烧结系统主抽风机变频控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了烧结系统主抽风机变频控制方法，包括：1）获取烧结物料量；2）利用烧结物料量和预设烧结终点计算料层的垂直烧结速度，以及，利用垂直烧结速度和有效风量之间的关系计算大烟道有效风量；3）检测大烟道烟气成分；4）利用大烟道烟气成分计算有效风率，以及，计算大烟道目标风量；5）利用大烟道风量与主抽风机转速的对应关系，查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速；6）调节主抽风机当前频率至主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。本发明专利技术还提供了烧结系统主抽风机变频控制系统，上述方案能够降低烧结系统由于主抽风机运行时所提供的功率与系统负载不匹配导致的电能消耗和损失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烧结系统控制技术，尤其涉及烧结系统主抽风机变频控制方法及系统。
技术介绍
随着现代工业的迅速发展，钢铁生产规模越来越大，能源消耗也越来越多，节能环保指标越来越成为钢铁生产过程的重要考察因素。在钢铁生产中，含铁原料矿石进入高炉冶炼之前需要经过烧结系统处理，也就是，将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后，布放在烧结台车上焙烧，使其发生一系列物理化学变化，形成容易冶炼的烧结矿，这一过程称之为烧结。烧结系统主要包括烧结台车、混合机、主抽风机、环冷机等多个设备，其总的工艺流程参见图1所示各种原料经配料室I配比，形成混合物料，混合物料进入混合机2混匀和造球后，再通过圆辊给料机3和九辊布料机4将其均匀散布在烧结台车5上形成物料层，点火风机12和引火风机11启动物料点火开始烧结过程。烧结完成后得到的烧结矿经单辊破碎机8破碎后进入环冷机9冷却，最后经筛分整粒后送至高炉或成品矿仓。其中，烧结过程需要的氧气由主抽风机10提供，烧结台车5下方设置有多个竖直并排的风箱6，风箱6下方为水平安置的大烟道(或称烟道)7，大烟道7与主抽风机10相连，主抽风机10通过大烟道7及风箱6产生的负压风经过台车，为烧结过程提供助燃风。为确保烧结质量，通常在烧结初期对烧结台车速度以及烧结台车上的料层厚度进行调节，使得烧结终点基本保持在预先设置的固定位置(一般为烧结台车上倒数第2个风箱)。一旦系统稳定后，烧结料层厚度通常不再改变，烧结主抽风机状态稳定，其转速不可调，通过调节主抽风门维持整个烧结系统负压稳定，烧结终点的调节靠调节烧结台车速度维持基本不变。另一方面，在实际生产过程中，由于市场因素、原料存储量因素、烧结矿存储量因素等的影响，有时还需要调节烧结矿产量，进而调节烧结物料量，一般烧结物料密度、烧结台车宽度确定，烧结物料量改变后会改变烧结台车速度和/或料层厚度。很显然，只要烧结物料量发生变化，如烧结负压不变，就会导致烧结终点偏离预先设定的固定位置，进而无法保证烧结质量，而原有方式中只有改变主抽风门开度以改变负压进行调节。在实际的工作过程中，为应对烧结工况的变化及产量需求变化对烧结过程(即烧结矿质量)的影响，在现有的烧结工艺中，烧结系统的主抽风机通常按照其最大设计转速运转，其调节过程均采用风门调节方式，这必然导致过高的电能消耗和损失。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种烧结系统主抽风机变频控制方法及系统，以解决烧结系统过高的电能消耗和损失问题。为达到上述目的，本专利技术实施例提供一种烧结系统主抽风机变频控制方法，该方法包括以下步骤I)获取烧结物料量；2)利用烧结物料量和预设烧结终点计算料层的垂直烧结速度，以及，利用垂直烧结速度和有效风量之间的关系计算大烟道有效风量；3)检测大烟道烟气成分；4)利用所述大烟道烟气成分计算有效风率，以及，计算大烟道目标风量，其中，大烟道目标风量等于大烟道有效风量除以有效风率；5)利用大烟道风量与主抽风机转速的对应关系，查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速；6)调节主抽风机当前频率至所述主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。按照上述控制方法，由于根据烧结物料量的变化得到大烟道目标风量，以及，根据大烟道目标风量最终调节主抽风机频率，使得主抽风机频率能够随烧结物料量的变化动态调节，实现主抽风机的功率消耗与负载大小变化之间的动态平衡，从而降低烧结过程中主抽风机功率与负载大小不匹配导致的电能消耗和损失，同时也能够避免现有方式只通过采用改变主抽风门开度以改变负压的较大能耗调节方式。基于上述控制方法的另一个实施例中，还包括下述步骤检测大烟道当前风量；计算大烟道当前风量与大烟道目标风量的差值；如果所述差值大于或等于设定阈值，则调节主抽风机当前频率至所述大烟道目标风量对应的主抽风机目标频率，否则，调节风箱阀门的开度，使大烟道有效风量等于所述大烟道目标风量在风箱阀门调节前的有效风量。如果将本专利技术实施例应用于180平方米烧结机的控制，与不采用本专利技术的方案相t匕，能够实现电能节省约15%，年节省电能约1080万度，能够带来资金节约、减少污染排放等诸多经济和社会效益。(180平方米烧结机年产量为180万吨，每吨产品电耗量平均值为40度)。如果将本专利技术实施例应用于360平方米烧结机的控制，与不采用本专利技术的方案相t匕，能够实现电能节省约15%，年节省电能约2160万度，能够带来资金节约、减少污染排放等诸多经济和社会效益。特别需要指出，烧结系统中有很多相互关联的设备，相对而言，与较多其它设备有联系的设备，可以称为系统设备，如烧结台车、主抽风机等；而与较少设备有联系的设备，则可以称为局部设备，如风箱、风箱的阀门等。显然，调节系统设备，如调节台车速度、调节主抽风机频率对系统影响较大；而调节局部设备，则对系统的影响较小。因此，在烧结系统中，通过局部设备，而非通过系统设备的调节对系统施加影响，有利于系统稳定以及延长设备寿命。因此，本专利技术实施例中，只有当大烟道当前风量与大烟道目标风量的差值大于或等于设定阈值时，如果所述差值大于或等于设定阈值，则调节主抽风机当前频率至所述大烟道目标风量对应的主抽风机目标频率，否则，调节风箱阀门的开度，使大烟道有效风量等于所述大烟道目标风量在风箱阀门调节前的有效风量。本专利技术实施例以维持台车速度和主抽风机频率及主抽风门稳定为前提，在风量变化较大时，通过调节主抽风机频率实现调节目标，而在风量变化较小时，通过调节烧结风箱阀门的开度实现调节目标，进而实现调节物料烧结的垂直速度，从而更精密地控制烧结过程和烧结终点。当然也可以调节主抽风机风门实现调节目标，但是为了保证系统的工况转换平稳，调节风箱阀门为风门调节的优选方案。可见，本专利技术实施例提供了一种有利于系统稳定的调节方式。优选方案中，按照以下方式获取烧结物料量，21)连续或周期性地检测布料机所有布料出口的物料流量；22)累加检测得到的所有布料出口物料流量的均值；23)根据累加结果计算烧结物料量。该优选方案中，通过连续或周期性地检测单位时间内所有布料出口的物料量，对所有布料出口连续或者周期性检测结果的均值进行累加，以及，根据累加结果计算烧结物料量。通过多次测量且以多次测量结果的均值求烧结物料量的方式能够降低测量的误差，能够提高获取的烧结物料量精确度。另外，该方案对布料机布料出口单位时间的物料量进行检测，即在物料的输送源头处检测，可以在尽可能短的时间内获取真实的烧结物料量数据，降低烧结物料量数据获取的滞后导致的调节滞后。在上述优选方案的基础之上，进一步优化的方案是在步骤22)和23)之间还包括判断相邻两次累加结果的差值是否在设定范围内，如果是，转步骤23);否则，转步骤22)。该方案对多次累加的结果进行判断，将偶然因素导致的烧结物料量突变情况排除，以获取更精确的烧结物料量。优选的，周期性地检测每个风箱的烟气成分，将多次检测的烟气成分的均值作为每个风箱的烟气成分。该方案通过周期性地检测大烟道内的烟气成分，能够使有效风率和目标风量的计算更准确，进而周期性地更新目标风量，最终实现目标风量与烧结物料量的准确匹配，保证主抽风机频率值的调节与烧结物料量匹配的程度更高。本专利技术实施例还提供了烧结系统主抽风机变频控制系统，包括初始参数获取单元，本文档来自技高网...

【技术保护点】
烧结系统主抽风机变频控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1）获取烧结物料量；2）利用烧结物料量和预设烧结终点计算料层的垂直烧结速度，以及，利用垂直烧结速度和有效风量之间的关系计算大烟道有效风量；3）检测大烟道烟气成分；4）利用大烟道烟气成分计算有效风率，以及，计算大烟道目标风量，其中，大烟道目标风量等于大烟道有效风量除以有效风率；5）利用大烟道风量与主抽风机转速对应关系，查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速；6）调节主抽风机当前频率至所述大烟道目标转速对应的主抽风机目标频率。

【技术特征摘要】
1.烧结系统主抽风机变频控制方法，其特征在于，包括以下步骤 1)获取烧结物料量； 2)利用烧结物料量和预设烧结终点计算料层的垂直烧结速度，以及，利用垂直烧结速度和有效风量之间的关系计算大烟道有效风量； 3)检测大烟道烟气成分； 4)利用大烟道烟气成分计算有效风率，以及，计算大烟道目标风量，其中，大烟道目标风量等于大烟道有效风量除以有效风率； 5)利用大烟道风量与主抽风机转速对应关系，查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速； 6)调节主抽风机当前频率至所述大烟道目标转速对应的主抽风机目标频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下方式获取烧结物料量 21)连续或周期性地检测布料机所有布料出口的物料流量； 22)累加检测得到的所有布料出口物料流量的均值； 23)根据累加结果计算烧结物料量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤22)和23)之间还包括 判断相邻两次累加结果的差值是否在设定的范围内，如果是，转步骤23);否则，转步骤22)。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下方式获取烧结物料量检测烧结台车与布料机布料出口对应部位的料层厚度和烧结台车速度，按照以下方式计算烧结物料量 烧结物料量=烧结台车宽度*烧结台车速度*烧结物料密度*料层厚度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于 检测每个风箱的烟气成分； 将每个风箱的烟气成分的均值作为大烟道烟气成分。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于周期性检测每个风箱的烟气成分，将多次检测的烟气成分均值作为每个风箱的烟气成分。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁立新，申伟杰，孙超，卢杨权，高鹏双，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：