本发明涉及热预处理替代燃料的碳减排，特别涉及一种基于热预处理装置热预处理替代燃料的智能控制方法。
背景技术：
1、中国的能源资源特点是“富煤、多油、少气”，2022年，中国煤炭消耗总量为30.4亿吨标准煤，占全国能源消费总量的56.19％，在经济发展过程中，使用了大量的煤资源，排放了大量的二氧化碳。同时，每年产生了大量可以作为替代燃料使用的有热值的废弃物，包括生物质替代燃料、废纺、生活垃圾、废轮胎等，可以应用于火电、钢铁、水泥等高耗能行业，减少煤资源的使用。
2、由于替代燃料水分大、热值低、尺寸不均等因素，存在起燃慢、波动大等问题，直接替代煤燃料使用会给相关行业设备的正常运行造成困难。现有阶梯式预处理装置可以预处理替代燃料，使其产物可以替代煤燃料广泛应用于相关行业。cn114184045a、cn217154175u、cn102607044a、cn112648626a等相关专利提到了类似预处理装置。在实际生产运行过程中，发现由于替代燃料种类多、成分不一、尺寸不均、来料不稳定等问题，使得预处理装置处理替代燃料工况不稳定，需要经常进行人为干涉来调整工况，给生产带来困难。
3、因此，亟需开发一种可以实现自动反馈、反应及时的智能控制方法，以改善预处理装置工作状况，减少波动，实现安全正常生产，增加替代燃料处理量，从而减少碳排放。
技术实现思路
1、本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种基于热预处理装置热预处理替代燃料的智能控制方法，该控制方法解决了热预处理装置热预处理替代燃料工作波动大、需人工干涉、替代燃料处理量少的问题。应用本发明的热预处理替代燃料的智能控制方法，可以改善热预处理装置工作工况，确保热预处理装置安全工作，实现智能控制，增加替代燃料的处理范围，提高替代燃料的处理量，减少相关行业对煤等化石资源的依赖，从而减少二氧化碳的排放，实现碳减排。
2、本发明是这样实现的，一种基于热预处理装置热预处理替代燃料的智能控制方法，所述智能控制方法基于热预处理装置实现，所述热预处理装置包括反应腔体和位于反应腔体底部的喷吹底板模块，所述反应腔体上设有第一热料接口、第二热料接口、热风接口、替代燃料入口，第一热料接口位于反应腔体的穹顶处，第一热料接口处设置第一热料接口开关，热风接口和替代燃料入口位于反应腔体的一端，第二热料接口位于热风接口处，第二热料接口处设置第二热料接口开关，热风接口处设置热风接口开关和热风温度计；
3、所述反应腔体在靠近替代燃料入口端中部两侧设有第一温度计和第二温度计，反应腔体中端中部两侧设有第三温度计和第四温度计，反应腔体出口端中部两侧设有第五温度计和第六温度计，反应腔体出口端顶部设有气体分析仪和出口压力计；
4、所述喷吹底板模块由n×m个喷吹底板单元组成，沿替代燃料运动方向梯级布设有1、2、…、n级，与替代燃料运动方向垂直从左至右有1、2、…、m列，喷吹底板单元由喷吹底板和与喷吹底板连接的喷吹开关组成；
5、所述智能控制方法包括：
6、s1、根据替代燃料性质，确定目标监测参数，设定初始运行参数；
7、其中，所述目标监测参数包括目标热风温度ta0、目标前端温度tb0、目标中端温度tc0、目标出口温度td0、目标出口压力p0、目标出口过剩空气系数α0、目标出口一氧化碳浓度cco0；
8、所述初始运行参数包括喂料装置的替代燃料进料量q＝q0、热风接口开关的开度a3＝a30、第一热料接口开关的开度a1＝a10、第二热料接口开关的开度a2＝a20，以及喷吹底板模块的初始运行程序s10；
9、s2、获取热预处理装置的实际监测参数；
10、其中，所述实际监测参数包括热风温度ta、前端温度tb、中端温度tc、出口温度td、出口压力p、出口过剩空气系数α、出口一氧化碳浓度cco；
11、热风温度ta是热风温度计测得的温度；前端温度tb是第一温度计、第二温度计测得的温度平均值；中端温度tc是第三温度计、第四温度计测得的温度平均值；出口温度td是第五温度计、第六温度计测得的温度平均值；出口压力p是出口压力计测得的压力；出口过剩空气系数α是气体分析仪测得的数值进行计算；出口一氧化碳浓度cco是气体分析仪测得的一氧化碳浓度；
12、s3、判定获取的热预处理装置的实际监测参数与目标监测参数的偏差，根据相应偏差执行相应的优化运行参数程序。
13、优选的，所述喷吹底板模块的初始运行程序s10，包括：
14、s101：设置预热段喷吹底板的喷气压力为p1，燃烧段喷吹底板的喷气压力为p2，所述喷气压力p1、p2与处理的替代燃料性质有关，p1取值0.3～0.8mpa，p2取值0.3～0.65mpa；
15、s102：控制各个喷吹开关，使其按照一定喷吹方式进行循环喷吹作业，所述一定喷吹方式为w型、m型、v型、倒v型、n型、△型、口字型、一字型或/线型，沿替代燃料运动方向由前至后运动或与替代燃料运动方向相反由后至前运动循环喷吹作业，预热段喷吹底板的喷吹开关初始喷吹间隔时间t10，燃烧段喷吹底板的喷吹开关初始喷吹间隔时间t20，t10、t20与处理的替代燃料性质有关，t10、t20取值0.5～3s。
16、优选的，所述热风温度ta，600s内的热风平均温度ta1与目标热风温度ta0偏差大于20℃时，执行第一优化运行参数程序，所述第一优化运行参数程序为调整第二热料接口开关的开度a2，变化量为δa2，δa2取值2％～5％，使偏差小于等于20℃。
17、优选的，所述出口温度td，480s内的出口平均温度td1与目标出口温度td0偏差大于60℃时，执行第二优化运行参数程序，所述第二优化运行参数程序为调整第一热料接口开关的开度a1，变化量为δa1，δa1取值3％～6％，使偏差小于等于60℃；其中，当第一热料接口开关的开度a1＝0时，480s内的出口平均温度td1依然比目标出口温度td0低至少60℃时，调大喷吹底板模块内各个喷吹开关喷吹间隔时间，增量为δt3，δt3取值0.1～0.5s。
18、优选的，所述前端温度tb，300s内的前端平均温度tb1与目标前端温度tb0偏差大于30℃时，执行第三优化运行参数程序，所述第三优化运行参数程序为调整位于预热段喷吹底板的喷吹开关喷吹间隔时间t1，调整量为δt1，δt1取值0.2～0.5s，使偏差小于等于30℃。
19、优选的，所述中端温度tc，300s内的中端平均温度tc1与目标中端温度tc0偏差大于40℃时，执行第四优化运行参数程序，所述第四优化运行参数程序为调整位于燃烧段喷吹底板的喷吹开关喷吹间隔时间t2，调整量为δt2，δt2取值0.3～1s，使偏差小于等于40℃。
20、优选的，所述出口一氧化碳浓度cco，300s内的出口一氧化碳平均浓度cco1比目标出口一氧化碳浓度cco0高超过2000ppm时，执行第五优化运行参数程序，所述第五优化运行参数程序为调大位于燃烧段喷吹底板的喷吹开关喷吹间隔时间t2，增量为δt2，δt2取值0.3～1s，使cco1比cco0高不超过2000ppm。
21、优选的，所述出口过剩空气系数α，1h内的出口过剩空气系数平均值α1与目标出口过剩空气系数α0偏差大于2时，执行第六优化运行参数程序，所述第六优化运行参数程序为调整热风接口开关的开度a3，变化量为δa3，δa3取值1％～5％，使偏差小于等于2。
22、优选的，当出口一氧化碳浓度cco瞬时值超过2％时，视为出现第一紧急情况，执行第一紧急处理程序，所述第一紧急处理程序为调整喂料装置的替代燃料进料量q＝0，第一热料接口开关的开度a1＝0、第二热料接口开关的开度a2＝0，使用一字型喷吹方式进行循环喷吹作业，各个喷吹开关喷吹间隔时间调整为0.5s，待紧急情况解除后，重新作业；
23、当出口压力p与目标出口压力p0的偏差在2s内超过500pa时，视为出现第二紧急情况，采取第二紧急处理程序，所述第二紧急处理程序为调整喂料装置的替代燃料进料量q＝0，待紧急情况解除后，重新作业。
24、优选的，热预处理装置的监测参数获取时间间隔为1s。
25、本发明具有的优点和积极效果是：
26、1、本发明的热预处理替代燃料的智能控制方法，控制逻辑简单，执行优化程序迅速；设置多个目标监测参数，在出现偏差时，可以根据工况变化，迅速做出反应，减少工况波动，保证产品质量，方便下游用户使用。
27、2、本发明对各种监测参数设置偏差范围，在一定时间的基础上，当超出偏差范围才会执行优化程序；偏差范围可根据实际情况设定，保证多种替代燃料的适用性，同时可以避免由于替代燃料偶然因素引起波动造成执行优化程序，节省资源。
28、3、本发明的喷吹底板模块的喷吹压力分成了前后两部分，在前端替代燃料还未进行主要燃烧，密度较重，需要大压力喷吹才能运动，后端替代燃料密度发生变化，可以减少压力喷吹运动，减少冷空气的进入。在生产过程中，可以根据常用替代燃料的需要，选择在线实时控制压力，亦可提前设定好。
29、4、本发明的喷吹底板模块的喷吹程序设计了多种方式，根据替代燃料性质进行变化，使得替代燃料在装置内合理运动，与燃烧特性相适应，提高了装置处理替代燃料的效率。
30、5、本发明根据关键监测参数的变化，设置了紧急情况，可使装置在出现紧急情况时，快速反应，消除危险因素，确保装置的安全以及不出现更大的危险情况。
1.一种基于热预处理装置热预处理替代燃料的智能控制方法，其特征在于，所述智能控制方法基于热预处理装置实现，所述热预处理装置包括反应腔体和位于反应腔体底部的喷吹底板模块，所述反应腔体上设有第一热料接口、第二热料接口、热风接口、替代燃料入口，第一热料接口位于反应腔体的穹顶处，第一热料接口处设置第一热料接口开关，热风接口和替代燃料入口位于反应腔体的一端，第二热料接口位于热风接口处，第二热料接口处设置第二热料接口开关，热风接口处设置热风接口开关和热风温度计；
2.根据权利要求1所述基于热预处理装置热预处理替代燃料的智能控制方法，其特征在于，所述喷吹底板模块的初始运行程序s10，包括：
3.根据权利要求1所述基于热预处理装置热预处理替代燃料的智能控制方法，其特征在于，所述热风温度ta，600s内的热风平均温度ta1与目标热风温度ta0偏差大于20℃时，执行第一优化运行参数程序，所述第一优化运行参数程序为调整第二热料接口开关的开度a2，变化量为δa2，δa2取值2％～5％，使偏差小于等于20℃。
4.根据权利要求1所述基于热预处理装置热预处理替代燃料的智能控制方法，其特征在于，所述出口温度td，480s内的出口平均温度td1与目标出口温度td0偏差大于60℃时，执行第二优化运行参数程序，所述第二优化运行参数程序为调整第一热料接口开关的开度a1，变化量为δa1，δa1取值3％～6％，使偏差小于等于60℃；其中，当第一热料接口开关的开度a1＝0时，480s内的出口平均温度td1依然比目标出口温度td0低至少60℃时，调大喷吹底板模块内各个喷吹开关喷吹间隔时间，增量为δt3，δt3取值0.1～0.5s。
5.根据权利要求1所述基于热预处理装置热预处理替代燃料的智能控制方法，其特征在于，所述前端温度tb，300s内的前端平均温度tb1与目标前端温度tb0偏差大于30℃时，执行第三优化运行参数程序，所述第三优化运行参数程序为调整位于预热段喷吹底板的喷吹开关喷吹间隔时间t1，调整量为δt1，δt1取值0.2～0.5s，使偏差小于等于30℃。
6.根据权利要求1所述基于热预处理装置热预处理替代燃料的智能控制方法，其特征在于，所述中端温度tc，300s内的中端平均温度tc1与目标中端温度tc0偏差大于40℃时，执行第四优化运行参数程序，所述第四优化运行参数程序为调整位于燃烧段喷吹底板的喷吹开关喷吹间隔时间t2，调整量为δt2，δt2取值0.3～1s，使偏差小于等于40℃。
7.根据权利要求1所述基于热预处理装置热预处理替代燃料的智能控制方法，其特征在于，所述出口一氧化碳浓度cco，300s内的出口一氧化碳平均浓度cco1比目标出口一氧化碳浓度cco0高超过2000ppm时，执行第五优化运行参数程序，所述第五优化运行参数程序为调大位于燃烧段喷吹底板的喷吹开关喷吹间隔时间t2，增量为δt2，δt2取值0.3～1s，使cco1比cco0高不超过2000ppm。
8.根据权利要求1所述基于热预处理装置热预处理替代燃料的智能控制方法，其特征在于，所述出口过剩空气系数α，1h内的出口过剩空气系数平均值α1与目标出口过剩空气系数α0偏差大于2时，执行第六优化运行参数程序，所述第六优化运行参数程序为调整热风接口开关的开度a3，变化量为δa3，δa3取值1％～5％，使偏差小于等于2。
9.根据权利要求1所述基于热预处理装置热预处理替代燃料的智能控制方法，其特征在于，当出口一氧化碳浓度cco瞬时值超过2％时，视为出现第一紧急情况，执行第一紧急处理程序，所述第一紧急处理程序为调整喂料装置的替代燃料进料量q＝0，第一热料接口开关的开度a1＝0、第二热料接口开关的开度a2＝0，使用一字型喷吹方式进行循环喷吹作业，各个喷吹开关喷吹间隔时间调整为0.5s，待紧急情况解除后，重新作业；
10.根据权利要求1所述基于热预处理装置热预处理替代燃料的智能控制方法，其特征在于，热预处理装置的监测参数获取时间间隔为1s。
