烧结机主抽风机变频节能控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及烧结生产过程，尤其涉及一种烧结机主抽风机变频节能控制方法。
【背景技术】
[0002] 国内部分钢铁厂的烧结主抽风机采用了变频调速技术取代进口阀门来调节烧结 风量，以适应烧结工艺对风量的要求。
[0003] 实际上，烧结生产过程中影响因素较多，譬如：环境温度、台车料层厚度、原料情 况、配比情况等，往往会导致垂直烧结速度的较大波动。
[0004] 而目前的主抽风机变频转速控制方式依然采用开环控制，即依靠人工经验来判 断、操作和调整，而经验知识的不确定性、局限性和个体差异等因素会给生产控制和主抽风 量调节带来很大的不确定性，过程的控制能力难以达到理想水平。对于这样的变频调节系 统，虽然有一定范围的节能空间，但由于没有分析烧结过程中各个参数之间的关系，控制方 式传统、简单，节能空间有限，并且时常出现较大的波动。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是如何解决人工开环控制下，其控制方法节能空间有 限、并且时常出现较大波动的问题。
[0006] 为了解决这一技术问题，本发明提供了 一种烧结机主抽风机变频节能控制方法， 包括如下步骤：
[0007] 实时采集各风箱的温度；
[0008] 然后，在每个时刻：
[0009] SI:根据已采集得到的温度及对应的风箱位置，拟合得到风箱温度与风箱位置的 函数关系曲线；
[0010] S2:依据该函数曲线得到该时刻推算的烧结终点BTP和温度上升点BRP;
[0011] S3:判断所述温度上升点BRP的变化是否超出稳定区间，若未超出，则进入步骤S4; [0012] S4:根据步骤S2得到的烧结终点BTP计算确定当下的垂直烧结速度；
[0013] 以倒数第二个或倒数第三个风箱为烧结终点计算确定理想的垂直烧结速度；
[0014] S5:比对当下的垂直烧结速度与理想的垂直烧结速度，判断是否需调整，若需调 整，计算确定相应的垂直烧结速度的调整值；
[0015] S6:依据步骤S5确定的垂直烧结速度的调整值，确定主抽风机转速的调整值，进而 对主抽风机转速进行调整。
[0016] 可选的，针对每个风箱，布置六个温度传感器检测其温度，且六个温度检测器位于 同一截面，检测时，采用六个温度传感器检测温度的平均值作为该风箱的温度。
[0017] 可选的，在所述步骤Sl中，风箱温度与风箱位置的函数关系曲线为四次函数曲线：
[0018] Y = aX4+bX3+cX2+dX+e
[0019] 式中：Y-废气温度，单位：°C
[0020] X-为风箱位置，单位:m
[0021] a、b、c、d和e 为系数。
[0022]可选的，在所述步骤S2中，采用曲线上180度的点作为温度上升点BRP，采用曲线的 极大值点作为烧结终点BTP。
[0023] 可选的，在所述步骤S3中，通过以下公式计算确定理想的和当下的垂直烧结速度：
[0024]
[0025] 式中：Vf为垂直烧结速度；
[0026] H为料层厚度；
[0027] t为从温度上升点到烧结终点的时间。
[0028] 可选的，在所述步骤S5中，通过以下公式计算得到主抽风机转速的调整值：
[0029] Δη=Κ · AVf
[0030] 其中：Λη为转速的变化量，单位:r/min; AVf为垂直烧结速度的变化量;K为系数。 [0031]可选的，系数K通过以下过程确定：
[0032] 针对每个时刻：
[0033] 先确定垂直烧结速度与烧结机速的关系、烧结机速与主抽风机风量的关系、主抽 风机转速与主抽风机风量的关系；
[0034] 依据以上确定的关系，计算得到K值。
[0035] 可选的，垂直烧结速度与烧结机速之间的关系通过以下公式被确定：
[0036]
[0037] 式中：Vo为烧结机速度；
[0038] S为温度上升点到倒数第二个或倒数第三个风箱的距离；
[0039] H为料层厚度；
[0040] Vf为垂直烧结速度。
[0041] 可选的，烧结机速与主抽风机风量的关系，以及主抽风机转速与主抽风机风量的 关系通过实时的烧结机速、主抽风机风量和主抽风机转速的数据，拟合函数曲线得到，且烧 结机速与主抽风机风量之间，以及主抽风机转速与主抽风机之间均为一次线性关系。
[0042] 可选的，在所述步骤S6中，确定主抽风机转速的调整值后，还包括：
[0043] 判断该调整值是否处于允许范围之内，仅当处于时，才对主轴风机的转速进行相 应调节。
[0044] 本发明将风机温度的采集与主抽风机转速之间通过垂直烧结速度建立起联系，形 成了完整的闭环自动控制，克服以前的人工经验和开环控制方法产生的操作偏差，得出主 抽风机转速、烧结风量、烧结机速和垂直烧结速度之间的相关关系，建立以垂直烧结速度为 判据的主抽风机节能控制模型，实现通过智能调节主抽风机转速实现烧结过程稳定的目 的。
【附图说明】
[0045] 图1和图2是本发明一实施例中烧结废气温度曲线图；
[0046] 图3是本发明一实施例中烧结机速度和主抽风量的拟合线图；
[0047] 图4是本发一实施例中风机转速和主抽风量的拟合线图
[0048] 图5是本发明一实施例中烧结机主抽风机变频节能控制方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0049] 以下将结合图1至图5对本发明提供的烧结机主抽风机变频节能控制方法进行详 细的描述，其为本发明可选的实施例，可以认为，本领域技术人员在不改变本发明精神和内 容的范围内，能够对其进行修改和润色。
[0050] 请参考图5,本发明提供了一种烧结机主抽风机变频节能控制方法，包括如下步 骤：
[0051] 实时采集各风箱的温度；
[0052] 然后，在每个时刻：
[0053] SI:根据已采集得到的温度及对应的风箱位置，拟合得到风箱温度与风箱位置的 函数关系曲线；
[0054]在本发明可选的实施例中，针对每个风箱，布置六个温度传感器检测其温度，且六 个温度检测器位于同一截面，检测时，采用六个温度传感器检测温度的平均值作为该风箱 的温度。换言之，在大烟道及所有风箱内采用多支型热电偶，每个截面测量6个点温度，全面 反映烧结废气温度的变化情况。风箱内6个热电偶温度的平均值作为此风箱的废气温度。
[0055] 将风箱废气温度和风箱位置回归成四次函数，得到烧结废气的温度曲线，四次曲 线回归时取后半数风箱之后大于l〇〇°C的点进行回归，以得到能准确反映废气温度的曲线。 在所述步骤Sl中，风箱温度与风箱位置的函数关系曲线为四次函数曲线：
[0056] Y = aX4+bX3+cX2+dX+e
[0057] 式中：Y-废气温度，单位：°C
[0058] X-为风箱位置，单位:m
[0059] a、b、c、d和e 为系数。
[0060]依次输入4点坐标数据到式（1)中，解联立方程组，可求得多项式的系数a、b、c、d、 e，完成废气温度曲线的拟合求解。
[0061]由于解联立方程组比较繁琐，通常的操作步骤为:利用Excel图表应用软件，绘制 出废气温度曲线，利用Excel中"趋势线格式"的功能，可方便求得废气温度曲线的多项式方 程。
[0062] S2:依据该函数曲线得到该时刻推算的烧结终点BTP和温度上升点BRP;
[0063]在本发明可选的实施例中，在所述步骤S2中，采用曲线上180度的点作为温度上升 点BRP，采用曲线的极大值点作为烧结终点BTP。如图1和图2所示根，据烧结机各风箱温度的 测量值，可依次求出曲线上180 °C的BRP点（废气温度快速上升点）位置S值和曲线上的极大 值点BTP (烧结终点)位置S值。
[0064] S3:判断所述温度上升点BRP的变化是否超出稳定区间，若未超出，则进入步骤S4;
[0065]在实际控制过程中，由于烧结温度的变化有一个滞后的过程，也就是说在烧结风 量变化时，其烧结风温变化是滞后的，这样就导致BTP位置的变化总是滞后于烧结风量的变 化的，为了避免BTP位置频繁的波动，所以引入了BRP，这样可以根据BRP位置的变化来判断 BTP的稳定性，作为后续过程的前置预判和参考。
[0066]根据步骤S2得到的烧结终点BTP计算确定当下的垂直烧结速度；
[0067]以倒数第二个或倒数第三个风箱为烧结终点计算确定理想的垂直烧结速度；当 然，本发明优选倒数第二个风箱；
[0068] 在本发明可选的实施例中，在所述步骤S3中，通过以下公式计算确定理想的和当 下的垂直烧结谏麼，
[0069]
(1)
[0070] 式中：Vf为垂直烧结速度，单位
[0071] H为料层厚度，单位:mm;
[0072] t为从点火到烧结终点BTP的时间，单位:min。
[0073] S4:比对当下的垂直烧结速度与理想的垂直烧结速度，判断是否需调整，若需调 整，计算确定相应的垂直烧结速度的调整值；
[0074] S5:依据步骤S4确定的垂直烧结速度的调整值，确定主抽风机转速的调整值，进而 对主抽风机转速进行调整。
[0075] 本发明可选的实施例中，在所述步骤S5中，通过以下公式计算得到主抽风机转速 的调整值：
[0076] Δη=Κ · AVf (7)
[0077] 其中：Λη为转速的变化量，单位:r/min; AVf为垂直烧结速度的变化量;K为系数。
[0078] 进一步来说，系数K通过以下过程确定：