一种除尘风机的控制方法、装置及系统的制作方法

文档序号:5438573阅读:230来源:国知局
专利名称:一种除尘风机的控制方法、装置及系统的制作方法
技术领域
本发明涉及冶金领域中烧结系统的节能技术,尤其是涉及一种除尘风机的控制方 法、装置及系统。
背景技术
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 保成为钢铁生产的重要指标。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。具体的烧结过程是,先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,经混合和造球后形成混合物料,再将所述混合物料布放在烧结系统台车上高温焙 烧,使所述混合物料发生一系列物理化学变化,最后形成容易冶炼的颗粒状物料,即烧结 矿。
完整的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,其中, 各种含铁原料、燃料和溶剂等在配料室进行配比,然后进入混合机进行混匀和造球形成混 合物料,再通过圆辊给料机和九辊布料机将混合物料均匀散布在烧结台车上,然后由点火 风机和引火风机为物料点火开始混合物料的焙烧过程。烧结过程完成后得到的烧结矿经单 辊破碎机破碎后进入环冷机冷却,最后经筛分整粒后送至高炉或成品矿仓。
在烧结系统中,各种原料破碎、配料、混合、烧结、冷却、筛分整粒等过程均会产生 烟尘及粉尘,需要利用除尘系统对其进行捕集、过滤,避免污染环境,有用的粉尘还要进行 回收,以达到对废气的综合利用。除尘系统参见图1所示,主要包括除尘风机1、阀门2、空 气管路3、电除尘器4、灰斗5、粉尘主管路6、粉尘分支管路7、排风罩8、烟囱9。其中粉尘 分支管路7为多条,分别延伸至各个除尘点或称扬尘点,每个扬尘点上有排风罩8。除尘系 统工作时,除尘风机I的风扇旋转,使空气管路3吸风,由于图1中除尘风机广排风罩8为 密闭的系统,所以会在排风罩8内形成负压,使排风罩8内的粉尘混合气体经粉尘分支管路 7汇入粉尘主管路6,再进入电除尘器4内,经电除尘器4过滤后,粉尘落入灰斗5内并经输 灰系统运走,而经电除尘器4过滤后的空气再经空气管路3、阀门2、除尘风机1、烟囱9最后 排入大气中。
除尘风机在设计时,一般是根据烧结系统可能产生的最大粉尘量进行设计,甚至 在此基础上再增加一定的余量。但在实际生产过程中,烧结系统的产量会由于各种原因而 进行调整,烧结系统台车上的物料流量(以下简称物料量)会发生变化,很多时候烧结系统 并未在最大生产能力的工况下运行,产生的粉尘量并未达到最大值,故除尘实际所需的风 量也低于设计时的风量。此时如果不对除尘风机进行控制,仍然按设计时的工况运行,显然 会产生大量多余的风量,造成产生这些多余风量所用电能的浪费。
在现有技术中的一种节能方案是当发现实际需求风量偏小时,通过减小除尘风 机管路上的阀门2的开度来减少风量的供给,进而减小除尘风机的轴功率,实现节能。但是 发明人在实现本发明的过程中发现,因为该方案在改变阀门开度的同时也改变了管路性能 曲线和风机的性能曲线,增加了管路系统的损耗,导致节能效果并不明显。发明内容
本发明实施例的目的是提供一种除尘风机的控制方法、装置及系统,以达到对除 尘系统进行有效地节能控制的目的。
一方面,本发明实施例公开一种除尘风机的控制方法,所述方法包括
获取当前物料量;
判断所述当前物料量是否大于或小于预设物料量;
若大于,则从除尘风机预设电机频率开始逐渐增加频率,并同时获取扬尘点的粉 尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等 于允许误差;
若小于,则从除尘风机预设电机频率开始逐渐减小频率,并同时获取扬尘点的粉 尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等 于允许误差。
优选的,
所述从除尘风机预设电机频率开始逐渐增加频率,具体包括
从除尘风机预设电机频率开始,在每个预设间隔时间内,为所述除尘风机的电机 增加预设频率值;
所述从除尘风机预设电机频率开始逐渐减少频率,具体包括
从除尘风机预设电机频率开始,在每个预设间隔时间内,为所述除尘风机的电机 减少预设频率值。
优选的,所述预设间隔时间的时间长度具体为物料从第一个所述扬尘点传送至 最后一个所述扬尘点所用的时间。
优选的,所有步骤之后还包括
继续获取所述扬尘点的粉尘颗粒密度,并判断此时获取到的扬尘点粉尘颗粒密度 与所述预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值是否大于所述允许误差;
若大于所述允许误差,则判断所述此时获取到的扬尘点粉尘颗粒密度是否大于所 述预设粉尘颗粒密度;
若是,则从除尘风机当前电机频率开始逐渐增加频率,直至所述扬尘点的粉尘颗 粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差;若否,则从除尘风机当前 电机频率开始逐渐减少频率,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值 的绝对值小于等于允许误差。
另一方面,本发明实施例还公开了一种除尘风机的控制装置,所述装置包括
物料量获取单元,用于获取当前物料量;
物料量判断单元,用于判断所述当前物料量是否大于或小于预设物料量,若大于, 则触发频率增加单元,若小于,则触发频率减少单元;
频率增加单元,用于从除尘风机预设电机频率开始逐渐增加频率,并同时获取扬 尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对 值小于等于允许误差;
频率减少单元,用于从除尘风机预设电机频率开始逐渐减小频率,并同时获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对 值小于等于允许误差。
优选的,
所述频率增加单元具体用于
从除尘风机预设电机频率开始,在每个预设间隔时间内,为所述除尘风机的电机 增加预设频率值,并同时获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与 预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差;
所述频率减少单元具体用于
从除尘风机预设电机频率开始,在每个预设间隔时间内,为所述除尘风机的电机 减少预设频率值,并同时获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与 预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差。
优选的,所述预设间隔时间的时间长度具体为物料从第一个所述扬尘点传送至 最后一个所述扬尘点所用的时间。
优选的,还包括
粉尘颗粒密度监控单元,用于获取所述扬尘点的粉尘颗粒密度,并判断此时获取 到的扬尘点粉尘颗粒密度与所述预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值是否大于所述允许误 差,若大于所述允许误差,则触发误差处理单元;
误差处理单元,用于判断所述此时获取到的扬尘点粉尘颗粒密度是否大于所述预 设粉尘颗粒密度,若是,则触发所述频率增加单元,若否,则触发所述频率减少单元。
再一方面,本发明实施例还公开了一种除尘风机的控制系统,所述系统包括
密度仪用于采集扬尘点的粉尘颗粒密度;
变频控制器用于根据计算机的指令调整除尘风机的电机频率;
计算机用于获取当前物料量;判断所述当前物料量是否大于或小于预设物料 量;若大于,则驱动所述变频控制器,从除尘风机预设电机频率开始逐渐增加频率,并同时 驱动所述密度仪获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘 颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差;若小于,则驱动所述变频控制器,从除尘风机 预设电机频率开始逐渐减小频率,并同时驱动所述密度仪获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直 至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差。
优选的,
所述计算机用于从除尘风机预设电机频率开始逐渐增加频率时,具体用于
从除尘风机预设电机频率开始,在每个预设间隔时间内,为所述除尘风机的电机 增加预设频率值;
所述计算机用于从除尘风机预设电机频率开始逐渐减少频率时,具体用于
从除尘风机预设电机频率开始,在每个预设间隔时间内,为所述除尘风机的电机 减少预设频率值。
优选的,所述预设间隔时间的时间长度具体为物料从第一个所述扬尘点传送至 最后一个所述扬尘点所用的时间。
优选的,所述计算机还用于
继续获取所述扬尘点的粉尘颗粒密度,并判断此时获取到的扬尘点粉尘颗粒密度与所述预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值是否大于所述允许误差;
若大于所述允许误差,则判断所述此时获取到的扬尘点粉尘颗粒密度是否大于所 述预设粉尘颗粒密度;若是,则驱动所述变频控制器,从除尘风机当前电机频率开始逐渐增 加频率,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允 许误差;若否,则驱动所述变频控制器,从除尘风机当前电机频率开始逐渐减少频率,直至 所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差。。
本发明实施例以当前的物料量为基础来判断所需的基本风量,通过一边调整除尘 风机的电机频率、一边检测扬尘点的粉尘颗粒密度的方式来判断电机频率的调节终点,从 而可以将除尘风机的电机频率调整到既满足除尘要求又不浪费风量的最佳数值,从而有效 的节约了除尘风机所消耗的电能。此外,根据物料量对电机频率进行调整后,本发明实施例 还可以继续监控扬尘点的粉尘颗粒密度,以便在必要时对电机频率进行微调,从而达到了 更好的节能效果。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以 根据这些附图获得其他的附图。
图1是除尘系统的示意图2是减小阀门开度时管路性能曲线和风机性能曲线示意图3是阀门全开时管路性能曲线和风机性能曲线示意图4是本发明实施例一方法的流程图5是本发明实施例二方法中主要调整步骤的流程图6是本发明实施例二方法中辅助调整步骤的流程图7是本发明实施例三装置的示意图8是本发明实施例四系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
为了便于理解,先对本发明涉及到的几个名称进行一下解释
相似率如果两个同一类的物理现象,在对应的时空点,各标量物理量的大小成比 例,各物理量除大小成比例外,且方向相同,则称两个现象是相似的。流体流动相似条件流 动几何相似、运动相似、动力相似、以及流动的边界条件和起始条件相似。几何相似指流动 空间几何相似,即形成此空间任意相应两线段夹角相同,任意相应线段长度保持一定的比 例。运动相似两流动运动相似,相应点的流速大小成比例,方向相同。流动的动力相似要 求同名力作用,相应的同名力成比例。
工作点某一特定的工况条件下,风机所对应的稳定工作状态。
压头某指单位体积气体通过风机所获得的能量增量,单位为Pa,同压强的单位。 风机的压头又称风机的全压。
发明人在实现本发明的过程中发现,若采用现有技术中调节阀门的方式,则无法起到很好的节能效果,可参见图2所示,Ma、Mb分别代表阀门开度为a和b时的管路性能曲线,Ka、Kb分别代表阀门开度为a和b时的风机性能曲线,纵坐标P代表风机的压头,横坐标Q代表风机的风量。由风机的轴功率N=Q · P可知,阀门处于开度a或开度b时,风机的能耗可分别由矩形OQaAD和矩形OQbBE的面积来表示,显然,两矩形面积相差不明显,即由开度a变至开度b时的节能效果是很有限的。这是因为减少阀门开度时增加了管路阻抗, 从而增加了压头损失,增加了管路系统的损耗。
发明人在实现本发明的过程中发现,除了阀门的开度外,风机的转速是影响风量的另一大因素。可使除尘风机I的驱动电机采用变频电机,当除尘系统需求风量发生变化时,将阀门2全开,通过改变风机转速η来改变其风量Q。参见图3所示,其中Ma为管路性能曲线,Ka, Kb为风机性能曲线,阀门2全开时,通过降低风机转速使风量从Qa减小到Qb, 即工作点由A变至C点。由相似率可知,当改变风机转速η时,其效率Π基本不变,但风量 Q、压头P,及轴功率N都按下式改变a
权利要求
1.一种除尘风机的控制方法,其特征在于,所述方法包括获取当前物料量;判断所述当前物料量是否大于或小于预设物料量;若大于,则从除尘风机预设电机频率开始逐渐增加频率,并同时获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差;若小于,则从除尘风机预设电机频率开始逐渐减小频率,并同时获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述从除尘风机预设电机频率开始逐渐增加频率,具体包括从除尘风机预设电机频率开始,在每个预设间隔时间内,为所述除尘风机的电机增加预设频率值;所述从除尘风机预设电机频率开始逐渐减少频率,具体包括从除尘风机预设电机频率开始,在每个预设间隔时间内,为所述除尘风机的电机减少预设频率值。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述预设间隔时间的时间长度具体为物料从第一个所述扬尘点传送至最后一个所述扬尘点所用的时间。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所有步骤之后还包括继续获取所述扬尘点的粉尘颗粒密度,并判断此时获取到的扬尘点粉尘颗粒密度与所述预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值是否大于所述允许误差;若大于所述允许误差,则判断所述此时获取到的扬尘点粉尘颗粒密度是否大于所述预设粉尘颗粒密度;若是,则从除尘风机当前电机频率开始逐渐增加频率,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差;若否,则从除尘风机当前电机频率开始逐渐减少频率,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差。
5.一种除尘风机的控制装置,其特征在于,所述装置包括物料量获取单元,用于获取当前物料量;物料量判断单元,用于判断所述当前物料量是否大于或小于预设物料量,若大于,则触发频率增加单元,若小于,则触发频率减少单元;频率增加单元,用于从除尘风机预设电机频率开始逐渐增加频率,并同时获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差;频率减少单元,用于从除尘风机预设电机频率开始逐渐减小频率,并同时获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述频率增加单元具体用于从除尘风机预设电机频率开始,在每个预设间隔时间内,为所述除尘风机的电机增加预设频率值,并同时获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差;所述频率减少单元具体用于从除尘风机预设电机频率开始,在每个预设间隔时间内,为所述除尘风机的电机减少预设频率值,并同时获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述预设间隔时间的时间长度具体为物料从第一个所述扬尘点传送至最后一个所述扬尘点所用的时间。
8.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,还包括粉尘颗粒密度监控单元,用于获取所述扬尘点的粉尘颗粒密度,并判断此时获取到的扬尘点粉尘颗粒密度与所述预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值是否大于所述允许误差,若大于所述允许误差,则触发误差处理单元;误差处理单元,用于判断所述此时获取到的扬尘点粉尘颗粒密度是否大于所述预设粉尘颗粒密度,若是,则触发所述频率增加单元,若否,则触发所述频率减少单元。
9.一种除尘风机的控制系统,其特征在于,所述系统包括密度仪用于采集扬尘点的粉尘颗粒密度;变频控制器用于根据计算机的指令调整除尘风机的电机频率;计算机用于获取当前物料量;判断所述当前物料量是否大于或小于预设物料量;若大于,则驱动所述变频控制器,从除尘风机预设电机频率开始逐渐增加频率,并同时驱动所述密度仪获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差;若小于,则驱动所述变频控制器,从除尘风机预设电机频率开始逐渐减小频率,并同时驱动所述密度仪获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述计算机用于从除尘风机预设电机频率开始逐渐增加频率时,具体用于从除尘风机预设电机频率开始,在每个预设间隔时间内,为所述除尘风机的电机增加预设频率值;所述计算机用于从除尘风机预设电机频率开始逐渐减少频率时,具体用于从除尘风机预设电机频率开始,在每个预设间隔时间内,为所述除尘风机的电机减少预设频率值。
11.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,所述预设间隔时间的时间长度具体为 物料从第一个所述扬尘点传送至最后一个所述扬尘点所用的时间。
12.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述计算机还用于继续获取所述扬尘点的粉尘颗粒密度,并判断此时获取到的扬尘点粉尘颗粒密度与所述预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值是否大于所述允许误差;若大于所述允许误差,则判断所述此时获取到的扬尘点粉尘颗粒密度是否大于所述预设粉尘颗粒密度;若是,则驱动所述变频控制器,从除尘风机当前电机频率开始逐渐增加频率,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差;若否,则驱动所述变频控制器,从除尘风机当前电机频率开始逐渐减少频率,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝 ·对值小于等于允许误差。
全文摘要
本发明涉及节能技术,公开了一种除尘风机的控制方法、装置及系统。所述方法包括获取当前物料量;判断所述当前物料量是否大于\小于预设物料量,并从除尘风机预设电机频率开始逐渐增加\减少频率,并同时获取扬尘点的粉尘颗粒密度,直至所述扬尘点的粉尘颗粒密度与预设粉尘颗粒密度的差值的绝对值小于等于允许误差。本发明以当前的物料量为基础来判断所需的基本风量,通过一边调整除尘风机的电机频率、一边检测扬尘点的粉尘颗粒密度的方式来判断电机频率的调节终点,从而可以将除尘风机的电机频率调整到既满足除尘要求又不浪费风量的最佳数值,从而有效的节约了除尘风机所消耗的电能。
文档编号F04D27/00GK103032361SQ201210579640
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者卢杨权, 袁立新, 孙超, 申伟杰, 高鹏双, 刘慧芬 申请人:中冶长天国际工程有限责任公司
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