本发明涉及除尘风机控制领域，尤其涉及一种除尘风机多档位控制系统和对除尘系统进行改造的方法。
背景技术：
烧结是钢铁生产中的首道工序，也是钢铁企业中污染最严重的工序之一。所谓烧结，即是先将各种含铁原料与溶剂和燃料按照一定的比例进行配合、混匀，然后经高温加热、烧结成块，再经过破碎、冷却、整粒等环节，最终制成成品烧结矿的过程。而烧结工艺本身的特点决定了烧结过程中的诸多环节都容易产生大量的粉尘，形成尘源。另外，烧结机在烧结过程中会排出大量的烟气，其中会含有氮气，二氧化硫、二恶英、粉尘等物质。以300m2的烧结机为例，该烧结机在运行过程中产生的排放物中含有的粉尘浓度高达150mg/nm3，如直接排放到大气中，将造成极大的环境污染。因此，在钢铁企业中的各个生产工序中，均针对不同的尘源配备了相应的除尘系统，以满足日益严格的粉尘排放标准。
在实际生产过程中，烧结厂的各个工艺环节根据原料和产量的不同，又可分为多个工艺过程，而每个工艺过程所产生的粉尘量也不同。也就是说，在不同的工艺过程中，除尘系统的收尘管道内的气体负压值也不同，即各个除尘点的除尘需求处于动态变化状态，易导致除尘系统除尘效果不稳定。另外，为避免除尘系统中的除尘风机在除尘过程中压力不足，除尘系统中的除尘风机在设计之初都留有余量，这样，就导致除尘系统普遍存在大马拉小车的现象。而目前，国内大多数烧结厂的各个工艺环节中使用的除尘系统的除尘风机始终处于工频运行状态，并通过改变风机前风门的开度来满足不同工艺环节的除尘需求，但是，即使在满足收尘管道内负压最高的工艺过程时，除尘风机的输出功率仍远小于其额定功率，这就使得除尘风机的很大一部分能耗浪费在克服系统阀阻的做功中，既不符合国家节能减排的政策成本，也增大了企业的生产成本。
技术实现要素：
为解决现有的除尘系统除尘效果不稳定，浪费能源以及生产成本高的问题，发明人对烧结厂的各个工艺环节进行研究发现，烧结厂的各个工艺环节根据原料和产量的不同，可分为多个工艺过程，且这些工艺过程在一定的时间段内相对稳定，故可将与各个工艺过程相对应的灰尘处理装置前的收尘主管道内的气体负压分为多个工作档位，并根据不同工作档位对应的气体负压值来确定除尘风机的转速，进而完成对除尘风机的转速的调控。为此，本发明提出一种除尘风机多档位控制系统，该除尘风机多档位控制系统包括人机交互系统、节能调控器、变频器和气体负压传感器；
所述人机交互系统与所述节能调控器连接，用于在所述节能调控器中设定对应不同工作档位时的气体负压档位值d，并根据人工选择确定工作档位；
所述气体负压传感器与所述节能调控器连接并安装在与所述除尘风机连接的收尘主管道中，且位于所述除尘系统中的收尘口和灰尘处理装置之间，所述气体负压传感器实时采集所述收尘主管道内的实际气体负压值p并传输到所述节能调控器中；
所述变频器的信号输入端与所述节能调控器连接，所述变频器的输出端与所述除尘风机的连接；
所述节能调控器在接收到所述气体负压传感器采集到的实际气体负压值p后，对所述实际气体负压值p和人工选择的工作档位对应的气体负压档位值d进行比较，当所述实际气体负压值p不等于所述工作档位对应的气体负压档位值d时，所述节能调控器根据最不利原则向所述变频器发送调节控制信号，调节所述变频器输出的电压和频率，以使所述除尘风机的转速发生改变，直至所述实际气体负压值p始终等于所述工作档位对应的气体负压档位值d。
本发明除尘风机多档位控制系统先利用人机交互系统根据除尘系统工作的工作档位在节能调控器内预先设定对应除尘系统的不同工作档位的气体负压档位值d，再由节能调控器对气体负压传感器采集到的实际气体负压值p和除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d进行比较，当实际气体负压值p不等于工作档位对应的气体负压档位值d时，利用节能调控器根据最不利原则向变频器发送调节控制信号，调节变频器输出的电压和频率，进而使除尘风机的转速发生改变，直至实际气体负压值p始终等于工作档位对应的气体负压档位值d。这样，在实际生产过程中，生产人员可先将除尘风机前面的风门开度设定为固定值比如100%，然后利用位于收尘主管道中的气体负压传感器采集收尘主管道中的实际气体负压值p并反馈给节能调控器，由节能调控器对实际气体负压值p和除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d进行比较，当实际气体负压值p小于除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d时，说明收尘主管道内的实际气体负压值p无法满足除尘需求；当实际气体负压值p大于除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d时，说明收尘主管道内的实际气体负压值p超过除尘需求。因此，在实际气体负压值p不等于除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d时，利用节能调控器根据最不利原则向变频器发送调节控制信号，调节变频器输出的电压和频率，进而使除尘风机的转速发生改变，直至实际气体负压值p始终等于工作档位对应的气体负压档位值d，即是使实际气体负压刚好能够满足除尘需求，从而在保证除尘效果的前提下避免除尘风机转速过大而浪费能源，降低生产成本。另外，将除尘风机前面的风门开度设置为100%，可以避免除尘风机为克服系统阀阻做功而浪费能源，实现了最大限度的节能。
优选地，所述节能调控器中设置有与所述除尘系统的多个工作档位分别对应的气体负压档位值d。这样，当除尘系统处于不同的工作档位时，除尘风机多档位控制系统均可以根据除尘系统所处的工作档位以及气体负压传感器的反馈数据对除尘风机的转速进行调节，适用范围广。
优选地，所述节能调控器可选用plc控制器或单片机控制器。
优选地，所述人机交互系统可选用远程人机交互系统或/和现场人机交互系统。这样，可随时对节能调控器进行预设，大大方便了生产人员进行预设操作，提高了工作效率。
本发明还提出一种除尘系统改造方法，该改造方法包括如下步骤，
步骤s1、在所述除尘系统中位于收尘口和灰尘处理装置之间的收尘主管道中设置气体负压传感器，用于实时采集所述收尘主管道内的实际气体负压值p；
步骤s2、在所述除尘系统外部设置与所述气体负压传感器连接的节能调控器，且该节能调控器通过变频器与所述除尘系统中的除尘风机连接；
步骤s3、设置与所述节能调控器连接的人机交互系统，该人机交互系统在所述节能调控器中设定对应不同工作档位时的气体负压档位值d并根据人工选择确定工作档位；所述节能调控器接收到所述气体负压传感器采集到的实际气体负压值p后，所述节能调控器对所述实际气体负压值p和人工选择的工作档位对应的气体负压档位值d进行比较，当所述实际气体负压值p不等于所述工作档位对应的气体负压档位值d时，所述节能调控器根据最不利原则向所述变频器发送调节控制信号，调节所述变频器输出的电压和频率，以使所述除尘风机的转速发生改变，直至所述实际气体负压值p始终等于所述工作档位对应的气体负压档位值d。
这样，在除尘系统中设置气体负压传感器以采集除尘系统中收尘主管道内的实际气体负压值p，并将该实际气体负压值p反馈到节能调控器中，与通过人机交互系统预设的与除尘系统的不同工作档位相对应的气体负压值d进行比较，当实际气体负压值p不等于工作档位对应的气体负压档位值d时，节能调控器根据最不利原则向变频器发送调节控制信号，调节变频器输出的电压和频率，进而使除尘风机的转速发生改变，直至实际气体负压值p始终等于工作档位对应的气体负压档位值d。在实际生产过程中，生产人员可先将除尘风机前面的风门开度设定为固定值比如100%，然后通过位于收尘主管道中的气体负压传感器采集收尘主管道中的实际气体负压值p并反馈给节能调控器，并由节能调控器对实际气体负压值p和除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d进行比较，当实际气体负压值p小于除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d时，说明收尘主管道内的实际气体负压值p无法满足除尘需求；当实际气体负压值p大于除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d时，说明收尘主管道内的实际气体负压值p超过除尘需求。因此，在实际气体负压值p不等于除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d时，利用节能调控器根据最不利原则向变频器发送调节控制信号，调节变频器输出的电压和频率，进而使除尘风机的转速发生改变，直至实际气体负压值p始终等于工作档位对应的气体负压档位值d，即是使实际气体负压刚好能够满足除尘需求，从而在保证除尘效果的前提下避免除尘风机转速过大而浪费能源，降低生产成本。另外，将除尘风机前面的风门开度设置为100%，可以避免除尘风机为克服系统阀阻做功而浪费能源，实现了最大限度的节能。
优选地，在所述步骤s3中，在所述节能调控器中设置有与所述除尘系统的多个工作档位分别对应的气体负压档位值d。这样，当除尘系统处于不同的工作档位时，除尘风机多档位控制系统均可以根据除尘系统所处的工作档位以及气体负压传感器的反馈数据对除尘风机的转速进行调节，适用范围广。
优选地，在所述步骤s2中，所述节能调控器可选用plc控制器或单片机控制器。
优选地，在所述步骤s3中，所述人机交互系统可设置为远程人机交互系统或/和现场人机交互系统。这样，可随时对节能调控器进行预设，大大方便了生产人员进行预设操作，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明除尘风机多档位控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明除尘风机多档位控制系统以及除尘系统改造方法进行详细说明。
如图1所示，烧结厂中的除尘系统包括除尘风机1、风门2、灰尘处理装置3、收尘主管道4和位于收尘支管道5的自由端的收尘口6，收尘主管道4的一端与收尘支管道5连通，收尘主管道4的另一端与灰尘处理装置3连通，而灰尘处理装置3通过管道与除尘风机1连通，且风门2位于灰尘处理装置3和除尘风机1之间。在除尘风机1运转时，除尘风机1吸气，在收尘主管道4、收尘支管道5以及收尘口6处形成负压，完成收尘操作。另外，在实际生产过程中，根据烧结厂的成品工序根据产量会发生规律性变化，故可将烧结厂分为多个不同的工艺过程，且每个工艺过程所产生的粉尘量也不同，即除尘系统的收尘主管道4中所需的气体负压值也不同，除尘系统中各个收尘口（除尘点）所需的风速和风压也不同。比如分为g1、g2和g3三个不同的工艺过程，即可认为除尘系统在全年的生产过程中仅存在g1、g2和g3三个工艺过程，故可将收尘主管道4内的气体负压值分为三个工作档位，这三个工作档位对应的气体负压档位值依次为d1、d2和d3，其中，气体负压档位值d1与工艺过程g1对应的工作档位相对应，气体负压档位值d2与工艺过程g2对应的工作档位相对应，气体负压档位值d3与工艺过程g3对应的工作档位相对应。
如图1所示，本发明除尘风机多档位控制系统包括人机交互系统7、节能调控器8、变频器9和气体负压传感器10。其中，人机交互系统7与节能调控器8连接，用于设定节能调控器8对应不同工作档位时的气体负压档位值d，并根据人工选择确定除尘系统的工作档位。优选地，人机交互系统7可选用远程人机交互系统或/和现场人机交互系统。这样，可随时对节能调控器进行预设，大大方便了生产人员进行预设操作，提高了工作效率。
气体负压传感器10与节能调控器8连接并安装在与除尘风机1连接的收尘主管道4中，且位于收尘口6和灰尘处理装置4之间，气体负压传感器10用于实时采集收尘主管道4内的实际气体负压值p并传输到节能调控器8中。变频器9的信号输入端与节能调控器8连接，变频器9的输出端与除尘风机1的连接。
节能调控器8在接收到气体负压传感器10采集到的实际气体负压值p后，对实际气体负压值p和除尘系统的工作档位对应的气体负压档位值d进行比较，当实际气体负压值p不等于除尘系统的工作档位对应的气体负压档位值d时，节能调控器8根据最不利原则向变频器9发送调节控制信号，调节变频器9输出的电压和频率，以使除尘风机1的转速发生改变，直至实际气体负压值p始终等于除尘系统的工作档位对应的气体负压档位值d。
本发明除尘风机多档位控制系统先利用人机交互系统7根据除尘系统工作的工作档位在节能调控器8内预先设定对应除尘系统的不同工作档位的气体负压档位值d，再由节能调控器8对气体负压传感器10采集到的实际气体负压值p和除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d进行比较，当实际气体负压值p不等于除尘系统的工作档位对应的气体负压档位值d时，利用节能调控器8根据最不利原则向变频器9发送调节控制信号，调节变频器9输出的电压和频率，进而使除尘风机1的转速发生改变，直至实际气体负压值p始终等于除尘系统的工作档位对应的气体负压档位值d。这样，在实际生产过程中，生产人员可先将除尘风机1前面的风门开度设定为固定值比如100%，然后利用位于收尘主管道4中的气体负压传感器10采集收尘主管道10中的实际气体负压值p并反馈给节能调控器8，由节能调控器8对实际气体负压值p和除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d进行比较，当实际气体负压值p小于除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d时，说明收尘主管道内的实际气体负压值p无法满足除尘需求；当实际气体负压值p大于除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d时，说明收尘主管道内的实际气体负压值p超过除尘需求。因此，在实际气体负压值p不等于除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d时，利用节能调控器8根据最不利原则向变频器9发送调节控制信号，调节变频器9输出的电压和频率，进而使除尘风机1的转速发生改变，直至实际气体负压值p始终等于除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d，即是使实际气体负压刚好能够满足除尘需求，从而在保证除尘效果的前提下避免除尘风机1转速过大而浪费能源，降低生产成本。另外，将除尘风机1前面的风门开度设置为100%，可以避免除尘风机1为克服系统阀阻做功而浪费能源，实现了最大限度的节能。
优选地，节能调控器8中设置有与除尘系统的多个工作档位分别对应的气体负压档位值d。这样，当除尘系统处于不同的工作档位时，除尘风机多档位控制系统均可以根据除尘系统所处的工作档位以及气体负压传感器10的反馈数据对除尘风机1的转速进行调节，适用范围广。优选地，节能调控器8可选用plc控制器或单片机控制器。
本发明除尘风机多档位控制系统用于对烧结厂中所有除尘风机进行控制。
本发明还提出一种除尘系统改造方法，该改造方法包括如下步骤：
首先，在除尘系统中位于收尘口6和灰尘处理装置3之间的收尘主管道4中设置气体负压传感器10，用于实时采集收尘主管道4内的实际气体负压值p。
接着，在除尘系统外部设置与气体负压传感器10连接的节能调控器8，且该节能调控器8通过变频器9与除尘系统中的除尘风机1连接。优选地，在节能调控器8可选用plc控制器或单片机控制器。
然后，设置人机交互系统7，该人机交互系统7与节能调控器8连接并设定节能调控器8对应除尘系统处于不同工作档位时的气体负压档位值d。优选地，人机交互系统7可设置为远程人机交互系统或/和现场人机交互系统。这样，可随时对节能调控器进行预设，大大方便了生产人员进行预设操作，提高了工作效率。优选地，通过人机交互系统7在节能调控器8中设置有与除尘系统的多个工作档位分别对应的气体负压档位值d。这样，当除尘系统处于不同的工作档位时，可以根据除尘系统所处的工作档位以及气体负压传感器10的反馈数据对除尘风机1的转速进行调节，适用范围广。节能调控器8接收到气体负压传感器10采集到的实际气体负压值p后，对实际气体负压值p和除尘系统所处的工作档位对应的气体负压档位值d进行比较，当实际气体负压值p不等于除尘系统所处的工作档位对应的气体负压档位值d时，节能调控器8根据最不利原则向变频器9发送调节控制信号，调节变频器9输出的电压和频率，以使除尘风机1的转速发生改变，直至实际气体负压值p始终等于除尘系统所处的工作档位对应的气体负压档位值d。
这样的改造方法，在除尘系统中设置气体负压传感器10以采集除尘系统中收尘主管道4内的实际气体负压值p，并将该实际气体负压值p反馈到节能调控器8中，与通过人机交互系统7预设的与除尘系统的不同工作档位相对应的气体负压值d进行比较，当实际气体负压值p不等于除尘系统所处的工作档位对应的气体负压档位值d时，节能调控器8根据最不利原则向变频器9发送调节控制信号，调节变频器9输出的电压和频率，进而使除尘风机1的转速发生改变，直至实际气体负压值p始终等于除尘系统所处的工作档位对应的气体负压档位值d。这样，在实际生产过程中，生产人员可先将除尘风机1前面的风门开度设定为固定值比如100%，然后通过位于收尘主管道4中的气体负压传感器10采集收尘主管道4中的实际气体负压值p并反馈给节能调控器8，并由节能调控器8对实际气体负压值p和除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d进行比较，当实际气体负压值p小于除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d时，说明收尘主管道4内的实际气体负压值p无法满足除尘需求；当实际气体负压值p大于除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d时，说明收尘主管道4内的实际气体负压值p超过除尘需求。因此，在实际气体负压值p不等于除尘系统所处工作档位对应的气体负压档位值d时，利用节能调控器8根据最不利原则向变频器9发送调节控制信号，调节变频器9输出的电压和频率，进而使除尘风机1的转速发生改变，直至实际气体负压值p始终等于除尘系统所处的工作档位对应的气体负压档位值d，即是使实际气体负压刚好能够满足除尘需求，从而在保证除尘效果的前提下避免除尘风机1转速过大而浪费能源，降低生产成本。另外，将除尘风机1前面的风门开度设置为100%，可以避免除尘风机1为克服系统阀阻做功而浪费能源，实现了最大限度的节能。
本发明除尘系统改造方法可适用于对烧结厂内的所有具有多工作档位的除尘系统进行改造。