【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于空預器，涉及一種智能空預器及精準控制排煙溫度的方法。
技術介紹
1、空氣預熱器(簡稱空預器)是廣泛應用于工業鍋爐、發電廠、化工廠等領域的熱交換設備，其主要作用是利用煙氣的余熱預熱進入燃燒室的空氣，從而提高燃燒效率，節約能源，減少污染物排放。傳統的空預器多采用管式或板式結構，雖然在一定程度上能夠實現熱交換，但在高溫煙氣條件下，存在換熱效率低、易積灰、維護成本高等問題。
2、近年來，基于球形換熱單元的空預器因具有高效換熱、靈活性高、抗脊灰能力強和耐高溫的性能優勢，逐漸受到關注。然而在實際以用于中，換熱單元中特定相變材料的相變溫度固定，導致設備在不同工作狀態下(如啟動、滿載、停機階段)無法實現高效換熱。此外，大型設備的啟動和停機時間長，工作溫度變化大，且更換相變材料成本高、難度大。同時，目前缺乏有效的控制方法來精確控制煙氣溫度的降低程度。如果煙氣溫度降低過低，會導致煙氣中的鹽類物質結露，形成積灰，堵塞換熱空間，降低換熱效率。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于解決上述問題，提供一種智能空預器及精準控制排煙溫度的方法。
2、為實現上述目的，本專利技術提供一種智能空預器，包括：
3、吸熱空間，容置有換熱單元，用于使所述吸熱空間內的換熱單元與煙氣充分接觸并吸收煙氣中的熱能；
4、換熱空間，容置有換熱單元，用于使所述換熱空間內的換熱單元與常溫空氣充分接觸并釋放已吸收的熱量；
5、換熱單元轉移設備，用于實現所述吸熱空間內
6、還包括溫度監控設備，用于實時采集鍋爐煙氣的溫度；
7、多個備用倉，每個所述備用倉中存放有不同相變溫度的換熱單元；
8、控制系統，用于根據接收的溫度數據來選擇不同的換熱單元參與熱交換循環；
9、換熱單元選擇設備，根據控制系統的指令，自動選擇相應的換熱單元參與換熱循環。
10、進一步地，所述換熱單元包括：
11、石蠟類相變材料，相變溫度為160℃；
12、脂肪酸類相變材料，相變溫度為200℃；
13、鹽類相變材料，相變溫度為240℃，
14、高分子相變材料，相變溫度為280℃。
15、本專利技術還提供一種精準控制煙氣溫度的方法包括：
16、在吸熱空間內部縱向設置多個等間隔的抗干擾紅外溫度采集設備，用于采集不同高度位置換熱單元的溫度，通過分析不同高度的溫度梯度，判斷吸熱單元的吸熱效率，根據溫度監測結果，控制系統動態調整換熱單元的投放頻率和停留時間；
17、在吸熱空間的入口和出口處安裝壓力、流速、溫度等傳感器，實時監測煙氣的參數，使用pid控制算法，根據煙氣出口溫度的設定值和實際值之間的偏差，動態調整換熱單元的數量和停留時間，使煙氣出口溫度保持在目標范圍內。具體內容包括：
18、1.pid控制算法參數調整機制：
19、(1)比例系數(kp)調整策略：依據當前煙氣流量(v)、入口溫度(t1)與設定出口溫度(t_set)偏差(e＝t_set-t0)及換熱單元實時傳熱系數(h)動態調整。當偏差絕對值|e|>10℃且煙氣流量v>[v1]m3/s(依設備額定流量確定)時，kp＝0.5+0.05×(|e|-10)×(v-[v1])/[δv]；當|e|≤10℃，kp＝0.5-0.03×(10-|e|)，確?？焖夙憫c穩定控制平衡，避免超調振蕩，此調整策略經多工況模擬優化，提升控制精度與響應速度。
20、(2)積分系數(ki)動態調整規則：依偏差積分值(∫e?dt)與換熱單元熱容量(c＝m×c，m為相變介質質量、c為比熱容)及系統時間常數(τ＝l×h/(v×ρ×cp)，l為換熱單元層數、ρ為煙氣密度、cp為煙氣比熱容)調整。ki＝0.01×(∫e?dt)/(c×τ)，積分時間窗口設為[δt]s，依實時積分值修正ki，消除穩態誤差，確保出口溫精準恒定，此規則基于熱平衡與控制理論推導，適配設備熱特性。
21、(3)微分系數(kd)優化機制：根據溫度變化率(de/dt)及煙氣流速波動范圍(±[δv]m3/s)調整。kd＝0.1×(de/dt)/(v+[δv])，增強對溫度突變響應，抑制干擾致波動，系數依流速動態優化，源于熱流與流體力學耦合分析，提升控制魯棒性。
22、2.換熱單元布局參數：
23、(1)層數(l)計算模型：l＝int[(r-[δr])/(r+[δr])]，r為換熱空間有效半徑(扣除壁面熱阻及安裝裕量)，r為換熱單元外半徑，[δr]、[δr]依工程經驗與熱傳導模擬確定，保障緊湊布局與高效換熱，避免通道堵塞與死區熱損，模型經模擬與實驗驗證，達最優層數配置。
24、(2)間距確定：同層換熱單元間距依煙氣pr數(pr＝cp×μ/k，μ為動力粘度、k為熱導率)及雷諾數(re＝v×d/μ，d為特征長度)確定為[x1]-[x2]毫米。pr數0.6-0.8時，間距為[x1]毫米；pr數0.8-1.2時，間距線性遞增至[x2]毫米，確保煙氣流態均勻、強化對流換熱，基于傳熱傳質理論與實驗關聯優化，提升整體換熱性能。
25、3.控制精度參數
26、(1)目標范圍：依煙氣成分(so2、h2o等含量)露點溫度模型(t_d＝f(s,p,φ)，s為成分摩爾分數、p為壓力、φ為相對濕度)與設備酸露點腐蝕安全余量([δt]℃)確定為[t0]℃-[t1]℃。如含硫量
27、[s1]％、壓力[p1]pa、濕度φ＝[φ1]％時，t_d+[δt]＝t0，t1＝t0+5℃(防止低溫腐蝕與積灰堵塞)，保障設備壽命與穩定運行，模型經熱力學與化學腐蝕研究確定。
28、(2)調整精度：換熱單元數量調整精度±1個(依系統最小可操作單元及熱慣性確定)；停留時間計時精度±0.5秒(由控制系統時鐘晶振精度與計時算法優化保證)，確?？刂凭珳士煽?，經測試驗證達高精度控制需求，提升系統運行品質與能效。
29、本專利技術的有益效果如下：
30、本專利技術的智能空預器及精準控制排煙溫度方法成效顯著。于換熱而言，借由多種相變溫度的換熱單元及智能選控機制，依工況精準切換材料，達成全工況高效換熱，大幅提升熱能轉換與儲存效率，如啟動階段石蠟類相變材料助力快速升溫，滿載時高分子類確保穩定高效換熱。成本效益上，多相變材料靈活運用削減生產加工成本，規避單一材料在不同工況下的能效損耗與頻繁維護投入，且換熱單元獨立可換，顯著縮短停機時長、降低運維成本、提升設備利用率，增強整體經濟效益。系統穩定性層面，智能溫控體系憑借實時精準的溫度監測及智能調控策略，依溫度變化自動調配換熱單元，有效降低人為失誤風險，借由先進算法優化及參數動態調適，確保系統平穩、可靠運行，延長設備使用壽命，強化應對復雜工況能力。在煙氣換熱環節，獨特的球形或橢圓形換熱單元設計延長煙氣與介質本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種智能空預器，包括：
2.根據權利要求1所述的智能空預器，其特征在于，還包括：
3.根據權利要求1所述的智能空預器，其特征在于，所述換熱單元封裝的相變材料包括以下材料中的一種：
4.一種利用權利要求1-3任一項所述的智能空預器的精準控制煙氣溫度的方法，包括：
5.根據權利要求3所述的智能空預器的精準控制煙氣溫度的方法，其特征在于，其特征在于，所述PID控制算法的參數調整機制如下：
6.根據權利要求5所述的智能空預器的精準控制煙氣溫度的方法，其特征在于，所述換熱單元布局參數設定如下：
7.根據權利要求6所述的智能空預器的精準控制煙氣溫度的方法，其特征在于，所述控制精度參數設定為：
【技術特征摘要】
1.一種智能空預器，包括：
2.根據權利要求1所述的智能空預器，其特征在于，還包括：
3.根據權利要求1所述的智能空預器，其特征在于，所述換熱單元封裝的相變材料包括以下材料中的一種：
4.一種利用權利要求1-3任一項所述的智能空預器的精準控制煙氣溫度的方法，包括：
5.根據權利要求3...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李為冬，張忠，張春強，
申請(專利權)人：山東泓江智能設備有限公司，
類型：發明
國別省市：
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