标温度值的差值的正、负，以确定进气阀门百叶片（241）开、闭状态；
步骤三、根据进出口烟气温度监测单元得到的烟气实际温度值与出口目标温度值的差值的大小来确定烟气输入管（1）的进气阀门与风门定位控制单元中对可调式风门（24）开度的定位区间。
10.根据权利要求9所述的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型的应用方法，其特征在于：步骤一中，通过两组出气隔板温度传感器（106）对烟气进行实时测量，经DCS取平均后得烟气实际温度T1；步骤二中，通过DCS控制系统（201）计算烟气实际温度T1与出口目标温度的差值ΔT；步骤三中，风门定位控制单元中对可调式风门（24）开度的调节规则为：①0℃<ΔT<3℃时，可调式风门（24）开始关闭，触发可调式风门（24）延时信号，等待120秒后，直至全关；当3℃≤ΔT<5℃时，可调式风门（24）的开度调至30%后，位置反馈信号反馈至DCS控制系统（201），DCS发出调节风门停止信号，可调式风门（24）停止动作；当5℃≤ΔT≤8℃时，调节风门的开度至60%后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门（24）停止动作；当ΔT ＞8℃以上时，调节风门的开度至100%后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门（24）停止动作；
②‑2℃<ΔT<0℃时，可调式风门（24）开始关闭，触发进气可调式风门（24）延时信号，等待120秒后，直至全关；当 ‑2℃≤ΔT≤‑5℃时，调节风门的开度至50%后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门（24）停止动作；当ΔT＜‑5℃调节风门的开度至0%后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门（24）停止动作；
11.根据权利要求9所述的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型的应用方法，其特征在于：步骤一中，通过两组进气隔板温度传感器（206）对烟气进行实时测量，经DCS取平均后得烟气实际温度T1；步骤二中，通过DCS控制系统（201）计算烟气实际温度T1与出口目标温度的差值ΔT；步骤三中，风门定位控制单元中对可调式风门（24）开度的调节规则为：①0℃<ΔT<3℃时，可调式风门（24）开始关闭，触发可调式风门（24）延时信号，等待120秒后，直至全关；当3℃≤ΔT<5℃时，可调式风门（24）的开度调至30%后，位置反馈信号反馈至DCS控制系统（201），DCS发出调节风门停止信号，可调式风门（24）停止动作；当5℃≤ΔT≤8℃时，调节风门的开度至60%后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门（24）停止动作；当ΔT ＞8℃以上时，调节风门的开度至100%后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门（24）停止动作；
②‑2℃<ΔT<0℃时，可调式风门（24）开始关闭，触发进气可调式风门（24）延时信号，等待120秒后，直至全关；当 ‑2℃≤ΔT≤‑5℃时，调节风门的开度至50%后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门（24）停止动作；当ΔT＜‑5℃调节风门的开度至0%后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门（24）停止动作；
12.根据权利要求9所述的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型的应用方法，其特征在于：步骤一中，出气自流式空气热交换隔板（100）和进气自流式空气热交换隔板（200）联动控制机制；
①当出气自流式空气热交换隔板（100）和进气自流式空气热交换隔板（200）处于同一个状态时，那么两套隔板的可调式风门（24）开度执行优先发出指令的隔板；
②当出气自流式空气热交换隔板（100）和进气自流式空气热交换隔板（200）处于不同状态时，那么先执行指令的隔板继续执行该指令，另外一个隔板的执行指令将改为等待下一个周期，直至先执行指令的隔板完成动作，两套隔板的状态将再次开始周期循环。
13.根据权利要求9‑12任一所述的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型的应用方法，其特征在于：所述进出口烟气温度监测单元设置有吹扫装置定期吹扫，其吹扫方式按照以下规则进行：自动吹扫方式：DCS控制系统（201）每隔一段时间发出信号打开出气隔板电磁阀（103）和进气隔板电磁阀（203），压缩空气自动吹扫相应的出气隔板温度传感器（106）和进气隔板温度传感器（206）；当检测温度异常，DCS控制系统（201）报警，此时人工打开相应的出气隔板旁通阀（104）或进气隔板旁通阀（204）吹扫相应的出气隔板温度传感器（106）和进气隔板温度传感器（206），进出口烟气温度监测单元自动以另外一组出气隔板温度传感器（106）或进气隔板温度传感器（206）的测量值为实际温度T1；排除故障后，出气隔板旁通阀（104）或进气隔板旁通阀（204）关闭，DCS控制系统（201）恢复T1取值规则。
一种烧结生产烟气系统稳温调节控制模型及其应用方法
技术领域
[0001] 本发明涉及冶金绿色生产技术领域，更具体地说，涉及一种烧结生产烟气系统稳温调节控制模型及其应用方法。
背景技术
[0002] 当今大型化烧结、球团生产中，通常采用抽风燃烧生产工艺，生产燃烧产生的烟气中含有大量的金属、金属氧化物、及燃烧不完全的燃料粉尘颗粒；及燃烧产生的氯化氢(HCL)、硫氧化物(SOX)、氮氧化物(NOX)等；烟气最高温度450℃左右、最低80℃左右；生产过程中的各种波动，表现为生产烟气系统的压力波动、温度波动。
[0003] 随着绿色生产标准的不断升级，国家超净排放的新标准要求是：粉尘浓度小于3 3 3
10mg/Nm ,NOX浓度小于50mg/Nm ,SO2浓度小于35mg/Nm 。因此烟气处理由单一的短流程电除尘(布袋除尘)装置进行收尘，升级为长流程的电除尘(布袋除尘)+脱硫+脱硝+布袋除尘器处置。
[0004] 当烟气系统较大的压力、温度波动、及大颗粒金属粉尘进入电除尘时，都将给整个3
系统的高效稳定运行带来很大的影响，难以完成烟气除尘粉尘浓度小于10mg/Nm 目标，烟气中较多金属颗粒尘也给主风机、及其他风机叶轮及壳体造成较大的磨损，温度波动更不利于脱硫+脱硝的稳定运行，减少危废产生量。烧结生产烟气最大值为170℃，最小值为85℃。生产过程中的各种波动，表现为烟气系统的压力波动、温度波动。然无论是电除尘器、布袋除尘器，还是脱硫脱硝装置的都对入口烟气温度有一定要求的要求，温度满足145～155℃范围仅有35％左右。
[0005] 经检索，中国专利号为CN202010939357的文献，公开了一种高炉综合鼓风方法及系统，所述方法包括预处理环节、综合废气混配环节及加热鼓风环节。所述系统包括冶金废气预处理单元、综合废气混配单元及综合鼓风单元；该发明将热风炉烧炉烟气、石灰窑烧炉废气、轧钢加热炉废气、其他冶金废气及多种冶金余富煤气烧成废气或直接利用，上述烟气或废气各自经预处理后，在预混室中按比例预混配成综合废气由高压风机压入送风热风炉对蓄热室进行加热，自送风热风炉排出的综合废气进入储气稳压罐，用制粉系统废气稳温、配加定量氧气，由热风总管进入高炉进行鼓风，从而完成综合废气的科学绿色循环再利用。该发明用制粉系统废气稳温，虽然能够循环利用，但废气的温度多变，更容易引起整个生产系统温度的波动。
发明内容
[0006] 1.发明要解决的技术问题
[0007] 针对现有技术大型化烧结、球团生产中，生产烟气系统的压力波动、温度波动不利于脱硫+脱硝的稳定运行的问题，本发明提供了一种烧结生产烟气系统稳温调节控制模型及其应用方法，本发明利用自然的空气通过出气自流式空气热交换隔板和进气自流式空气热交换隔板调节烟气的温度，增加间掺兑冷风，避免直掺冷风对烟气产生强力的扰动，稳定了烟气输送管道的压力。
[0008] 2.技术方案
[0009] 为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
[0010] 本发明的一种烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，包括自流式空气热交换隔板，所述自流式空气热交换隔板包括出气自流式空气热交换隔板和进气自流式空气热交换隔板；所述自流式空气热交换隔板均固定于稳压调温箱体内，在降尘稳压调温箱体两侧箱壁开口并在开口处固定连接有烟气输入管和烟气输出管，出气自流式空气热交换隔板面向烟气输出管设置，下端预留烟气通道；进气自流式空气热交换隔板面向烟气输入管设置，上端预留烟气通道，可让高温烟气在降尘稳压调温箱体内实现倒“S”形流动，增加高温烟气与降尘稳压调温箱体内间接掺兑冷空气的热交换距离；所述出气自流式空气热交换隔板和进气自流式空气热交换隔板下部的两侧均分别外接空气进气管，上部均外接热气导出管，该空气进气管伸出降尘稳压调温箱体后将自流式空气热交换隔板的内部与大气连通，空气进气管的外壁固定连接于降尘稳压调温箱体的侧壁，通过在降尘稳压调温箱体增加间掺兑冷风，大量减少直接冷风掺兑量，避免冷风对烟气产生强力的扰动，稳定烟气输送管道的压力，烟气输出管在箱壁的高度高于烟气输入管，实现高温烟气由下至上的流动通道，实现了适用于在生产系统与烟气净化处理的输送管道间对烟气进行预处理时，高温烟气与降尘稳压调温箱体内间接掺兑冷空气的热交换过程，所述空气进气管的管口均安装有可调式风门，可根据高温烟气的温度调节风门大小，从而调节间掺兑冷风量；还包括进出口烟气温度监测单元以及用于控制可调式风门开度的风门定位控制单元，通过合理的调节控制模型设计，实现精准、联动以及差值延迟的调节方式保持箱体热交换，实现简单、可靠的自对流箱体调温系统自动调节，解决传统的直接兑冷风降温调节缺陷，满足生产系统烟气温度稳定需求。
[0011] 进一步地，进出口烟气温度监测单元包括设置于稳压调温箱体内部的两组出气隔板温度传感器和两组进气隔板温度传感器，用以检测烟气通道的烟气温度，两组出气隔板温度传感器分别位于出气自流式空气热交换隔板的上下两端；两组进气隔板温度传感器分别位于进气自流式空气热交换隔板的上下两端，通过DCS控制系统对温度传感器实现实时监控。
[0012] 更进一步地，稳压调温箱体外部设有用于对两组进气隔板温度传感器进行吹扫的进气隔板吹扫管路，进气隔板吹扫管路上分别设置有并联分布的进气隔板电磁阀和进气隔板旁通阀控制通断；还设有用于对两组出气隔板温度传感器进行吹扫的出气隔板吹扫管路，出气隔板吹扫管路上分别设置有并联分布的出气隔板电磁阀和出气隔板旁通阀控制通断。
[0013] 更进一步地，降尘稳压调温箱体底部连接有颗粒粉尘收集斗，通过颗粒粉尘收集斗收集的粉尘，可通过延长的密闭式粉尘链板机输送机返回烧结配料循环利用；所述热气导出管伸出降尘稳压调温箱体后与大气连通，热气导出管的外壁固定连接于降尘稳压调温箱体的顶壁；所述空气进气管伸出降尘稳压调温箱体后将自流式空气热交换隔板的内部与大气连通，空气进气管的外壁固定连接于降尘稳压调温箱体的侧壁。
[0014] 更进一步地，出气自流式空气热交换隔板和进气自流式空气热交换隔板在降尘稳压调温箱体内等间距分布，使整个热交换过程均匀交接，避免剧烈的交换过程，进一步避免冷风对烟气产生强力的扰动，稳定烟气输送管道的压力。
[0015] 更进一步地，可调式风门包括百叶片和电动推杆，所述百叶片自上而下均匀分布多个，百叶片的一端通过销轴与空气进气管管口的左沿转动连接，百叶片的另一端通过销轴与空气进气管管口的右沿转动连接，所述电动推杆连接在空气进气管管口外侧面，电动推杆的伸缩杆与摇臂的一端转动连接，摇臂的另一端连接于百叶片的销轴，通过DCS控制系统控制电动推杆即可实现调节间掺兑冷风量的大小，无需人工实地调节，提高操作的自动化和方便性。
[0016] 更进一步地，自流式空气热交换隔板的前内壁、后内壁之间连接有呈“W”形的导流板，可防止大气在降尘稳压调温箱体内产生迂回式扰动，提高大气的流速，同时，起到加强筋的作用，增强了降尘稳压调温箱体的机械强度；所述自流式空气热交换隔板的前外壁、后外壁均连接有换热片，提高高温烟气与降尘稳压调温箱体内间接掺兑冷空气的热交换面积。
[0017] 更进一步地，换热片和导流板均均匀分布，进一步提高热交换的均匀稳定性；其中，进气自流式空气热交换隔板的顶端和出气自流式空气热交换隔板的底端均固定连接有耐磨套，避免高温的粗烟气中的金属粉尘频繁的摩擦隔板的边角引起漏气，耐磨套4形状可以是弧状套接体，套接在边角上，也可以是固定于靠近隔板边角的机翼状，将粉尘引导着远离边角，以提高隔板的使用寿命；所述颗粒粉尘收集斗的底部连接有排灰阀。
[0018] 一种烧结生产烟气系统稳温调节控制模型的应用方法，
[0019] 步骤一、出气自流式空气热交换隔板或进气自流式空气热交换隔板的控制；
[0020] 步骤二、根据进出口烟气温度监测单元测得烟气实际温度与出口目标温度值的差值的正、负，以确定进气阀门百叶片开、闭状态；
[0021] 步骤三、根据进出口烟气温度监测单元得到的烟气实际温度值与出口目标温度值的差值的大小来确定烟气输入管的进气阀门与风门定位控制单元中对可调式风门开度的定位区间。
[0022] 进一步地应用方法，步骤一中，通过两组出气隔板温度传感器对烟气进行实时测量，经DCS取平均后得烟气实际温度T1；步骤二中，通过DCS控制系统计算烟气实际温度T1与出口目标温度的差值ΔT；步骤三中，风门定位控制单元中对可调式风门开度的调节规则为：
[0023] ①0℃<ΔT<3℃时，可调式风门开始关闭，触发可调式风门延时信号，等待120秒后，直至全关；当3℃≤ΔT<5℃时，可调式风门的开度调至30％后，位置反馈信号反馈至DCS控制系统，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门停止动作；当5℃≤ΔT≤8℃时，调节风门的开度至60％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门停止动作；当ΔT＞8℃以上时，调节风门的开度至100％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门停止动作；
[0024] ②‑2℃<ΔT<0℃时，可调式风门开始关闭，触发进气可调式风门延时信号，等待120秒后，直至全关；当‑2℃≤ΔT≤‑5℃时，调节风门的开度至50％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门停止动作；当ΔT＜‑5℃调节风门的开度至
0％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门停止动作。
[0025] ③ΔT＝0时，可调式风门状态保持不动。
[0026] 更进一步地应用方法，步骤一中，通过两组进气隔板温度传感器对烟气进行实时测量，经DCS取平均后得烟气实际温度T1；步骤二中，通过DCS控制系统计算烟气实际温度T1与出口目标温度的差值ΔT；步骤三中，风门定位控制单元中对可调式风门开度的调节规则为：
[0027] ①0℃<ΔT<3℃时，可调式风门开始关闭，触发可调式风门延时信号，等待120秒后，直至全关；当3℃≤ΔT<5℃时，可调式风门的开度调至30％后，位置反馈信号反馈至DCS控制系统，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门停止动作；当5℃≤ΔT≤8℃时，调节风门的开度至60％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门停止动作；当ΔT＞8℃以上时，调节风门的开度至100％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门停止动作；
[0028] ②‑2℃<ΔT<0℃时，可调式风门开始关闭，触发进气可调式风门延时信号，等待120秒后，直至全关；当‑2℃≤ΔT≤‑5℃时，调节风门的开度至50％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门停止动作；当ΔT＜‑5℃调节风门的开度至
0％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门停止动作。
[0029] ③ΔT＝0时，可调式风门状态保持不动。
[0030] 更进一步地应用方法，步骤一中，出气自流式空气热交换隔板和进气自流式空气热交换隔板联动控制机制；
[0031] ①当出气自流式空气热交换隔板和进气自流式空气热交换隔板处于同一个状态时，那么两套隔板的可调式风门开度执行优先发出指令的隔板；
[0032] ②当出气自流式空气热交换隔板和进气自流式空气热交换隔板处于不同状态时，那么先执行指令的隔板继续执行该指令，另外一个隔板的执行指令将改为等待下一个周期，直至先执行指令的隔板完成动作，两套隔板的状态将再次开始周期循环。
[0033] 更进一步地应用方法，稳压调温箱体外部还设有用于分别对两组出气隔板温度传感器进行吹扫的出气隔板吹扫管路，以及对两组进气隔板温度传感器进行吹扫的进气隔板吹扫管路，出气隔板吹扫管路上分别设置有并联分布的出气隔板电磁阀和出气隔板旁通阀控制通断；进气隔板吹扫管路上分别设置有并联分布的进气隔板电磁阀和进气隔板旁通阀控制通断；
[0034] 所述进出口烟气温度监测单元设置有吹扫装置定期吹扫，其吹扫方式按照以下规则进行：
[0035] 自动吹扫方式：DCS控制系统每隔一段时间发出信号打开出气隔板电磁阀和进气隔板电磁阀，压缩空气自动吹扫相应的出气隔板温度传感器和进气隔板温度传感器；当检测温度异常，DCS控制系统报警，此时人工打开相应的出气隔板旁通阀或进气隔板旁通阀吹扫相应的出气隔板温度传感器和进气隔板温度传感器，进出口烟气温度监测单元自动以另外一组出气隔板温度传感器或进气隔板温度传感器的测量值为实际温度T1；排除故障后，出气隔板旁通阀或进气隔板旁通阀关闭，DCS控制系统恢复T1取值规则。
[0036] 3.有益效果
[0037] 采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0038] (1)本发明的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，能够满足空气自对流箱型隔板降温调节的控制要求，自动实现负压调节、差值延时调节，提高调温箱体调节烟气温度的命中率；并可通过对冶金生产各个场景粗烟气的预处理，对冶金生产粗烟气提供了无动力机械式粗烟气降尘、调温、稳压预处理，满足烧结、球铁生产长流程烟气系统运行稳定性，进一步提升烧结矿、球团矿产品的质量及成品率；并协同电除尘(布袋除尘)的各自特点，优化烟气处理系统协同效率最优，无动力间接参冷风降低烟气温度，增加了系统稳定性、降低了主风机负荷，减少工艺生产烟气排放量，同时也提前回收粗烟气中大颗粒粉尘循环利用；协同工作实现烟气超净排、再生危废少的效果，可应用于生产、环保等烟气超净排的各种场景；
[0039] (2)本发明的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，能够实现出气自流式空气热交换隔板和进气自流式空气热交换隔板的联动调节，提高温度的调节能力和调节精度；进口、出口温度检测差值延迟协同调节方式能够缓解生产烟气温度波动，进一步提升调节生产烟气温度的命中率；间接参冷风除尘模式压力稳定，降低了主风机负荷；能够稳定降低粗烟气温度满足布袋除尘120℃以下；能够回收5％～30％的粉尘颗粒，协同提升布袋(电)除尘效率；提前回收单个除尘点的锌等有害元素不进入大系统；稳定粗烟气温度满足电袋除尘+脱硫+脱硝系统高效协同运行150±5℃的出烟需求；
[0040] (3)本发明的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，克服了整个冶金生产系统的烟气完全依靠向管道内直接掺兑冷风降低烟气温度的做法，在生产系统与烟气净化处理的输送管道间对烟气进行预处理，利用自然的大气调节烟气的温度，增加间掺兑冷风，大量减少直接冷风掺兑量，避免冷风对烟气产生强力的扰动，稳定烟气输送管道的压力，充分协同生产系统与烟气净化系统的匹配，保障生产系统压力稳定，提升产品质量，同时减少后续烟气净化处理量及烟气排放量，降低风机负荷及电耗。进一步保障全生产，节约生产成本，提高生产效率；
[0041] (4)本发明的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，导流板呈“W”形排列，可防止大气在降尘稳压调温箱体内扰动，提高大气的流速，同时，也增强了降尘稳压调温箱体的机械强度；换热片的设置有利于使烟气与降尘稳压调温箱体进行充分的热交换；
[0042] (5)本发明的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型的应用方法，由于降尘稳压调温箱体受到烟气的热交换，降尘稳压调温箱体内的大气被加热，形成典型的“烟囱效应”，此时，降尘稳压调温箱体内的大气迅速上升，通过热气导出管向外排出，外界的大气又通过进气管加速进入降尘稳压调温箱体，从而形成大气对流，其实质是流动的大气通过降尘稳压调温箱体与烟气产生热交换，对烟气进行降温，即，烟气温度越高，“烟囱效应”越明显，对烟气的温度调节效果越好，达到相辅相成的协同式作用效果，而且，还可以通过风门调节进风量，控制温度调节的幅度，从而达到避免冷风对烟气产生强力的扰动的效果。
附图说明
[0043] 图1是本发明的结构示意图；
[0044] 图2是本发明的降尘稳压调温箱体整体结构示意图；
[0045] 图3是图2的局部剖视结构示意图；
[0046] 图4是图2的A‑A剖视结构示意图；
[0047] 图5是图4的局部剖视结构示意图；
[0048] 图6是烟气在本发明中流动的示意图；
[0049] 图7是大气在降尘稳压调温箱体中流动的示意图。
[0050] 示意图中的标号说明：1、烟气输入管；3、自流式空气热交换隔板；4、耐磨套；5、热气导出管；7、烟气输出管；11、降尘稳压调温箱体；12、颗粒粉尘收集斗；20、上位机；23、空气进气管；24、可调式风门；25、换热片；26、导流板；241、百叶片；242、电动推杆；243、伸缩杆；100、出气自流式空气热交换隔板；200、进气自流式空气热交换隔板；103、出气隔板电磁阀；
104、出气隔板旁通阀；105、出气隔板吹扫管路；106、出气隔板温度传感器；107、进气翻板阀Ⅰ；108、出气隔板环境温度传感器；201、DCS控制系统；203、进气隔板电磁阀；204、进气隔板旁通阀；205、进气隔板吹扫管路；206、进气隔板温度传感器；207、进气翻板阀Ⅱ；208、进气隔板环境温度传感器。
具体实施方式
[0051] 为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。
[0052] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0053] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0054] 实施例1
[0055] 如图1、2所示，本实施例的一种烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，包括自流式空气热交换隔板3、进出口烟气温度监测单元、环境温度监测单元以及用于控制可调式风门24开度的风门定位控制单元，还包括上位机20和DCS控制系统201，其中DCS控制系统201与上位机200相连，所述自流式空气热交换隔板3包括出气自流式空气热交换隔板100和进气自流式空气热交换隔板200；所述自流式空气热交换隔板3均固定于稳压调温箱体11内，在降尘稳压调温箱体11两侧箱壁开口并在开口处固定连接有烟气输入管1和烟气输出管7，出气自流式空气热交换隔板100面向烟气输出管7设置，下端预留烟气通道；进气自流式空气热交换隔板200面向烟气输入管1设置，上端预留烟气通道，可让高温烟气在降尘稳压调温箱体内实现倒“S”形流动，增加高温烟气与降尘稳压调温箱体内间接掺兑冷空气的热交换距离；所述出气自流式空气热交换隔板100和进气自流式空气热交换隔板200下部的两侧均分别外接空气进气管23，上部均外接热气导出管5，该空气进气管伸出降尘稳压调温箱体后将自流式空气热交换隔板的内部与大气连通，空气进气管的外壁固定连接于降尘稳压调温箱体的侧壁，通过在降尘稳压调温箱体增加间掺兑冷风，大量减少直接冷风掺兑量，避免冷风对烟气产生强力的扰动，稳定烟气输送管道的压力，烟气输出管在箱壁的高度高于烟气输入管，实现高温烟气由下至上的流动通道，实现了适用于在生产系统与烟气净化处理的输送管道间对烟气进行预处理时，高温烟气与降尘稳压调温箱体内间接掺兑冷空气的热交换过程，所述空气进气管23的管口均安装有可调式风门24，通过风门定位控制单元控制，可根据进出口烟气温度监测单元采集高温烟气的温度后，再通过DCS控制系统201调节风门大小，可调式风门24可通过在风门口设置进气翻板阀来实现，即，在出气自流式空气热交换隔板100和进气自流式空气热交换隔板200的可调式风门24口分别设置进气翻板阀Ⅰ107和进气翻板阀Ⅱ207来实现，从而调节间掺兑冷风量；通过合理的调节控制模型设计，实现精准、联动以及差值延迟的调节方式保持箱体热交换，实现简单、可靠的自对流箱体调温系统自动调节，解决传统的直接兑冷风降温调节缺陷，满足生产系统烟气温度稳定需求。
[0056] 本实施例的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，应用于烧结生产场景，即将烧结产生的粗烟气在本实施例的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型中进行预处理，通过在降尘稳压调温箱体增加间掺兑冷风，大量减少直接冷风掺兑量，避免冷风对烟气产生强力的扰动，稳定烟气输送管道的压力，烟气输出管在箱壁的高度高于烟气输入管，实现高温烟气由下至上的流动通道，实现了适用于在生产系统与烟气净化处理的输送管道间对烟气进行预处理时，高温烟气与降尘稳压调温箱体内间接掺兑冷空气的热交换过程，并充分协同生产系统与烟气净化系统的匹配，保障了整个生产系统压力稳定，提升产品质量，同时减少后续烟气净化处理量及烟气排放量，降低风机负荷及电耗，并可提供了无动力机械式粗烟气降尘、调温、稳压预处理，满足不同生产工艺需求、及不同除尘系统的各种系统要求的辅助协同需求。
[0057] 本实施例的稳温调节控制模型可同步完成降尘、调温、稳压三项功能，且采用自动控制调节，协同满足超净排电除尘+脱硫+脱硝长流程工艺需求，即电除尘后粉尘浓度30mg/3
Nm以下、烟气压力波动压力满足‑14.5～‑15.5KPa范围、烟气温度满足145～155℃范围。
[0058] 本实施例的稳温调节控制模型，结合现场原有烟气输入管1和烟气输出管7上下配置采用2级自流式空气热交换隔板3实现烟气3次转向变速可收集颗粒粉尘50％左右。
[0059] 实施例2
[0060] 本实施例的一种烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，基本同实施例1，更进一步地，环境温度监测单元即指设置于箱体外部的出气隔板环境温度传感器108和进气隔板环境温度传感器208；DCS控制系统201还分别与环境温度传感器、两组出气隔板温度传感器106、两组进气隔板温度传感器206的吹扫管路205、可调式风门24、热气导出管5等相连并对其进行信号控制。进出口烟气温度监测单元包括设置于稳压调温箱体11内部的两组出气隔板温度传感器106和两组进气隔板温度传感器206，用以检测烟气通道的烟气温度，两组出气隔板温度传感器106分别位于出气自流式空气热交换隔板100的上下两端；两组进气隔板温度传感器206分别位于进气自流式空气热交换隔板200的上下两端，通过DCS控制系统201对温度传感器实现实时监控。稳压调温箱体11外部设有用于对两组进气隔板温度传感器
206进行吹扫的进气隔板吹扫管路205，进气隔板吹扫管路205上分别设置有并联分布的进气隔板电磁阀203和进气隔板旁通阀204控制通断；还设有用于对两组出气隔板温度传感器
106进行吹扫的出气隔板吹扫管路105，出气隔板吹扫管路105上分别设置有并联分布的出气隔板电磁阀103和出气隔板旁通阀104控制通断。降尘稳压调温箱体11底部连接有颗粒粉尘收集斗12，通过颗粒粉尘收集斗收集的粉尘，可通过延长的密闭式粉尘链板机输送机返回烧结配料循环利用；所述热气导出管5伸出降尘稳压调温箱体11后与大气连通，热气导出管5的外壁固定连接于降尘稳压调温箱体11的顶壁；所述空气进气管23伸出降尘稳压调温箱体11后将自流式空气热交换隔板3的内部与大气连通，空气进气管23的外壁固定连接于降尘稳压调温箱体11的侧壁。
[0061] 本实施例的稳温调节控制模型，自流式空气热交换隔板3采用空气自对流换热结构，换热后的洁净热空气由热气导出管5直接排放。2级隔板分别与烟气进、出口温度连锁自动控制自对自对流空气可调式风门24，降温烟气温度满足145～155℃范围从提升到57％。烧结生产系统的压力稳定性力满足‑14.5～‑15.5KPa范围提升到46％，烧结矿成品率提高了5％。
[0062] 实施例3
[0063] 本实施例的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型，基本结构同上述实施例，更进一步地，出气自流式空气热交换隔板100和进气自流式空气热交换隔板200在降尘稳压调温箱体11内等间距分布，使整个热交换过程均匀交接，避免剧烈的交换过程，进一步避免冷风对烟气产生强力的扰动，稳定烟气输送管道的压力。如图3所示，可调式风门24包括百叶片241和电动推杆242，所述百叶片241自上而下均匀分布多个，百叶片241的一端通过销轴与空气进气管23管口的左沿转动连接，百叶片241的另一端通过销轴与空气进气管23管口的右沿转动连接，所述电动推杆242连接在空气进气管23管口外侧面，电动推杆的伸缩杆243与摇臂的一端转动连接，摇臂的另一端连接于百叶片241的销轴，通过DCS控制系统201控制电动推杆即可实现调节间掺兑冷风量的大小，无需人工实地调节，提高操作的自动化和方便性，控制调节的精度也优于进气翻板阀。如图4、5所示，自流式空气热交换隔板3的前内壁、后内壁之间连接有呈“W”形的导流板26，可防止大气在降尘稳压调温箱体内产生迂回式扰动，提高大气的流速，同时，起到加强筋的作用，增强了降尘稳压调温箱体的机械强度；所述自流式空气热交换隔板3的前外壁、后外壁均连接有换热片25，提高高温烟气与降尘稳压调温箱体内间接掺兑冷空气的热交换面积。换热片25和导流板26均均匀分布，进一步提高热交换的均匀稳定性；其中，进气自流式空气热交换隔板200的顶端和出气自流式空气热交换隔板100的底端均固定连接有耐磨套4，避免高温的粗烟气中的金属粉尘频繁的摩擦隔板的边角引起漏气，耐磨套4形状可以是弧状套接体，套接在边角上，也可以是固定于靠近隔板边角的机翼状，将粉尘引导着远离边角，以提高隔板的使用寿命；所述颗粒粉尘收集斗12的底部连接有排灰阀。
[0064] 本实施例的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型的应用方法，步骤为：
[0065] 步骤一、出气自流式空气热交换隔板100或进气自流式空气热交换隔板200的控制，即可单独控制两个隔板之一实现；
[0066] 步骤二、根据进出口烟气温度监测单元测得烟气实际温度与出口目标温度值的差值的正、负，以确定进气阀门百叶片241开、闭状态；
[0067] 步骤三、根据进出口烟气温度监测单元得到的烟气实际温度值与出口目标温度值的差值的大小来确定烟气输入管1的进气阀与风门定位控制单元中对可调式风门24开度的定位区间。
[0068] 更为具体的步骤为，步骤一中，通过两组出气隔板温度传感器106对烟气进行实时测量，经DCS取平均后得烟气实际温度T1；步骤二中，通过DCS控制系统201计算烟气实际温度T1与出口目标温度的差值ΔT；步骤三中，风门定位控制单元中对可调式风门24开度的调节规则为：
[0069] ①0℃<ΔT<3℃时，可调式风门24开始关闭，触发可调式风门24延时信号，等待120秒后，直至全关；当3℃≤ΔT<5℃时，可调式风门24的开度调至30％后，位置反馈信号反馈至DCS控制系统201，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门24停止动作；当5℃≤ΔT≤8℃时，调节风门的开度至60％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门24停止动作；当ΔT＞8℃以上时，调节风门的开度至100％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门24停止动作；
[0070] ②‑2℃<ΔT<0℃时，可调式风门24开始关闭，触发进气可调式风门24延时信号，等待120秒后，直至全关；当‑2℃≤ΔT≤‑5℃时，调节风门的开度至50％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门24停止动作；当ΔT＜‑5℃调节风门的开度至0％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，可调式风门24停止动作。
[0071] ③ΔT＝0时，可调式风门24状态保持不动。
[0072] 同理，单独控制进气自流式空气热交换隔板200也可实现，步骤同出气自流式空气热交换隔板100的控制。
[0073] 更进一步地应用方法，步骤一中，出气自流式空气热交换隔板100和进气自流式空气热交换隔板200联动控制机制；
[0074] ①当出气自流式空气热交换隔板100和进气自流式空气热交换隔板200处于同一个状态时，那么两套隔板的可调式风门24开度执行优先发出指令的隔板；
[0075] ②当出气自流式空气热交换隔板100和进气自流式空气热交换隔板200处于不同状态时，那么先执行指令的隔板继续执行该指令，另外一个隔板的执行指令将改为等待下一个周期，直至先执行指令的隔板完成动作，两套隔板的状态将再次开始周期循环。
[0076] 更进一步地应用方法，稳压调温箱体11外部还设有用于分别对两组出气隔板温度传感器106进行吹扫的出气隔板吹扫管路105，以及对两组进气隔板温度传感器206进行吹扫的进气隔板吹扫管路205，出气隔板吹扫管路105上分别设置有并联分布的出气隔板电磁阀103和出气隔板旁通阀104控制通断；进气隔板吹扫管路205上分别设置有并联分布的进气隔板电磁阀203和进气隔板旁通阀204控制通断；
[0077] 所述进出口烟气温度监测单元设置有吹扫装置定期吹扫，其吹扫方式按照以下规则进行：
[0078] 自动吹扫方式：DCS控制系统201每隔一段时间发出信号打开出气隔板电磁阀103和进气隔板电磁阀203，压缩空气自动吹扫相应的出气隔板温度传感器106和进气隔板温度传感器206；当检测温度异常，DCS控制系统201报警，此时人工打开相应的出气隔板旁通阀104或进气隔板旁通阀204吹扫相应的出气隔板温度传感器106和进气隔板温度传感器206，进出口烟气温度监测单元自动以另外一组出气隔板温度传感器106或进气隔板温度传感器
206的测量值为实际温度T1；排除故障后，出气隔板旁通阀104或进气隔板旁通阀204关闭，DCS控制系统201恢复T1取值规则。
[0079] 具体应用1：
[0080] 1)当温度监测单元对烧结电除尘入口温度进行实时测量161.3℃，162.1℃，经DCS取平均后得烟气实际温度161.7℃。DCS计算烟气实际温度161.7℃与出口目标温度150℃的差值ΔT＝11.7℃。自对流箱型上隔板调节：由于差值ΔT＝11.7＞8，调节风门的开度至100％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，风门停止动作；DCS计算5≤ΔT≤8调节风门的开度至60％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，风门停止动作；DCS计算3≤ΔT<5，调节风门的开度至30％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，风门停止动作；DCS计算0<ΔT<3，进气调节风门开始关闭，直至全关。
[0081] 2)温度监测单元对烧结电除尘入口温度进行实时测量152.3℃，153.1℃，经DCS取平均后得烟气实际温度152.7℃。DCS计算烟气实际温度152.7℃与出口目标温度150℃的差值ΔT＝2.7℃。DCS计算0<ΔT<2，进气调节风门开始关闭，直至全关。
[0082] 3)此时实时测量电除尘入口烟气温度为152.7℃，满足降温调节目标范围。
[0083] 具体应用2：
[0084] 1)温度监测单元对烧结电除尘入口温度进行实时测量138.5℃，138.2℃，经DCS取平均后得烟气实际温度138.35℃。DCS计算烟气实际温度138.35℃与出口目标温度150℃的差值ΔT＝‑8.35℃。自对流箱型上隔板调节：由于差值ΔT＝‑8.35＜‑5，调节风门的开度至0％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，风门停止动作；DCS计算‑2≤ΔT≤‑5调节风门的开度至50％后，位置反馈信号反馈至DCS，DCS发出调节风门停止信号，风门停止动作；DCS计算0℃<ΔT<2℃，进气调节风门开始关闭，直至全关。
[0085] 2)温度监测单元对烧结电除尘出口温度进行实时测量148.3℃，148.1℃，经DCS取平均后得烟气实际温度148.2℃。DCS计算烟气实际温度148.2℃与出口目标温度150℃的差值ΔT＝‑1.8℃。DCS计算0<ΔT<2时，进气调节风门开始关闭，直至全关。
[0086] 3)此时实时测量电除尘入口烟气温度为148.2℃，满足降温调节目标范围。
[0087] 对比例1
[0088] 不采用降温调节装置，不进行降温调节。温度监测单元对烧结电除尘入口温度进行实时测量162.8℃，161.2℃，经DCS取平均后得烟气实际温度161.5℃。DCS计算烟气实际温度161.5℃与出口目标温度150℃的差值ΔT＝11.5℃。不能满足入口烟气150±5℃目标范围。
[0089] 当箱体容积足够大时，由于降尘稳压调温箱体11受到烟气的热交换，如图6、7所示，烟气由烟气输入管1输入，通过自流式空气热交换隔板3，由烟气输出管7输出至下一工位电除尘烟气进口；让高温烟气在降尘稳压调温箱体11内实现倒“S”形流动，降尘稳压调温箱体11内的大气被加热，根据“烟囱效应”，此时，如图7所示，降尘稳压调温箱体内的大气迅速上升，通过热气导出管5向外排出，外界的大气又通过空气进气管23加速进入降尘稳压调温箱体，从而形成大气对流，其实质是流动的大气通过降尘稳压调温箱体与烟气产生热交换，对烟气进行降温，而降尘稳压调温箱体内的大气被加热，形成典型的“烟囱效应”，即，烟气温度越高，“烟囱效应”越明显，对烟气的温度调节效果越好，达到相辅相成的协同式作用效果，而且，还可以通过电动推杆242调节进风量，控制温度调节的幅度，从而达到避免冷风对烟气产生强力的扰动的效果。进一步的，热气导出管5的长度可根据需要进行制定，根据“烟囱效应”，热气导出管的长度越长其大气的流量越大，热交换效率越高。同时协同满足了波动烟气温度、压力的混合与缓冲，能够保证生产工艺过程压力温度持续稳定，提升烧结矿产量与质量。
[0090] 本实施例的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型及其应用方法，适用的烟气压力最大值为‑10.5Kpa，最小值为‑17.5Kpa。烟气压力波动压力满足‑14.5～‑15.5KPa范围从26.3％，提升到59％。适用的烟气温度最大值为170℃，最小值为85℃。烟气温度满足145～
3
155℃范围从36.3％。提升到61％。适用的电除尘入口烟气粉尘从3000mg/Nm、降到1800mg/
3 3 3
Nm ，提升电除尘的工作效率，实现电除尘出口烟气粉尘浓度从53mg/Nm 、降到30mg/Nm以下。
[0091] 本实施例的烧结生产烟气系统稳温调节控制模型及其应用方法，具体应用中，[0092] 1、整个模型或系统采用箱型结构制造方便、适应各种场地工作要求。
[0093] 2、采用的箱型结构可最大限度利用有限占地，增大箱体的容积。
[0094] 3、箱型进、出气管上下布置，满足烧结烟气出口与电除尘烟气进口高度差的要求，可至少减少了2个弯头的压力损失。
[0095] 4、箱型结构装置压力阻损不大于2个弯头的压力损失。
[0096] 5、二级隔板上下对称布置与进、出气管布置上下布置对应，保障了气流三次改变方向；实现金属、金属氧化物、及燃烧不完全的燃料粉尘颗粒充分沉降收集。
[0097] 6、隔板高度可设置为管道直径的3～5倍以上。
[0098] 7、隔板采用空气自对流式结构，实现烟气热量交换。
[0099] 8、隔板与箱体、隔板与隔板之间的通流面积不小于管道面积的2倍。
[0100] 以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
