一种空预器检测控制系统及方法与流程

本技术涉及工业换热器堵塞检测控制系统及方法的，尤其是涉及一种空预器检测控制系统及方法。

背景技术：

1、空预器即空气预热器，是燃煤电厂利用烟气的热量来预热进入锅炉前的空气的热交换设备，空气预热器一般分为板式、回转式和管式三种。回转式空气预热器是由转子和外壳等部分组成，回转式空气预热器在工作时，高温烟气进入空预器的烟气侧后排出，烟气中携带的热量会被转子的蓄热元件所吸收，之后转子会缓慢旋转，当吸收热量后的蓄热元件旋转至空气侧后，再将热量传递给进入锅炉前的空气。

2、回转式空气预热器在工作过程中，当高温烟气中的热量传递给转子的蓄热元件时，烟气的温度也随之降低，在此过程中，烟气中可能产生冷凝甚至结晶的物质，加之烟气中含有粉尘，因此容易导致换热器转子内的蓄热元件堵塞、腐蚀。

3、公开号为cn113819775a的发明公开了一种基于分环轮循升温的回转式换热器防堵系统及方法，该系统通过周向隔板将换热器转子的冷端端面分成n个同心环，在至少一个冷介质分仓的冷端设置n个异形冷介质管道，异形冷介质管道一端为扇形口、另一端为矩形口，各扇形口与同心环一一对应设置，扇形口的两侧径向边连接在对应同心环内的冷端扇形板侧边，且扇形口所处平面与冷端扇形板的密封面齐平；各矩形口设置可调节冷介质流量的自动调节门，通过轮循减少各异形冷介质管道内的冷介质流量，提高对应同心环内的蓄热元件的壁温，使粘附在其上的凝结或结晶物质逐步气化，随着热介质排出换热器转子，从而解决回转式换热器的堵塞和腐蚀问题。

4、上述回转式换热器防堵系统及方法，通过自动控制系统轮循减小各个异形冷介质管道内的流量，使总流量保持基本不变，从而满足工业现场系统工艺要求。然而由于在回转式换热器的实际工作过程中，不同同心环内蓄热元件上的凝结或结晶物质的附着量不同，经过升温后的气化情况也存在差异，而上述回转式换热器防堵系统及方法仅通过自动控制系统轮循提高对应同心环内蓄热元件的壁温，因此不能准确判断空预器各部分的堵塞情况，从而不能有针对性地进行清理，导致在空预器长时间工作后，蓄热元件局部位置的堵塞情况逐渐变得严重，进而影响空预器的正常工作。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种空预器检测控制系统及方法，用于解决相关技术中的回转式换热器防堵系统及方法不能准确判断空预器各部分的堵塞情况，不能有针对性地进行清理，导致在空预器长时间工作后，蓄热元件局部位置的堵塞情况逐渐变得严重，进而影响空预器正常工作的问题。

2、第一方面，本技术提供的一种空预器检测控制系统采用如下的技术方案：

3、一种空预器检测控制系统，包括空预器，所述空预器包括壳体和转子，所述转子转动设于所述壳体内，所述转子包括蓄热件，所述蓄热件包括多块同心设置的环形板，每两相邻块的所述环形板之间分别形成环形流道，还包括：

4、第一气压传感器，所述第一气压传感器设于所述空预器烟气侧的热端，所述第一气压传感器用于测量所述空预器烟气侧热端的烟气压力；

5、第二气压传感器，所述第二气压传感器设于所述空预器烟气侧的冷端，所述第二气压传感器设有多个，多个所述第二气压传感器分别与所述环形流道一一对应，所述第二气压传感器用于测量所述环形流道冷端的烟气压力；

6、翻板，所述空预器空气侧冷端的壳体上设有空气进风仓，所述翻板设有多片，多片翻板分别设于所述空气进风仓上，多片所述翻板分别与所述环形流道一一对应，所述翻板旋转可开闭封堵于所述环形流道的冷端；

7、调节驱动件，所述调节驱动件与所述翻板连接，所述调节驱动件用于调节所述翻板的开度；

8、旋转编码器，所述旋转编码器与所述翻板连接，所述旋转编码器用于测量所述翻板的转动角度。

9、通过采用上述技术方案，通过第一气压传感器测量空预器烟气侧热端的烟气压力，通过第二气压传感器测量环形流道冷端的烟气压力，根据烟气侧热端和冷端的烟气压力差，可判断空预器某一环形流道的堵塞情况，从而可提高空预器各部分堵塞情况的判断精确度，接着根据该烟气压力差来调整翻板的开度，从而能够有针对性地进行清理，提高清堵效果，减少对空预器正常工作的影响。

10、可选的，还包括温度传感器，所述温度传感器设于所述空预器烟气侧的冷端，所述温度传感器设有多个，多个所述温度传感器分别与所述环形流道一一对应，所述温度传感器用于测量所述环形流道冷端的烟气温度。

11、通过采用上述技术方案，通过温度传感器可对环形流道冷端的烟气温度进行测量，从而可判断环形流道内的温度是否达到附着物的热解温度，并在温度达到热解温度后，停止减小翻板的开度，以减少烟气热能的浪费。

12、可选的，所述空气进风仓上设有多片第一弧形板，通过多片所述第一弧形板将所述空气进风仓内部分隔为多个进风槽，多个所述进风槽分别与所述环形流道一一对应，所述翻板分别可开闭封堵设于所述进风槽处。

13、通过采用上述技术方案，通过多片第一弧形板可将空气进风仓内部分隔为多个进风槽，并将翻板分别可开闭封堵设于进风槽处，从而可通过翻板控制每个环形流道的空气进风量。

14、可选的，所述空预器烟气侧冷端的壳体上设有烟气出风仓，所述烟气出风仓内设有第二弧形板，通过所述第二弧形板将所述烟气出风仓内部分隔为多个出风槽，多个所述出风槽分别与所述环形流道一一对应，多个所述第二气压传感器分别与多个所述出风槽一一对应，所述第二气压传感器分别设于所述出风槽内，多个所述温度传感器分别与所述出风槽一一对应，所述温度传感器分别设于所述出风槽内。

15、通过采用上述技术方案，通过第二弧形板将烟气出风仓内部分隔为多个出风槽，并将第二气压传感器和温度传感器分别设于出风槽内，从而可对每个环形流道冷端的气压和温度进行监测。

16、可选的，所述空气进风仓包括一次风分仓和二次风分仓，所述二次风分仓上设有至少一块隔板，所述隔板位于所述出风槽远离所述环形流道的端部，任一所述环形流道所对应的所述翻板的数量至少为两片，任一所述环形流道所对应的所述翻板通过所述隔板分隔开。

17、通过采用上述技术方案，通过隔板将任一环形流道所对应的翻板分隔为多段弧度较小的翻板，使得翻板能够顺利开闭。

18、可选的，所述翻板上设有转轴，所述翻板通过所述转轴转动设于所述一次风分仓和二次风分仓内，所述调节驱动件为伺服电机，所述伺服电机和旋转编码器固设于所述壳体上，并与所述转轴连接。

19、通过采用上述技术方案，翻板通过转轴转动设于一次风分仓和二次风分仓内，且伺服电机与转轴连接，当伺服电机驱动转轴转动时，即可带动翻板转动，从而控制翻板的开度。

20、可选的，还包括视觉相机和位置传感器，所述蓄热件还包括格栅板，所述格栅板围绕所述转子的轴线周向均布，并与所述环形板交叉固定连接，通过所述格栅板将任一所述环形流道均分为多个扇形区，所述视觉相机设于所述空预器空气侧的热端上方，所述位置传感器设于所述壳体上，所述环形板上设有用于触发所述位置传感器的触发部，所述触发部与所述扇形区一一对应。

21、通过采用上述技术方案，通过视觉相机可对蓄热件进行拍照，并通过照片进行图像分析，以判断蓄热件局部是否有堵塞较为严重的部位，从而进一步提升清堵效果。

22、第二方面，本技术提供的一种空预器检测控制方法采用如下的技术方案：

23、一种空预器检测控制方法，基于所述的空预器检测控制系统，并包括以下步骤：

24、步骤1、通过第一气压传感器测量烟气侧热端的烟气压力值p1，通过第二气压传感器测量每个出风槽内的烟气压力值p2，该烟气压力为转子旋转一周的平均压力值，计算每个出风槽内的烟气压力值p2与烟气侧热端的烟气压力值p1的差值δp,δp=p1-p2；

25、步骤2、针对每一个出风槽分别预设一最低临界压力差值pmin和最高临界压力差值pmax，当某个出风槽内的δp≤pmin时，与该出风槽对应同一环形流道的翻板保持在最大开度，设定此时翻板的位置为初始位置，翻板在最大开度时，相对于初始位置转过的角度值θ为0°；

26、当pmin＜δp＜pmax时，通过伺服电机控制与该出风槽对应同一环形流道的翻板转动，调节翻板的开度，根据δp的数值计算翻板需要转过的角度θ，θ与δp的数值大小成正比，即θ=k·δp，k为常数；

27、当δp=pmax时，θ达到最大值，与该出风槽对应同一环形流道的翻板处于最小开度，当δp＞pmax时，θ保持在最大值不变，翻板维持在最小开度；

28、计算所有翻板的θ之和sn，并设定一最小临界和值sc，当sn＜sc时，伺服电机正常控制翻板转动，当sn=sc时，伺服电机控制翻板停止转动，直至sn减小至小于sc时，伺服电机则重新控制翻板转动。

29、通过采用上述技术方案，将出风槽内的烟气压力值p2与烟气侧热端的烟气压力值p1的差值δp，与翻板转过的角度值θ进行关联，而δp可反应空预器的堵塞情况，从而可根据空预器的堵塞情况对翻板的开度进行较为精确的控制。

30、可选的，在所述步骤2，通过温度传感器分别测量每个出风槽内的烟气温度值t，并设定一临界温度值tc，当δp＞pmin后，对比t与tc，当t升高至等于tc时，通过伺服电机控制翻板的开度保持固定，直至δp下降至等于pmin，并且当δp下降至等于pmin后，继续通过伺服电机控制翻板的开度保持固定一段时间t，t时间后，通过伺服电机控制翻板转动至最大开度，翻板回到初始位置。

31、通过采用上述技术方案，当δp下降至等于pmin后，继续通过伺服电机控制翻板的开度保持固定一段时间t，使环形流道内的温度继续保持在较高的温度一段时间，将环形流道内的附着物充分热解，从而提高清堵效果。

32、可选的，在所述步骤2中，在转子转动过程中，每当转子转动至触发部与位置传感器对应的位置时，通过视觉相机对空预器空气侧热端的蓄热件上端面进行拍照，接着分别计算所有环形流道中触发部所对应的扇形区的内轮廓面积ss，并设定一最小临界内轮廓面积值sm，若某一环形流道中扇形区的ss小于sm时，此时通过伺服电机控制该环形流道所对应的翻板转动至满足sn＜sc前提的最小开度，并保持该开度直至ss≥sm。

33、通过采用上述技术方案，通过计算所有环形流道中触发部所对应的扇形区的内轮廓面积ss，并与最小临界内轮廓面积值sm进行比对，从而可判断扇形区内侧壁上的附着物是否过多，以减少蓄热件局部堵塞较为严重的情况发生。

34、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：通过第一气压传感器测量空预器烟气侧热端的烟气压力，通过第二气压传感器测量环形流道冷端的烟气压力，根据烟气侧热端和冷端的烟气压力差，可判断空预器某一环形流道的堵塞情况，且烟气压力差越大，对应的环形流道内的堵塞情况越严重。根据某一环形流道的烟气压力差，通过调节驱动件来调整该环形流道对应的翻板的开度，并通过旋转编码器测量翻板的转动角度，对翻板的开度进行监测。当某一环形流道对应的翻板的开度变小后，空气侧流经该环形流道的空气流量变小，与该环形流道处蓄热件的热交换量减少，使得该环形流道内的温度上升，从而使该环形流道处的环形板和格栅板侧壁上的附着物热解，达到清理堵塞物的功能。由于根据烟气侧热端和冷端的烟气压力差判断空预器某一环形流道的堵塞情况，因此可提高空预器各部分堵塞情况的判断精确度，接着根据该烟气压力差来调整翻板的开度，从而能够有针对性地进行清理，提高清堵效果，减少对空预器正常工作的影响。