本发明涉及炼钢区域无组织颗粒物控制，尤其涉及一种炼钢二次烟尘捕集系统及方法。
背景技术：
1、转炉炼钢配备了转炉、钢包炉、真空炉、钢水罐倾翻台和氩站等设备，这些设备生产过程中产生大量烟尘排放。
2、为解决以上问题，大多炼钢厂将炼钢区域的二次粉尘排放点进行了分类，利用多台除尘器分别服务不同区域的炼钢设备，多台除尘器并联运行，实现炼钢区域的二次烟尘高效捕集。但由于炼钢区域除尘点较分散，尘源点数量多，造成转炉二次烟尘捕集系统配备除尘器数量多，收尘风量大，电力消耗高。
3、为了解决炼钢系统二次除尘收尘风量大，电力消耗高的问题，部分钢铁企业在厂房气楼增加三次除尘系统，利用二次和三次除尘系统协同，实现除尘系统的节能与经济运行。部分钢铁企业通过对收尘装置和控制系统进行改造优化，包括提高转炉周边密封性能、改变出钢烟气捕集方式、增加出渣烟气捕集罩等，实现二次烟尘捕集效率提高。这些技术仍然存在一定的缺陷，主要表现在：(1)除尘系统数量多，多台除尘系统同步并联运行服务炼钢区域，各除尘系统存在争抢风的问题，造成部分除尘系统难以覆盖其收尘区域所需的风量，造成各除尘系统收尘负荷不均衡；(2)收尘装置集尘罩有效高度或宽度受炼钢设备工作半径的影响，难以满足收尘要求，造成罩口风速过低，粉尘难以被捕捉进入除尘系统；(3)单台除尘系统对应多个设备，多个设备间存在间歇作业，停用的设备需要关闭风门，反复的人工干预调节过于复杂，容易出错，引起收尘风量浪费。
技术实现思路
1、为解决以上问题，本发明提供一种炼钢二次烟尘捕集系统及方法，不会产生收尘风量干扰，罩口风速满足要求，且能有效避免收尘风量浪费。
2、本发明采用的技术方案是：一种炼钢二次烟尘捕集系统，其特征在于：包括热气流方向计算模块、烟尘自适应收集模块和收尘口翻版自动启闭模块，热气流方向计算模块包括热成像设备和热气流方向计算单元，热成像设备设置在炼钢设备的烟尘排放点处，负责对烟尘排放点的炼钢设备进行热成像，并将热成像数据传送至热气流方向计算单元；热气流方向计算单元根据热成像数据进行上升热气流扩散建立热扩散模型，利用热扩散模型计算得到热气流扩散主方向，结合炼钢设备的三维模型得到最佳的可变风门收尘罩的高度和集尘面积；
3、烟尘自适应收集模块包括可变风门收尘罩、垂直移动烟道导管和控制单元，控制单元负责接收热气流方向计算单元得出的热气流扩散主方向、可变风门收尘罩的高度和可变风门收尘罩的集尘面积数据，控制单元控制垂直移动烟道导管将可变风门收尘罩移动至计算高度，并控制可变风门收尘罩的开口度，达到收尘方向和收尘面积可控目标；
4、收尘口翻版自动启闭模块在单台除尘器对多套设备收尘时使用，通过接受热气流方向计算模块得到的设备热气流参数，执行当前设备风门的开与关，减少人工干预和实现除尘系统节能。
5、作为优选，所述垂直移动烟道导管与可变风门收尘罩为一体化设备，垂直移动烟道导管的升降采用垂直设置的往复型液压缸驱动，垂直移动烟道导管与烟道主管以折叠管连接。
6、作为优选，垂直移动烟道导管移动范围不超过0.5m，移动高度信号由控制单元根据热扩散模型计算的结果而定。
7、作为优选，所述可变风门收尘罩为两段或四段式圆环型，圆环中心为尘源点设备中心，圆环半径为尘源点设备半径增加0.5～0.8m，圆环的厚度为12～16cm。
8、作为优选，所述可变风门收尘罩的圆环内侧设有集风口，外侧连接垂直移动烟道导管。
9、作为优选，集风口处设置插板闸，插板闸连接插板闸气缸，利用插板闸气缸控制集风口的集尘面积、非热气流方向集风口关闭以及热气流方向集风口打开。
10、作为优选，集风口为矩形集风口。
11、作为优选，围绕炼钢设备共设置两套热成像设备，两套热成像设备设置在不同高度，布置位置相互垂直。
12、作为优选，热气流方向计算单元根据热成像设备得到热焰图形，根据热焰图形的热焰倾斜角计算高温烟气扩散方向。
13、一种炼钢二次烟尘捕集系统的使用方法，其特征在于：
14、s1、热成像设备对烟尘排放点的炼钢设备进行热成像，并将热成像数据传送至热气流方向计算单元；
15、s2、热气流方向计算单元根据热成像数据进行上升热气流扩散建立热扩散模型，利用热扩散模型计算得到热气流扩散主方向，结合炼钢设备的三维模型得到最佳的可变风门收尘罩高度和集尘面积；
16、s3、控制单元接收热气流方向计算单元得出的热气流扩散主方向、可变风门收尘罩高度和集尘面积数据，控制垂直移动烟道导管将可变风门收尘罩移动至计算高度，并控制可变风门收尘罩的集风口开度，达到收尘方向和收尘面积可控目标。
17、本发明取得的有益效果是：本发明基于炼钢二次烟气的高温特点，利用热成像设备测量排放点热气流方向，利用高温烟气固定通道连续流原理，实现热烟气稳定进入集尘管道，依靠烟道内热效应，加大高温粉尘烟气进入除尘系统，减少多套除尘系统强制收尘造成的风量干扰，集尘罩布置难等问题；另外，利用热成像设备的温度信号，对间歇设备的收尘口的风门实现自动连锁，解决收尘风量浪费的问题。本发明具有以下优点：
18、1、通过设置热气流方向计算模块，实现炼钢设备热气流主方向的定位，并完成集尘罩高度和集尘面积计算，有利于对炼钢二次烟囱无组织风向进行智慧定位，可减少无组织收尘过程中大量的无效收尘风量；
19、2、通过设置烟尘自适应收集模块，实现收尘罩布置方位灵活，达到足够的收尘面积同时，且不影响设备调运，有利于在炼钢狭小的收尘区域实现收尘罩的安装与定位，有利于实施；
20、3、通过设置收尘口翻版自动启闭模块，实现单台除尘器对多台设备收尘时，根据设备的工作状况实现收尘风量的无人化自动投运，有利于降低除尘系统的运行能耗。
1.一种炼钢二次烟尘捕集系统，其特征在于：包括热气流方向计算模块、烟尘自适应收集模块和收尘口翻版自动启闭模块，热气流方向计算模块包括热成像设备和热气流方向计算单元，热成像设备设置在炼钢设备的烟尘排放点处，负责对烟尘排放点的炼钢设备进行热成像，并将热成像数据传送至热气流方向计算单元；热气流方向计算单元根据热成像数据进行上升热气流扩散建立热扩散模型，利用热扩散模型计算得到热气流扩散主方向，结合炼钢设备的三维模型得到最佳的可变风门收尘罩的高度和集尘面积；
2.根据权利要求1所述的炼钢二次烟尘捕集系统，其特征在于：所述垂直移动烟道导管与可变风门收尘罩为一体化设备，垂直移动烟道导管的升降采用垂直设置的往复型液压缸驱动，垂直移动烟道导管与烟道主管以折叠管连接。
3.根据权利要求2所述的炼钢二次烟尘捕集系统，其特征在于：垂直移动烟道导管移动范围不超过0.5m，移动高度信号由控制单元根据热扩散模型计算的结果而定。
4.根据权利要求1所述的炼钢二次烟尘捕集系统，其特征在于：所述可变风门收尘罩为两段或四段式圆环型，圆环中心为尘源点设备中心，圆环半径为尘源点设备半径增加0.5～0.8m，圆环的厚度为12～16cm。
5.根据权利要求4所述的炼钢二次烟尘捕集系统，其特征在于：所述可变风门收尘罩的圆环内侧设有集风口，外侧连接垂直移动烟道导管。
6.根据权利要求5所述的炼钢二次烟尘捕集系统，其特征在于：集风口处设置插板闸，插板闸连接插板闸气缸，利用插板闸气缸控制集风口的集尘面积、非热气流方向集风口关闭以及热气流方向集风口打开。
7.根据权利要求5所述的炼钢二次烟尘捕集系统，其特征在于：集风口为矩形集风口。
8.根据权利要求1所述的炼钢二次烟尘捕集系统，其特征在于：围绕炼钢设备共设置两套热成像设备，两套热成像设备设置在不同高度，布置位置相互垂直。
9.根据权利要求1所述的炼钢二次烟尘捕集系统，其特征在于：热气流方向计算单元根据热成像设备得到热焰图形，根据热焰图形的热焰倾斜角计算高温烟气扩散方向。
10.一种炼钢二次烟尘捕集系统的使用方法，其特征在于：采用如权利要求1～9任一项所述的炼钢二次烟尘捕集系统对炼钢设备排放的烟尘进行捕捉收集，具体包括以下步骤：