【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于熱能工程領域，涉及余熱交換控制技術，具體是一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統及方法。
技術介紹
1、煤制氣技術是繼液化天然氣之后一種新興的技術，煤制氣技術是將高熱值磨細煤粉通過專門的煤粉氣化爐轉化為可燃氣體的工藝，具有碳轉化率高、熱值穩定、燃燒速度快、效率高，有害氣體近乎“零”排放等特點。隨著煤制氣技術的普及應用，為瀝青加熱提供了綠色、經濟的新方式，煤制氣技術包括：導熱油循環系統、柴油點火系統、氣化反應系統和燃燒系統等四大系統，其中導熱油循環系統用于反應器內散熱及熱量再利用，煤制氣設備在加熱中產生的熱量通常散失在空氣中沒有得到應用，造成了很大的熱量浪費和經濟損失，因此利用經加熱至較高溫度的高閃火點礦物油作為熱介質，熱交換器作為溫度調節裝置，導熱油在導管中循環流動來加熱管外瀝青的加熱方式是一個低能耗的技術。
2、目前，大多數基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統在煤制氣余熱利用中，當導熱油溫度高于瀝青需要的溫度時，利用冷卻設備降溫對導熱油進行降溫處理，在增加了企業的經濟負擔的同時還造成了熱量和能源的損耗；同時，大多數基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統，忽視了不同的環境溫度對導熱油散熱造成影響不同，導致經過溫度調節后的導熱油傳送至瀝青處時，導熱油溫度不符合瀝青生產的需求，造成瀝青的加熱不均勻帶來的質量不穩定情況發生。
3、因此，本專利技術公開了一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統及方法，用于解決以上技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少解決現有
2、為實現上述目的，本專利技術的第一方面提供了一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統，包括：溫度控制模塊，以及與其相連的數據收集模塊、安全識別模塊和數據庫；
3、所述數據收集模塊：用于獲取環境溫度和導熱油的溫度信息；其中，溫度信息包括熱交換器處導熱油的第一目標溫度、給瀝青加熱入口處導熱油的第二目標溫度；
4、所述溫度控制模塊：用于基于環境溫度得到散熱因子；基于散熱因子和第一目標溫度得到散熱值，通過散熱值對導熱油進行溫度調節；
5、所述安全識別模塊：用于獲取第一目標溫度，根據第一目標溫度對導熱油進行循環控制。
6、優選的，所述獲取環境溫度和導熱油的溫度信息，包括：
7、通過溫度傳感器獲取設定區域內的若干溫度，對若干溫度進行平均值運算得到平均溫度，將所述平均溫度標記為環境溫度；其中，設定區域是通過人工選擇得來；
8、通過安裝于熱交換器進口處的溫度傳感器獲取導熱油的第一目標溫度，通過安裝于瀝青加熱入口處的溫度傳感器獲取導熱油的第二目標溫度，將環境溫度和導熱油的溫度信息存儲至數據庫。
9、優選的，所述基于環境溫度得到散熱因子，包括：
10、提取環境溫度，從數據庫中提取和當前環境溫度數值一樣的若干歷史環境溫度，并將所述歷史環境溫度標記為參考溫度；
11、提取若干所述參考溫度對應的歷史第一目標溫度和歷史第二目標溫度，將所述歷史第一目標溫度歸納到a組，將所述歷史第二目標溫度歸納到b組；
12、提取各組中溫度的方差，判斷該組溫度的方差是否小于對應的設定閾值；是，對該組中的溫度進行平均值運算得到特征溫度；否，去除該組中與溫度眾數相差最大的溫度，重新進行方差判斷，直到該組的方差小于對應的設定閾值時，對該組剩余的溫度進行平均值運算得到特征溫度；其中，設定閾值是通過經驗得到；
13、將a組的特征溫度標記為第一特征溫度tw1，將b組的特征溫度標記為第二特征溫度tw2；
14、基于公式sry＝α×(tw1-tw2)/tw1得到散熱因子sry；其中，α為比例調節系數，且α的取值范圍為(0,1)。
15、需要說明的是，本專利技術對歷史第一目標溫度和歷史第二目標溫度進行方差判斷，得到的是一個能夠表達在當前環境溫度下的兩個特征值，然后對這兩個特征值進行計算得到一個能夠代表在當前環境溫度下的散熱比例，為后續計算散熱值提供了數據支持。
16、優選的，所述基于散熱因子和第一目標溫度得到散熱值，包括：
17、提取散熱因子sry以及第一目標溫度md1，基于公式rz＝β×md1×(exp(sry)-1)得到散熱值rz；其中，β為大于0的比例調節系數。
18、需要說明的是，通過散熱因子和第一目標溫度進行計算得到的散熱值能夠表明，在當前環境溫度下第一目標溫度處的導熱油流淌到第二目標溫度處時衰減的溫度。
19、優選的，所述通過散熱值對導熱油進行溫度調節，包括：
20、a1：將從煤制氣反應爐傳送至熱交換器的導熱油標記為吸熱油，將經過瀝青加熱后直接傳送至熱交換器的導熱油標記為溫度調節油；從數據庫中提取第二目標溫度的標準范圍[k1,k2]，對標準范圍和散熱值rz進行加法運算得到在當前環境溫度下的第一目標溫度的標準范圍[k1+rz,k2+rz]；其中，導熱油包括吸熱油和溫度調節油；
21、a2：提取第一目標溫度md1，判斷第一目標溫度md1的值是否大于k2+rz；是，跳轉至a4；否，跳轉至a3；
22、a3：判斷第一目標溫度md1的值是否小于k1+rz；是，跳轉至a5；否，不做操作；
23、a4：基于公式zbl＝(md1-k2-rz)/(k2+rz-yw)得到溫度調節油的注入比例zbl，基于公式v2＝v1×zbl得到溫度為yw的溫度調節油每秒的注入體積v2；其中，v1為吸熱油每秒通過熱交換器的體積；
24、a5：停止注入溫度調節油，將熱交換器內的吸熱油溫度加熱至k1+rz。
25、值得注意的是，傳統的導熱油降溫處理，一般都是通過注入新的導熱油或直接用冷卻設備對導熱油進行物理降溫。注入新的導熱油中可能會存在水分導致在升溫過程中會氣化產生氣泡，而循環管路是密閉的，如果氣泡產生劇烈就會出現沸騰甚至冒鍋現象，具有一定的安全隱患；直接用冷卻設備對導熱油進行物理降溫，這樣做會使導熱油白白浪費一定的熱量，以及設備在降溫中也會消耗能源，帶來經濟的損失。因此，本專利技術將經過瀝青加熱后的導熱油一分為二，一部分作為吸熱油用來吸收煤制氣反應爐的外放熱量，一部分作為溫度調節油用來調節吸熱油的溫度，有助于提高熱量利用效率，降低生產成本，同時提高了系統的安全性和可靠性。
26、優選的，所述根據第一目標溫度對導熱油進行循環控制，包括：
27、b1：提取第一目標溫度md1，判斷第一目標溫度md1是否存在連續溫度下降情況；是，跳轉至b2；否，保持導熱油泵循環作業；...
【技術保護點】
1.一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統，其特征在于，包括：溫度控制模塊，以及與其相連的數據收集模塊、安全識別模塊和數據庫；
2.根據權利要求1所述的一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統，其特征在于，所述獲取環境溫度和導熱油的溫度信息，包括：
3.根據權利要求1所述的一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統，其特征在于，所述基于環境溫度得到散熱因子，包括：
4.根據權利要求3所述的一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統，其特征在于，所述基于散熱因子和第一目標溫度得到散熱值，包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統，其特征在于，所述通過散熱值對導熱油進行溫度調節，包括：
6.根據權利要求1所述的一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統，其特征在于，所述根據第一目標溫度對導熱油進行循環控制，包括：
7.一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控方法，基于權利要求1至6任一項所述的一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統運行，其特征在于：
【技術特征摘要】
1.一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統，其特征在于，包括：溫度控制模塊，以及與其相連的數據收集模塊、安全識別模塊和數據庫；
2.根據權利要求1所述的一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統，其特征在于，所述獲取環境溫度和導熱油的溫度信息，包括：
3.根據權利要求1所述的一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統，其特征在于，所述基于環境溫度得到散熱因子，包括：
4.根據權利要求3所述的一種基于煤制氣余熱的熱交換器溫控系統，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：呂榮海，吳立青，楊春，孫益虎，范鵬程，汪李兵，陳遙，潘潮，呂榮梅，葛楊勇，黃杰，李海龍，朱偉林，吳迪，
申請(專利權)人：安徽建工公路橋梁建設集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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