本發明涉及干餾鍋爐領域，具體為基于爐內環境控制的焦炭生產用干餾鍋爐。

背景技術：

1、焦炭是為高爐冶煉提供熱量和還原劑的重要爐料，焦炭在高爐煉鐵中是不可缺少的爐料，對高爐煉鐵技術進步的影響率在30%以上，在高爐煉鐵精料技術中占有重要的地位，根據冶煉要求，高爐焦必須具有適當的化學性質和物理性質，包括高溫下的熱態性質，高爐爐容的大型化和冶煉的強化對高爐焦的質量提出了更加嚴格的要求，又通過高爐解剖，全面、系統地分析了焦炭在高爐中的作用和行為，并據此提出對高爐焦的質量要求，研究降低焦炭中焦粒、焦末含量，焦炭對高爐煉鐵的作用是：一是主要的熱量來源，高爐煉鐵碳素燃燒所提供的熱量，占高爐煉鐵總熱量來源的71%，二是還原劑，焦炭還原作用是以c和co形式來對鐵礦石起還原作用，三是爐料的骨架作用，焦炭在高爐內是起骨架作用，支撐著煉鐵原料，起到煤氣的透氣窗作用；

2、因此，焦炭的生產質量直接的影響到了后續冶煉時的效果，需要對焦炭生產過程進行更加精準的生產過程控制，從而保證焦炭生產質量，在焦炭生產過程中，對焦炭起到主要影響的因素有：加熱速度、爐內氣體氛圍、物料層厚度以及焦炭出料厚度，其中物料層厚度以及焦炭出料厚度能夠通過生產實驗進行不斷的優化控制，且控制效果較為穩定，但加熱速度和爐內氣體氛圍在生產過程中容易受到多種因素干擾從而產生波動，是導致焦炭質量差異的主要因素，同時由于爐內氣體導入時，進入的氣體又會對爐內溫度造成影響，從而使得加熱速度和爐內氣體氛圍造成相互干擾，更加難以進行精確控制；

3、針對上述技術問題，本技術提出一種解決方案。

技術實現思路

1、本發明在干餾鍋爐生產的過程中，對干餾鍋爐內部的環境進行立體化的采集，得到鍋爐內部的溫度情況和氣體氛圍情況，同時根據鍋爐內部溫度和氣體氛圍情況進行聯合控制，避免多個參數調節控制時互相干擾導致鍋爐內環境產生波動，保證鍋爐內部環境的穩定，解決焦炭生產時，爐內溫度和爐內氣體氛圍控制時會產生相互影響，從而導致爐內環境控制不穩定影響焦炭質量的問題，而提出基于爐內環境控制的焦炭生產用干餾鍋爐。

2、本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

3、基于爐內環境控制的焦炭生產用干餾鍋爐，包括鍋爐爐體，所述鍋爐爐體頂端設置有排氣口，所述鍋爐爐體側壁固定安裝有吸熱環道；

4、所述吸熱環道內部緊貼鍋爐爐體外壁，所述鍋爐爐體外壁安裝有換向閥，所述換向閥外壁聯通有多組第一進氣管道，所述換向閥側壁安裝有進氣歧管，所述進氣歧管分布于吸熱環道內部，所述進氣歧管在吸熱環道另一端安裝有第二進氣管道，其中第二進氣管道與鍋爐爐體相連通；

5、所述換向閥通過爐內環境控制系統進行控制，從而調節換向閥的運行狀態以及閥門開度；

6、所述爐內環境控制系統包括溫度探測單元、進氣控制單元、波動監管單元、條件分管單元和綜合評估單元。

7、作為本發明的一種優選實施方式，所述換向閥設置兩組氣體出口，一組直接與鍋爐爐體連接，一組與進氣歧管相連，兩組氣體出口通過換向閥進行切換控制，控制換向閥的兩組氣體出口的啟閉狀況以及閥門開度分配比例。

8、作為本發明的一種優選實施方式，所述溫度探測單元用于對鍋爐爐體內部的溫度進行監測，獲取鍋爐爐體內部的溫度分布情況；

9、所述進氣控制單元用于對換向閥進行控制，修正換向閥的氣體出口方向；

10、所述波動監管單元通過溫度探測單元獲取溫度分布情況，并對溫度分布情況在時間軸上進行區域溫度波動監管；

11、所述條件分管單元對鍋爐爐體內的氣體氛圍進行采集，根據所采集的氣體氛圍對生產氛圍進行標準化檢測，根據監測結果生成進氣比例控制信號；

12、所述綜合評估單元對進氣過程以及溫度波動信號進行統計，根據所有統計結果進行綜合評估，生成生產過程穩定評估結果。

13、作為本發明的一種優選實施方式，所述溫度探測單元通過在鍋爐爐體內部不同位置設置高溫溫度傳感器，根據高溫溫度傳感器對鍋爐爐體內部的溫度進行采集，將采集到的數據記錄為初始溫度；

14、其中高溫溫度傳感器沿鍋爐爐體豎直方向等間隔設置多組，同時在鍋爐爐體的底部沿圓周方向等間隔設置多組。

15、作為本發明的一種優選實施方式，所述溫度探測單元將沿圓周方向的初始溫度進行兩兩對比，若一組初始溫度與其他初始溫度的差值均大于設定值，則對初始溫度進行刪除，否則進行保留；

16、所述溫度探測單元將保留的圓周方向的溫度進行算術平均，獲取平均溫度，并將平均溫度做為鍋爐底部采集點上的溫度數據；

17、所述溫度探測單元選取鍋爐底部采集點在豎直方向上相鄰的溫度采集點的初始溫度，將兩個初始溫度進行差值計算，得到間隔溫差，并將間隔溫差與設定的溫差閾值進行對比，根據對比結果對初始溫度進行保留或刪除。

18、作為本發明的一種優選實施方式，所述波動監管單元進行區域溫度波動監管的方法為：

19、所述波動監管單元以豎直方向上的每一個溫度監測的點位為中心，將鍋爐爐體分為多個區域，每個區域內的溫度以溫度監測點位上的初始溫度進行記錄；

20、所述波動監管單元在每次獲取初始溫度時，對獲取初始溫度的時間進行記錄，從而以時間軸的方式對初始溫度進行順序記錄，得到每個區域的溫度變動序列，所述波動監管單元將溫度變動序列中相鄰的初始溫度差值除以間隔時間，得到每個區域的溫度變動速度，并將初始溫度差值記錄為溫度變動幅度。

21、作為本發明的一種優選實施方式，所述條件分管單元將采集到的氣體氛圍進行記錄，得到每種氣體所對應的組分比例，并將每種氣體的組分比例與設定范圍進行對比，根據對比結果將組分比例記錄為合格比例或不合格比例；

22、所述條件分管單元對不合格比例進行記錄，并在進氣時對不合格比例的組分進行適應性調節。

23、作為本發明的一種優選實施方式，所述進氣控制單元獲取溫度變動速度和溫度變動幅度，將溫度變動速度和溫度變動幅度分別與相應的閾值進行對比，根據對比結果生成溫度波動信號或溫度平穩信號，同時進氣控制單元獲取當前換向閥的進氣開度比例，若生成溫度波動信號，則對進氣開度比例進行調節，增大進氣歧管的流量比例。

24、作為本發明的一種優選實施方式，所述綜合評估單元將生成不合格比例的次數和溫度波動信號的生成次數進行統計，記錄為總變動次數，并將總變動次數與設定的次數閾值進行比例計算，得到變動比例，若變動比例大于設定閾值，則生成生產不穩定信號，若變動比例小于設定閾值，則生成生產穩定信號，得到生產過程穩定評估結果。

25、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

26、1、本發明通過在干餾鍋爐的外部設置換熱環道，在對鍋爐內部進行氣體氛圍控制時，根據鍋爐內部的溫度情況對進氣通道進行選擇分配，將進氣管道在換熱環道內繞行后再通入鍋爐中，從而減小鍋爐運行時的進氣動作對爐內環境穩定的沖擊，提升爐內環境的穩定性，減少溫度的周期性震蕩。

27、2、本發明中，在干餾鍋爐生產的過程中，對干餾鍋爐內部的環境進行立體化的采集，得到鍋爐內部的溫度情況和氣體氛圍情況，同時根據鍋爐內部溫度和氣體氛圍情況進行聯合控制，從而同時控制鍋爐內部的溫度情況以及氣體氛圍情況，保證鍋爐內部環境的穩定，避免多個參數調節控制時互相干擾導致鍋爐內環境產生波動。

28、3、本發明中，對干餾鍋爐生產過程中的氣體分組情況和溫度波動情況進行統計分析，根據統計分析結果對鍋爐的生產過程進行評估，從而提前對焦炭的生產質量進行一定程度的預估，并在后續生產中根據生產過程的評估情況對生產情況進行修正，實現對生產過程控制的優化。