权利要求
采集预热段头部砖温均值与中部砖温均值，计算实际温差值，并对预热段出口砖体芯部温度进行一致性分析确定预热梯度系数，通过实际温差值与预热梯度系数的比对分析，判断热风注入比例是否存在优化不足;
若存在，基于烟气温度与氧含量，沿烟气流动方向依次对各烟气收集罩进行顺序调节，输出各罩位开度值;
构建烟气比热容查询表，分别采集高温与中温两路热风的质量流量及温度，基于烟气比热容查询表计算高温中温热容流量比值，并结合实际温差值与预热梯度系数的偏差，执行两级递进调节，输出热风注入比例分配调整值;
通过检测预热段出口砖体芯部温度，并与目标芯部温度进行比对分析，得到芯部温度偏差收敛状态值;
采集焙烧段多点温度并计算平均温度，并通过比对分析，输出余热抽取抑制触发值或增强触发值，作为温度偏移补偿指示量，用于调整烟气收集罩开度与热风流量调节阀开度。
2.根据权利要求1所述的一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法，其特征在于：
所述预热梯度系数的确定过程为：
采集预热段头部多个连续窑车上的同一横向位置锂矿砖体的头部砖温均值，以及预热段中部同一组窑车的中部砖温均值，并通过差值计算，得到实际温差值;
设定多组不同的高温热风与中温热风注入比例，分别在各组比例下计算对应的实际温差值;
同时测量预热段出口处多辆窑车砖体的芯部温度并计算芯部温度标准差，取芯部温度标准差最小时所对应的实际温差值作为预热梯度系数。
3.根据权利要求2所述的一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法，其特征在于：
所述热风注入比例是否存在优化不足的判断方式为：
计算实际温差值与预热梯度系数的差值绝对值，若差值绝对值大于比例偏差阈值，则判定热风注入比例存在优化不足。
4.根据权利要求1所述的一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法，其特征在于：
所述对各烟气收集罩进行顺序调节的过程为：
按照烟气流动方向从焙烧段入口向出口依次调节，设定初始开度与调节周期，将罩位烟气温度与高温烟气下限温度比较，若罩位烟气温度小于高温烟气下限温度，则开度设为零;
若罩位烟气温度大于等于高温烟气下限温度，则进一步将烟气氧含量与烟气氧含量上限比较，根据比较结果以步进方式增大或减小开度，每调节完一个罩位后等待预定时间再进行下一个罩位调节;
每轮调节完成后计算所有罩位平均开度，并在下一轮中优先调节开度偏差超过预设偏差阈值的罩位。
5.根据权利要求1所述的一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法，其特征在于：
所述烟气比热容查询表的构建过程为：
基于典型烟气成分体积分数，在温度范围内设置多个温度点，获取各纯气体在各温度点的定压比热容，按体积分数加权计算混合烟气比热容，并对相邻温度点之间的数值进行线性插值预处理，得到烟气比热容查询表。
6.根据权利要求5所述的一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法，其特征在于：
所述高温中温热容流量比值的计算方式为：
将高温热风温度值代入烟气比热容查询表得到高温热风比热容值，将高温热风质量流量值与高温热风比热容值进行乘积计算，得到高温热容流量值;
同理采集中温热风温度计算中温热风比热容值，与中温热风质量流量值相乘，得到中温热容流量值;
将高温热容流量值与中温热容流量值进行比例计算，得到高温中温热容流量比值，若中温热容流量为零则直接设定比值为预设最大值。
7.根据权利要求6所述的一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法，其特征在于：
所述两级递进调节的过程为：
设定预热梯度系数与调节死区值，第一级调节以实际温差值与预热梯度系数的比较作为反馈;
计算实际温差值与预设梯度系数的差值绝对值，通过差值绝对值与调节死区值的比对分析，以及实际温差值与预设梯度系数的比对分析，对高温侧调节阀开度与中温侧调节阀开度进行粗调步进值调节。
8.根据权利要求7所述的一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法，其特征在于：
所述两级递进调节的过程还为：
完成第一级调节后，通过高温中温热容流量比值与热容比下限及热容比上限的比对分析，对高温侧调节阀开度与中温侧调节阀开度进行微调步进值调节。
9.根据权利要求1所述的一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法，其特征在于：
所述芯部温度偏差收敛状态值的计算方式为：
在预热段末端读取砖体芯部温度值，并通过芯部温度值与目标芯部温度值的差值计算得到芯部温度偏差值;
设定芯部偏差死区值，若芯部温度偏差值大于芯部偏差死区值，则芯部温度偏差收敛状态值为过预热，若芯部温度偏差值小于负的芯部偏差死区值，则芯部温度偏差收敛状态值为欠预热，反之则芯部温度偏差收敛状态值为正常。
10.根据权利要求1所述的一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法，其特征在于：
所述温度偏移补偿指示量的确定过程为：
采集焙烧段内沿窑体长度方向多个点的温度值并计算平均温度，调用焙烧段下限温度和上限温度;
若平均温度低于焙烧段下限温度则输出抑制触发值为真、增强触发值为假，若平均温度高于焙烧段上限温度，则输出增强触发值为真，抑制触发值为假，反之则输出抑制触发值与增强触发值均为假;
当抑制触发值为真时，将所有烟气收集罩开度及高温侧、中温侧流量调节阀开度按预定比例减小，当增强触发值为真时按相同比例增大，得到温度偏移补偿指示量。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及锂盐焙烧设备及余热回收技术领域，具体涉及一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法。
背景技术
[0002]隧道式碳酸锂焙烧窑是锂云母或锂瓷石提取碳酸锂的核心热工设备，其工作过程通常包括预热段、焙烧段和冷却段。其中，预热段利用焙烧段产生的高温烟气余热及冷却段回收的中低温余热对锂矿砖体进行升温预热，焙烧段则通过直接供热使锂矿发生固相反应生成可溶性锂盐。
[0003]现有余热回收系统普遍存在以下问题：第一，预热段的热风注入比例多依赖经验设定，缺乏基于砖体实际温度分布的诊断与闭环调节，易导致砖体表面温度曲线偏离理想形态，造成预热不均或热冲击。第二，焙烧段各烟气收集罩的开度控制粗糙，通常为统一调节或固定开度，无法识别并排除低温无效气体和富氧稀释气体，导致回收的热风品位下降，影响后续预热效果。第三，传统方法仅依据质量流量或温度单参数调节热风比例，未考虑温度变化对热风实际携带热量的影响，且高温烟气与空气的比热容差异被忽视，使得热量分配与实际需求存在偏差。第四，缺乏从预热诊断、焙烧调控到余热回收的完整分级联动控制机制，预热段、焙烧段与余热回收系统相互独立，容易出现余热过度抽取导致焙烧段失温，或预热不足影响锂转化率等问题。
[0004]为此，本发明提供一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法。
发明内容
[0005]为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题，本发明提供一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法，针对热风注入比例优化不足的问题，通过协同控制，实现热风比例的精确诊断、烟气罩的顺序独立调节、基于热容流量的两级递进配风、预热效果的终端验证以及焙烧段的温度补偿，形成完整的闭环控制体系。
[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法，包括以下步骤：
采集预热段头部砖温均值与中部砖温均值，计算实际温差值，并对预热段出口砖体芯部温度进行一致性分析确定预热梯度系数，通过实际温差值与预热梯度系数的比对分析，判断热风注入比例是否存在优化不足;
若存在，基于烟气温度与氧含量，沿烟气流动方向依次对各烟气收集罩进行顺序调节，输出各罩位开度值;
构建烟气比热容查询表，分别采集高温与中温两路热风的质量流量及温度，基于烟气比热容查询表计算高温中温热容流量比值，并结合实际温差值与预热梯度系数的偏差，执行两级递进调节，输出热风注入比例分配调整值;
通过检测预热段出口砖体芯部温度，并与目标芯部温度进行比对分析，得到芯部温度偏差收敛状态值;
采集焙烧段多点温度并计算平均温度，并通过比对分析，输出余热抽取抑制触发值或增强触发值，作为温度偏移补偿指示量，用于调整烟气收集罩开度与热风流量调节阀开度。
[0007]进一步的，所述预热梯度系数的确定过程为：
采集预热段头部多个连续窑车上的同一横向位置锂矿砖体的头部砖温均值，以及预热段中部同一组窑车的中部砖温均值，并通过差值计算，得到实际温差值;
设定多组不同的高温热风与中温热风注入比例，分别在各组比例下计算对应的实际温差值;
同时测量预热段出口处多辆窑车砖体的芯部温度并计算芯部温度标准差，取芯部温度标准差最小时所对应的实际温差值作为预热梯度系数。
[0008]进一步的，所述热风注入比例是否存在优化不足的判断方式为：
计算实际温差值与预热梯度系数的差值绝对值，若差值绝对值大于比例偏差阈值，则判定热风注入比例存在优化不足。
[0009]进一步的，所述对各烟气收集罩进行顺序调节的过程为：
按照烟气流动方向从焙烧段入口向出口依次调节，设定初始开度与调节周期，将罩位烟气温度与高温烟气下限温度比较，若罩位烟气温度小于高温烟气下限温度，则开度设为零;
若罩位烟气温度大于等于高温烟气下限温度，则进一步将烟气氧含量与烟气氧含量上限比较，根据比较结果以步进方式增大或减小开度，每调节完一个罩位后等待预定时间再进行下一个罩位调节;
每轮调节完成后计算所有罩位平均开度，并在下一轮中优先调节开度偏差超过预设偏差阈值的罩位。
[0010]进一步的，所述烟气比热容查询表的构建过程为：
基于典型烟气成分体积分数，在温度范围内设置多个温度点，获取各纯气体在各温度点的定压比热容，按体积分数加权计算混合烟气比热容，并对相邻温度点之间的数值进行线性插值预处理，得到烟气比热容查询表。
[0011]进一步的，所述高温中温热容流量比值的计算方式为：
将高温热风温度值代入烟气比热容查询表得到高温热风比热容值，将高温热风质量流量值与高温热风比热容值进行乘积计算，得到高温热容流量值;
同理采集中温热风温度计算中温热风比热容值，与中温热风质量流量值相乘，得到中温热容流量值;
将高温热容流量值与中温热容流量值进行比例计算，得到高温中温热容流量比值，若中温热容流量为零则直接设定比值为预设最大值。
[0012]进一步的，所述两级递进调节的过程为：
设定预热梯度系数与调节死区值，第一级调节以实际温差值与预热梯度系数的比较作为反馈;
计算实际温差值与预设梯度系数的差值绝对值，通过差值绝对值与调节死区值的比对分析，以及实际温差值与预设梯度系数的比对分析，对高温侧调节阀开度与中温侧调节阀开度进行粗调步进值调节。
[0013]进一步的，所述两级递进调节的过程还为：
完成第一级调节后，通过高温中温热容流量比值与热容比下限及热容比上限的比对分析，对高温侧调节阀开度与中温侧调节阀开度进行微调步进值调节。
[0014]进一步的，所述芯部温度偏差收敛状态值的计算方式为：
在预热段末端读取砖体芯部温度值，并通过芯部温度值与目标芯部温度值的差值计算得到芯部温度偏差值;
设定芯部偏差死区值，若芯部温度偏差值大于芯部偏差死区值，则芯部温度偏差收敛状态值为过预热，若芯部温度偏差值小于负的芯部偏差死区值，则芯部温度偏差收敛状态值为欠预热，反之则芯部温度偏差收敛状态值为正常。
[0015]进一步的，所述温度偏移补偿指示量的确定过程为：
采集焙烧段内沿窑体长度方向多个点的温度值并计算平均温度，调用焙烧段下限温度和上限温度;
若平均温度低于焙烧段下限温度则输出抑制触发值为真、增强触发值为假，若平均温度高于焙烧段上限温度，则输出增强触发值为真，抑制触发值为假，反之则输出抑制触发值与增强触发值均为假;
当抑制触发值为真时，将所有烟气收集罩开度及高温侧、中温侧流量调节阀开度按预定比例减小，当增强触发值为真时按相同比例增大，得到温度偏移补偿指示量。
[0016]本发明的有益效果如下：
通过预热段头部与中部砖体表面温差的定量比较，以预热梯度系数为基准识别热风注入比例的优化不足，避免了频繁无意义的调节，维持系统稳定性;
对焙烧段各烟气收集罩进行基于温度和氧含量的独立闭环调节，优先排除低温无效气体和富氧稀释气体，确保只有高品位烟气被回收，稳定了高温热媒罐入口的热风品质;
将质量流量转换为基于实际热量的热容流量，并引入基于典型烟气成分的比热容修正表，显著提高了高温烟气侧热量计算的准确性，为热量分配提供了可靠的参照;
两级递进调节第一级以温差反馈实现粗调，使砖体表面温度梯度快速靠近目标值;第二级以热容流量比值进行校验和微调，确保实际热量分配符合热力学约束，有效避免了因热风温度波动导致的比例偏离;
通过监测焙烧段平均温度并输出补偿指示量，将余热抽取量对焙烧温控的干扰反馈至烟气罩调节和热风比例调节环节，防止了余热回收系统过度抽取导致焙烧段失温或过热，实现了能量梯级利用与焙烧工艺的协同优化;
以预热段出口砖体芯部温度作为预热效果的最终验证指标，结合焙烧段温度保护，共同决定了调节循环的启停，确保了锂矿砖体在进入焙烧段前达到均匀、充分的热准备状态，从而稳定并提高了锂转化率。
附图说明
[0017]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0018]图1是本发明一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法的流程图;
图2是本发明中一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法的逻辑判断图。
具体实施方式
[0019]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
[0020]实施例：请参阅图1所示，本发明所述的一种隧道式碳酸锂焙烧窑及焙烧分级余热回收方法，具体包括以下步骤：
步骤一：采集预热段头部砖温均值与中部砖温均值，计算实际温差值，并对预热段出口砖体芯部温度进行一致性分析确定预热梯度系数，通过实际温差值与预热梯度系数的比对分析，判断热风注入比例是否存在优化不足;
应说明的是：
在隧道式碳酸锂焙烧窑中，预热段与焙烧段是沿窑车行进方向依次布置的两个功能分区，二者共同完成锂矿砖体的升温焙烧过程，具体的：
预热段位于隧道窑的入口区域，紧接进料端之后，预热段的主要功能是利用来自焙烧段的高温烟气余热以及冷却段回收的中低温余热，对窑车上装载的锂矿砖体进行逐步升温预热，在此阶段，砖体表面温度与芯部温度的差值逐渐缩小，水分和部分易挥发组分被脱除，砖体为进入焙烧段做好热准备，预热段的热源主要来自余热回收系统回送的高温热风和中温热风，而非直接燃烧;
焙烧段位于预热段之后，是隧道窑的核心反应区域，焙烧段通过燃烧器直接供热或电加热等方式，将窑内温度提升至高温区间，在此高温区间内，锂矿中的锂云母或锂瓷石发生固相反应，锂元素转化为可溶性锂盐(碳酸锂的前驱体)，即完成火法焙烧的核心化学反应，焙烧段顶部设有烟气收集罩，用于抽取高温烟气送入余热回收系统，焙烧段需要精确的温控，温度过低会导致锂转化率下降，温度过高则造成砖体过烧或能耗浪费;
预热段是焙烧段的前置准备区，其作用是将砖体平稳升温至接近反应温度，避免砖体直接进入高温焙烧段因热冲击而产生裂纹或受热不均，焙烧段产生的高温烟气被抽送至换热器，加热后的热风再返回预热段使用，形成能量梯级利用，两个区段的温度协同控制，直接影响最终熟料的锂转化率和产品质量;
在步骤一中，所述实际温差值的计算过程包括：
高温热风是指来源于焙烧段烟气经换热器加热后回用于预热段的热风，温度范围为600℃-900℃，中温热风是指来源于冷却段空气换热后回收的热风，温度范围为200℃～400℃;
在预热段头部区域安装三个红外温度传感器，分别对应三个连续窑车上同一横向位置的锂矿砖体表面，每间隔三十秒采集一次温度值，得到三个头部砖体表面温度值;
在预热段中部区域同样安装三个红外温度传感器，采集同一组窑车的中部砖体表面温度值;
计算三个头部砖体表面温度值的平均值，得到头部砖温均值，计算三个中部温度值的平均值，得到中部砖温均值，将头部砖温均值与中部砖温均值作差得到实际温差值;
在步骤一中，所述预热梯度系数的计算过程包括：
调用预热梯度系数，预热梯度系数的确定方法为：在焙烧窑稳定运行期间，将热风注入比例分别设定为若干组不同值，测量预热段出口处砖体芯部温度标准差，取芯部温度标准差最小时对应的实际温差值作为预热梯度系数;
其中，稳定定义为焙烧段平均温度波动不超过±10℃、窑车行进速度波动不超过±5%，且持续至少1小时;
示例性的，选取至少5组不同的高温热风与中温热风注入比例，例如：
|试验序号|高温热风比例|中温热风比例|;
|1|30|70|;
|2|40|60|;
|3|50|50|;
|4|60|40|;
|5|70|30|;
对每一组比例执行以下子步骤：
由控制系统将高温侧调节阀开度与中温侧调节阀开度设置到目标比例，并保持稳定运行至少30分钟，使预热段温度场充分建立;
读取预热段头部三个红外温度传感器的数值，计算头部砖温均值，读取预热段中部三个红外温度传感器的数值，计算中部砖温均值，将头部砖温均值与中部砖温均值进行比例计算，得到各组比例下的实际温差值;
在预热段末端靠近焙烧段入口处，选取连续运行的10辆窑车(或更多，保证统计有效性)，每辆窑车顶部砖体内预埋有铠装热电偶;
当窑车经过固定检测位置时，依次读取每辆窑车的砖体芯部温度;
计算这组芯部温度的平均值与标准差，完成所有试验组后，比较各组的芯部温度标准差，找到芯部温度标准差最小的试验组，对应的实际温差值即为预热梯度系数，该组代表预热段出口砖体芯部温度最均匀、波动最小;
可以理解的是，预热梯度系数的物理意义为：当预热段头部与中部的表面温差处于某一特定值(即预热梯度系数)时，预热段对砖体的加热最为均匀，砖体芯部温度离散程度最小，从而为焙烧段提供最佳热准备状态，过大或过小的温差均会导致芯部温度一致性变差，影响最终锂转化率;
在步骤一中，所述判断热风注入比例是否存在优化不足的过程包括：
将实际温差值与预热梯度系数进行比较，并计算二者差值的绝对值。设定一个比例偏差阈值，比例偏差阈值取预热梯度系数的零点二倍，若差值绝对值大于比例偏差阈值，则判定存在热风注入比例优化不足;否则判定为优化正常;
需要说明的是，判断预热段热风注入比例是否存在优化不足的作用为：作为整个调控流程的前置诊断环节，识别预热段头部与中部热风分配是否导致锂矿砖体预热温度曲线偏离理想形态，通过比较实际温差值与预热梯度系数的偏离程度，决定是否触发后续调节动作，避免不必要的调控干预，维持系统稳定性;
步骤二：若存在，基于烟气温度与氧含量，沿烟气流动方向依次对各烟气收集罩进行顺序调节，输出各罩位开度值;
在步骤二中，所述沿烟气流动方向依次对各烟气收集罩进行顺序调节的过程包括：
按照烟气流动方向从焙烧段入口向出口依次进行顺序调节;
每个烟气收集罩的初始开度设定为百分之五十，设定每个罩位的调节周期为九十秒，同一时间仅允许一个罩位处于调节状态;
从靠近焙烧段入口的第一个罩位开始执行一次调节：将烟气温度值与高温烟气下限温度比较，若低于高温烟气下限温度，则开度设为零;
高温烟气下限温度的确定方法为：在焙烧段选取代表性罩位，逐步降低烟气温度，测量换热器出口热风温度，当热风温度低于二百五十摄氏度时，取此时罩位烟气温度值作为高温烟气下限温度，该值通常为七百五十至八百五十摄氏度之间，经现场标定后固定;
若大于等于高温烟气下限温度，则进一步将烟气氧含量值与烟气氧含量上限比较，若氧含量大于烟气氧含量上限，则开度减小一个步进值(阀门全开范围的百分之十)，若小于等于烟气氧含量上限，则增大一个步进值;
烟气氧含量上限的确定方法为：在同一罩位处，通过改变吸风口开度引入不同量空气，测量烟气温度下降幅度及换热器出口热风温升效率，当氧含量超过某一数值后，热风温升效率降低至初始值的百分之八十五以下，取该氧含量值为上限，通常为百分之五至百分之七;
调节完成后等待六十秒，使其对相邻罩位的影响完全传递并稳定，然后移动至第二个罩位进行调节，依次类推直至最后一个罩位;
完成一轮后，重新从第一个罩位开始下一轮调节，每轮完成后计算所有罩位的平均开度值，并计算各罩位开度与平均开度值的偏差，得到各罩位的开度偏差，将开偏差超过百分之十五的罩位在下一轮中优先调节，输出各罩位顺序调节开度值;
需要说明的是，独立调控焙烧段各烟气收集罩开度的作用为：对每个烟气收集罩进行独立闭环调节，确保只有高品位烟气被回收，同时控制过量空气掺入，通过比较温度与氧含量两个独立条件，分别处理低温无效气体和富氧稀释气体，稳定高温热媒罐入口热风品质，为后续热容流量计算提供可靠输入;
步骤三：构建烟气比热容查询表，分别采集高温与中温两路热风的质量流量及温度，基于烟气比热容查询表计算高温中温热容流量比值，并结合实际温差值与预热梯度系数的偏差，执行两级递进调节，输出热风注入比例分配调整值;
在步骤三中，所述烟气比热容查询表的构建过程包括：
在标准空气比热容查询表中基于典型烟气成分(氮气百分之七十五、二氧化碳百分之八、水蒸气百分之七、氧气百分之十)预先建立比热容查询表，具体为：
确定烟气成分的体积分数基准。取氮气体积分数为百分之七十五，二氧化碳体积分数为百分之八，水蒸气体积分数为百分之七，氧气体积分数为百分之十，上述四种成分体积分数之和为百分之一百;
确定比热容表的温度范围与间隔，设定温度下限为五十摄氏度，上限为一千摄氏度，每隔十摄氏度设置一个温度点，共九十六个温度点;
获取四种纯气体在各个温度点下的定压比热容数值;
对每个温度点分别计算混合烟气的比热容：将氮气在该温度点的比热容数值乘以氮气体积分数零点七五，得到氮气贡献值，将二氧化碳在该温度点的比热容数值乘以二氧化碳体积分数零点零八，得到二氧化碳贡献值，将水蒸气在该温度点的比热容数值乘以水蒸气体积分数零点零七，得到水蒸气贡献值，将氧气在该温度点的比热容数值乘以氧气体积分数零点一零，得到氧气贡献值，将四个贡献值相加，得到该温度点下混合烟气的比热容值;
将每个温度点及其对应的混合烟气比热容值以表格形式记录，形成原始比热容表;
对原始比热容表中的数据进行线性插值预处理，在两个相邻温度点之间，若实际应用中遇到非整十摄氏度的温度值，则按照该温度值与两个端点温度值的距离比例，计算对应的比热容值，插值方法为：设待查温度T位于T1与T2之间，T1与T2为相邻的整十摄氏度温度点，比热容值分别为C1和C2，则待查温度T对应的比热容值=C1+[(T-T1)×(C2-C1)]/10;
将处理后的温度点与比热容值对应关系存储为可调用的二维数组，即完成基于典型烟气成分的比热容查询表建立;
在步骤三中，所述高温中温热容流量比值的计算过程包括：
在高温热媒罐入口管道上安装质量流量计和温度传感器，采集高温热风质量流量值及高温热风温度值，在中温热媒罐入口管道上同样采集高温热风质量流量值及高温热风温度值两参数;
将高温热风温度值与比热容查询表中最接近的两个温度点进行线性插值，得到高温热风比热容值，若温度超出查询范围，则采用最近端点的比热容值;
将高温热风质量流量值乘以高温热风比热容值，得到高温热容流量值;
同理采集中温热风温度值计算中温热风比热容值，因中温热风来源于冷却段空气换热，成分接近空气，将中温热风质量流量值乘以此比热容值，得到中温热容流量值;
将高温热容流量值与中温热容流量值进行比例计算得到高温中温热容流量比值，若中温热容流量值为零，则直接将高温中温热容流量比值设为一百，得到高温中温热容流量比值;
可以理解的是，高温中温热容流量比值的物理意义为：表征单位时间内高温烟气热风与中温热风在单位温度变化下所能传递的热量能力之比，即两路热风的热量输送能力比值;
在步骤三中，所述两级递进调节的过程包括：
第一要说明的是，第一级调节，具体为：
第一级以预热段头部砖温均值与中部砖温均值的实际温差值为反馈量，与预热段目标预热梯度系数进行比较，当实际温差偏低时，说明头部预热不足或中部预热过度，通过增大高温侧开度并减小中温侧开度来拉开温差，反之则反向调节;
完成第一级调节后，基于高温中温热容流量比值进行第二级校验，若高温中温热容流量比值超出目标范围，则对开度进行微调，目的是确保两路热风注入的实际热量比例始终处于合理区间，避免因温度波动导致热容流量比偏离预设区间，最终输出的头部中部热风注入比例分配调整值直接用于驱动流量调节阀执行开度变化;
调用头部砖温均值、中部砖温均值、实际温差值及预热梯度系数，调用高温中温热容流量比值，调用预先标定的热容比下限和热容比上限;
热容比下限与上限的确定方法为：在焙烧窑稳定工况下，分别测量不同热风注入比例下的高温中温热容流量比值，同时监测预热段头部与中部砖体升温速率，取头部升温速率与中部升温速率之比处于零点八至一点二倍时对应的比值范围作为目标范围，下限通常为一点一至一点三，上限通常为一点七至一点九;
获取当前高温侧流量调节阀开度值及中温侧流量调节阀开度值，两者初始值均设为百分之五十;
将实际温差值与预热梯度系数进行比较，设定预热梯度系数的零点一倍作为调节死区值，计算实际温差值与预热梯度系数的差值绝对值，若差值绝对值小于等于调节死区值，则不进行第一级调节，直接进入第二级校验;
若差值绝对值大于调节死区值且实际温差值小于预热梯度系数，则将高温侧调节阀开度在当前值基础上增大一个粗调步进值，同时将中温侧调节阀开度减小一个粗调步进值，粗调步进值取阀门全开范围的百分之五;
若实际温差值大于预热梯度系数，则反向操作：高温侧减小粗调步进值，中温侧增大粗调步进值，每次调节后等待九十秒，使温度场稳定;
第二要说明的是，第二级条件，具体为：
完成第一级调节并等待九十秒后，将高温中温热容流量比值与热容比下限及热容比上限进行比较，若高温中温热容流量比值小于热容比下限，则将高温侧调节阀开度在当前值基础上再增大一个微调步进值，同时将中温侧调节阀开度减小一个微调步进值;
若高温中温热容流量比值大于热容比上限，则将高温侧调节阀开度减小一个微调步进值，中温侧增大一个微调步进值，微调步进值取阀门全开范围的百分之二;
若高温中温热容流量比值处于热容比下限与热容比上限之间，则不进行微调，最终得到的高温侧开度值和低温侧开度值即为头部中部热风注入比例分配调整值，直接发送至两个流量调节阀执行;
需要说明的是，计算高温与中温两路热风的热容流量比值并进行两级递进调节热风注入比例的作用为：将质量流量转换为基于实际热量的热容流量，消除温度变化对热量计量的影响。引入烟气成分比热容修正，提高了高温烟气侧计算的准确性，输出一个无量纲比值，该比值直接反映两路热风携带热量的倍数关系，为第二级校验提供热量层面的精确参照，第一级以温差反馈实现粗调，使砖体表面温度梯度快速靠近目标值;第二级以热容流量比值进行校验和微调，确保实际热量分配符合热力学约束，避免因热风温度波动导致热量比例偏离，两级串联兼顾响应速度与调节精度;
步骤四：通过检测预热段出口砖体芯部温度，并与目标芯部温度进行比对分析，得到芯部温度偏差收敛状态值;
在步骤四中，所述芯部温度偏差收敛状态值的确定过程包括：
在预热段末端靠近焙烧段入口处，于每个窑车顶部锂矿砖体内预埋一根铠装热电偶，热电偶插入深度为砖体厚度的二分之一;
窑车运行至固定检测位置时，通过滑触线读取热电偶测量的砖体芯部温度值;
调用目标芯部温度值，目标芯部温度值确定方法为：在预热段出口处测量不同芯部温度对应的后续焙烧段锂转化率，取锂转化率达到峰值时的温度平均值，通常为四百八十至五百二十摄氏度;
调用芯部偏差死区值，该值取目标芯部温度值的百分之一，通常为正负五摄氏度;
将砖体芯部温度值减去目标芯部温度值，得到芯部温度偏差值，若芯部温度偏差值大于芯部偏差死区值，则设定预热段出口芯部温度偏差收敛状态值为过预热;若小于负的芯部偏差死区值，则设定为欠预热;否则设定为正常;
需要说明的是，判断预热段出口砖体芯部温度偏差的作用为：输出预热效果的最终验证指标，直接评估砖体芯部温度是否达到目标，芯部温度比表面温度更能代表砖体整体预热状态，用于判断调节是否使预热充分且均匀，决定是否需要继续调节循环;
步骤五：采集焙烧段多点温度并计算平均温度，并通过比对分析，输出余热抽取抑制触发值或增强触发值，作为温度偏移补偿指示量，用于调整烟气收集罩开度与热风流量调节阀开度;
在步骤五中，所述温度偏移补偿指示量的输出过程包括：
在焙烧段内沿窑体长度方向每隔两米安装一个热电偶，共安装十个，采集各点温度值，将所有温度值求和后除以十，得到焙烧段平均温度值;
调用焙烧段下限温度和焙烧段上限温度，焙烧段下限温度的确定方法为：逐步降低焙烧段温度，测量熟料锂转化率，当锂转化率下降至正常值的百分之九十时，取该温度值作为下限，通常为七百四十至七百六十摄氏度;
焙烧段上限温度的确定方法为：逐步升高温度，当锂转化率不再上升且砖体表面出现明显熔融痕迹时，取该温度值为上限，通常为一千一百八十至一千二百二十摄氏度;
将焙烧段平均温度值与下限温度及上限温度进行比较：
若平均温度值低于下限温度，则将余热抽取抑制触发值设为真值，余热抽取增强触发值设为假值;
若平均温度值高于上限温度，则将余热抽取增强触发值设为真值，抑制触发值设为假值;
若介于两者之间，则两个触发值均设为假值;
输出焙烧段温度偏移补偿指示量，该指示量为两个布尔值;
在步骤五中，所述调整烟气收集罩开度与热风流量调节阀开度的过程包括：
反馈联动规则：当余热抽取抑制触发值为真时，将所有烟气收集罩的吸风口开度统一减小当前开度值的百分之十五，并将高温侧及中温侧两个流量调节阀的开度各自减小当前开度值的百分之十，开始循环，当余热抽取增强触发值为真时，将所有吸风口开度增大当前开度值的百分之十五，并将两个流量调节阀开度增大当前开度值的百分之十。调整幅度单次不超过阀门全开范围的百分之三十;
循环控制机制：一个完整调节周期结束时，若预热段出口芯部温度偏差收敛状态值为正常，且两个触发值均为假，则维持当前各阀门开度不变，持续监测，若状态值为过预热或欠预热，或者任一触发值为真，则重复执行，重复间隔即为周期时间。连续三个周期均判定正常后，暂停调节，继续监测，直至再次出现异常时重新启动调节循环;
需要说明的是，判断焙烧段平均温度偏移并输出补偿指示量的作用为：监测焙烧段整体温度水平，判断余热抽取量是否干扰了焙烧温控，通过比较平均温度与上下限保护值，输出抽取量调整指令，反馈至步骤二和步骤四，形成大闭环前馈补偿，防止余热回收系统过度抽取导致焙烧段失温或过热。
[0021]本申请的技术方案及有益点在于：采集预热段头部砖温均值与中部砖温均值，计算实际温差值，并对预热段出口砖体芯部温度进行一致性分析确定预热梯度系数，通过实际温差值与预热梯度系数的比对分析，判断热风注入比例是否存在优化不足;若存在，基于烟气温度与氧含量，沿烟气流动方向依次对各烟气收集罩进行顺序调节，输出各罩位开度值;构建烟气比热容查询表，分别采集高温与中温两路热风的质量流量及温度，基于烟气比热容查询表计算高温中温热容流量比值，并结合实际温差值与预热梯度系数的偏差，执行两级递进调节，输出热风注入比例分配调整值;通过检测预热段出口砖体芯部温度，并与目标芯部温度进行比对分析，得到芯部温度偏差收敛状态值;采集焙烧段多点温度并计算平均温度，并通过比对分析，输出余热抽取抑制触发值或增强触发值，作为温度偏移补偿指示量，用于调整烟气收集罩开度与热风流量调节阀开度。本发明通过预热段头部与中部砖体表面温差诊断热风注入比例的优化状态;其次，对焙烧段各烟气收集罩进行基于温度与氧含量的顺序独立调节;然后，计算高温与中温两路热风的热容流量比，并执行两级递进调节;接着，检测预热段出口砖体芯部温度偏差以验证预热效果;最后，监测焙烧段平均温度偏移并输出补偿指示量，形成大闭环前馈补偿。本发明将质量流量转换为基于实际热量的热容流量，引入烟气成分比热容修正，兼顾响应速度与调节精度，有效提高锂转化率并降低能耗。
[0022]以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的涵盖范围之内。
说明书附图(2)
