一種除塵風機的控制方法、裝置及系統的製作方法
2023-10-28 19:44:52 2
專利名稱：一種除塵風機的控制方法、裝置及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及冶金領域中燒結系統的節能技術，尤其是涉及一種除塵風機的控制方 法、裝置及系統。
背景技術：
隨著現代工業的迅速發展，鋼鐵生產規模越來越大，能源消耗也越來越多，節能環 保成為鋼鐵生產的重要指標。在鋼鐵生產中，含鐵原料礦石進入高爐冶煉之前需要經過燒 結系統處理。具體的燒結過程是，先將各種粉狀含鐵原料，配入適量的燃料和熔劑，加入適 量的水，經混合和造球後形成混合物料，再將所述混合物料布放在燒結系統臺車上高溫焙 燒，使所述混合物料發生一系列物理化學變化，最後形成容易冶煉的顆粒狀物料，即燒結 礦。
完整的燒結系統主要包括燒結臺車、混合機、主抽風機、環冷機等多個設備，其中， 各種含鐵原料、燃料和溶劑等在配料室進行配比，然後進入混合機進行混勻和造球形成混 合物料，再通過圓輥給料機和九輥布料機將混合物料均勻散布在燒結臺車上，然後由點火 風機和引火風機為物料點火開始混合物料的焙燒過程。燒結過程完成後得到的燒結礦經單 輥破碎機破碎後進入環冷機冷卻，最後經篩分整粒後送至高爐或成品礦倉。
在燒結系統中，各種原料破碎、配料、混合、燒結、冷卻、篩分整粒等過程均會產生 煙塵及粉塵，需要利用除塵系統對其進行捕集、過濾，避免汙染環境，有用的粉塵還要進行 回收，以達到對廢氣的綜合利用。除塵系統參見圖1所示，主要包括除塵風機1、閥門2、空 氣管路3、電除塵器4、灰鬥5、粉塵主管路6、粉塵分支管路7、排風罩8、煙囪9。其中粉塵 分支管路7為多條，分別延伸至各個除塵點或稱揚塵點，每個揚塵點上有排風罩8。除塵系 統工作時，除塵風機I的風扇旋轉，使空氣管路3吸風，由於圖1中除塵風機廣排風罩8為 密閉的系統，所以會在排風罩8內形成負壓，使排風罩8內的粉塵混合氣體經粉塵分支管路 7匯入粉塵主管路6，再進入電除塵器4內，經電除塵器4過濾後，粉塵落入灰鬥5內並經輸 灰系統運走，而經電除塵器4過濾後的空氣再經空氣管路3、閥門2、除塵風機1、煙囪9最後 排入大氣中。
除塵風機在設計時，一般是根據燒結系統可能產生的最大粉塵量進行設計，甚至 在此基礎上再增加一定的餘量。但在實際生產過程中，燒結系統的產量會由於各種原因而 進行調整，燒結系統臺車上的物料流量(以下簡稱物料量)會發生變化，很多時候燒結系統 並未在最大生產能力的工況下運行，產生的粉塵量並未達到最大值，故除塵實際所需的風 量也低於設計時的風量。此時如果不對除塵風機進行控制，仍然按設計時的工況運行，顯然 會產生大量多餘的風量，造成產生這些多餘風量所用電能的浪費。
在現有技術中的一種節能方案是當發現實際需求風量偏小時，通過減小除塵風 機管路上的閥門2的開度來減少風量的供給，進而減小除塵風機的軸功率，實現節能。但是 發明人在實現本發明的過程中發現，因為該方案在改變閥門開度的同時也改變了管路性能 曲線和風機的性能曲線，增加了管路系統的損耗，導致節能效果並不明顯。發明內容
本發明實施例的目的是提供一種除塵風機的控制方法、裝置及系統，以達到對除 塵系統進行有效地節能控制的目的。
一方面，本發明實施例公開一種除塵風機的控制方法，所述方法包括
獲取當前物料量；
判斷所述當前物料量是否大於或小於預設物料量；
若大於，則從除塵風機預設電機頻率開始逐漸增加頻率，並同時獲取揚塵點的粉 塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等 於允許誤差；
若小於，則從除塵風機預設電機頻率開始逐漸減小頻率，並同時獲取揚塵點的粉 塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等 於允許誤差。
優選的，
所述從除塵風機預設電機頻率開始逐漸增加頻率，具體包括
從除塵風機預設電機頻率開始，在每個預設間隔時間內，為所述除塵風機的電機 增加預設頻率值；
所述從除塵風機預設電機頻率開始逐漸減少頻率,具體包括
從除塵風機預設電機頻率開始，在每個預設間隔時間內，為所述除塵風機的電機 減少預設頻率值。
優選的，所述預設間隔時間的時間長度具體為物料從第一個所述揚塵點傳送至 最後一個所述揚塵點所用的時間。
優選的，所有步驟之後還包括
繼續獲取所述揚塵點的粉塵顆粒密度，並判斷此時獲取到的揚塵點粉塵顆粒密度 與所述預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值是否大於所述允許誤差；
若大於所述允許誤差，則判斷所述此時獲取到的揚塵點粉塵顆粒密度是否大於所 述預設粉塵顆粒密度；
若是，則從除塵風機當前電機頻率開始逐漸增加頻率，直至所述揚塵點的粉塵顆 粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差；若否，則從除塵風機當前 電機頻率開始逐漸減少頻率，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值 的絕對值小於等於允許誤差。
另一方面，本發明實施例還公開了一種除塵風機的控制裝置，所述裝置包括
物料量獲取單元,用於獲取當前物料量；
物料量判斷單元，用於判斷所述當前物料量是否大於或小於預設物料量，若大於， 則觸發頻率增加單元，若小於，則觸發頻率減少單元；
頻率增加單元，用於從除塵風機預設電機頻率開始逐漸增加頻率，並同時獲取揚 塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對 值小於等於允許誤差；
頻率減少單元，用於從除塵風機預設電機頻率開始逐漸減小頻率，並同時獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對 值小於等於允許誤差。
優選的，
所述頻率增加單元具體用於
從除塵風機預設電機頻率開始，在每個預設間隔時間內，為所述除塵風機的電機 增加預設頻率值，並同時獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與 預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差；
所述頻率減少單元具體用於
從除塵風機預設電機頻率開始，在每個預設間隔時間內，為所述除塵風機的電機 減少預設頻率值，並同時獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與 預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差。
優選的，所述預設間隔時間的時間長度具體為物料從第一個所述揚塵點傳送至 最後一個所述揚塵點所用的時間。
優選的，還包括
粉塵顆粒密度監控單元，用於獲取所述揚塵點的粉塵顆粒密度，並判斷此時獲取 到的揚塵點粉塵顆粒密度與所述預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值是否大於所述允許誤 差，若大於所述允許誤差，則觸發誤差處理單元；
誤差處理單元，用於判斷所述此時獲取到的揚塵點粉塵顆粒密度是否大於所述預 設粉塵顆粒密度，若是，則觸發所述頻率增加單元，若否，則觸發所述頻率減少單元。
再一方面，本發明實施例還公開了一種除塵風機的控制系統，所述系統包括
密度儀用於採集揚塵點的粉塵顆粒密度；
變頻控制器用於根據計算機的指令調整除塵風機的電機頻率；
計算機用於獲取當前物料量；判斷所述當前物料量是否大於或小於預設物料 量；若大於，則驅動所述變頻控制器，從除塵風機預設電機頻率開始逐漸增加頻率，並同時 驅動所述密度儀獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵 顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差；若小於，則驅動所述變頻控制器，從除塵風機 預設電機頻率開始逐漸減小頻率，並同時驅動所述密度儀獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直 至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差。
優選的，
所述計算機用於從除塵風機預設電機頻率開始逐漸增加頻率時，具體用於
從除塵風機預設電機頻率開始，在每個預設間隔時間內，為所述除塵風機的電機 增加預設頻率值；
所述計算機用於從除塵風機預設電機頻率開始逐漸減少頻率時，具體用於
從除塵風機預設電機頻率開始，在每個預設間隔時間內，為所述除塵風機的電機 減少預設頻率值。
優選的，所述預設間隔時間的時間長度具體為物料從第一個所述揚塵點傳送至 最後一個所述揚塵點所用的時間。
優選的，所述計算機還用於
繼續獲取所述揚塵點的粉塵顆粒密度，並判斷此時獲取到的揚塵點粉塵顆粒密度與所述預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值是否大於所述允許誤差；
若大於所述允許誤差，則判斷所述此時獲取到的揚塵點粉塵顆粒密度是否大於所 述預設粉塵顆粒密度；若是，則驅動所述變頻控制器，從除塵風機當前電機頻率開始逐漸增 加頻率，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允 許誤差；若否，則驅動所述變頻控制器，從除塵風機當前電機頻率開始逐漸減少頻率，直至 所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差。。
本發明實施例以當前的物料量為基礎來判斷所需的基本風量，通過一邊調整除塵 風機的電機頻率、一邊檢測揚塵點的粉塵顆粒密度的方式來判斷電機頻率的調節終點，從 而可以將除塵風機的電機頻率調整到既滿足除塵要求又不浪費風量的最佳數值，從而有效 的節約了除塵風機所消耗的電能。此外，根據物料量對電機頻率進行調整後，本發明實施例 還可以繼續監控揚塵點的粉塵顆粒密度，以便在必要時對電機頻率進行微調，從而達到了 更好的節能效果。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是除塵系統的示意圖2是減小閥門開度時管路性能曲線和風機性能曲線示意圖3是閥門全開時管路性能曲線和風機性能曲線示意圖4是本發明實施例一方法的流程圖5是本發明實施例二方法中主要調整步驟的流程圖6是本發明實施例二方法中輔助調整步驟的流程圖7是本發明實施例三裝置的示意圖8是本發明實施例四系統的示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬於本發明保護的範圍。
為了便於理解，先對本發明涉及到的幾個名稱進行一下解釋
相似率如果兩個同一類的物理現象，在對應的時空點，各標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，則稱兩個現象是相似的。流體流動相似條件流 動幾何相似、運動相似、動力相似、以及流動的邊界條件和起始條件相似。幾何相似指流動 空間幾何相似，即形成此空間任意相應兩線段夾角相同，任意相應線段長度保持一定的比 例。運動相似兩流動運動相似，相應點的流速大小成比例，方向相同。流動的動力相似要 求同名力作用，相應的同名力成比例。
工作點某一特定的工況條件下，風機所對應的穩定工作狀態。
壓頭某指單位體積氣體通過風機所獲得的能量增量，單位為Pa，同壓強的單位。 風機的壓頭又稱風機的全壓。
發明人在實現本發明的過程中發現，若採用現有技術中調節閥門的方式，則無法起到很好的節能效果，可參見圖2所示，Ma、Mb分別代表閥門開度為a和b時的管路性能曲線，Ka、Kb分別代表閥門開度為a和b時的風機性能曲線，縱坐標P代表風機的壓頭，橫坐標Q代表風機的風量。由風機的軸功率N=Q · P可知，閥門處於開度a或開度b時，風機的能耗可分別由矩形OQaAD和矩形OQbBE的面積來表示，顯然，兩矩形面積相差不明顯，即由開度a變至開度b時的節能效果是很有限的。這是因為減少閥門開度時增加了管路阻抗， 從而增加了壓頭損失，增加了管路系統的損耗。
發明人在實現本發明的過程中發現，除了閥門的開度外，風機的轉速是影響風量的另一大因素。可使除塵風機I的驅動電機採用變頻電機，當除塵系統需求風量發生變化時，將閥門2全開，通過改變風機轉速η來改變其風量Q。參見圖3所示，其中Ma為管路性能曲線，Ka, Kb為風機性能曲線，閥門2全開時，通過降低風機轉速使風量從Qa減小到Qb， 即工作點由A變至C點。由相似率可知，當改變風機轉速η時，其效率Π基本不變，但風量 Q、壓頭P，及軸功率N都按下式改變a
權利要求
1.一種除塵風機的控制方法，其特徵在於，所述方法包括獲取當前物料量；判斷所述當前物料量是否大於或小於預設物料量；若大於，則從除塵風機預設電機頻率開始逐漸增加頻率，並同時獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差；若小於，則從除塵風機預設電機頻率開始逐漸減小頻率，並同時獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述從除塵風機預設電機頻率開始逐漸增加頻率，具體包括從除塵風機預設電機頻率開始，在每個預設間隔時間內，為所述除塵風機的電機增加預設頻率值；所述從除塵風機預設電機頻率開始逐漸減少頻率，具體包括從除塵風機預設電機頻率開始，在每個預設間隔時間內，為所述除塵風機的電機減少預設頻率值。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述預設間隔時間的時間長度具體為物料從第一個所述揚塵點傳送至最後一個所述揚塵點所用的時間。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所有步驟之後還包括繼續獲取所述揚塵點的粉塵顆粒密度，並判斷此時獲取到的揚塵點粉塵顆粒密度與所述預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值是否大於所述允許誤差；若大於所述允許誤差，則判斷所述此時獲取到的揚塵點粉塵顆粒密度是否大於所述預設粉塵顆粒密度；若是，則從除塵風機當前電機頻率開始逐漸增加頻率，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差；若否，則從除塵風機當前電機頻率開始逐漸減少頻率，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差。
5.一種除塵風機的控制裝置，其特徵在於，所述裝置包括物料量獲取單元，用於獲取當前物料量；物料量判斷單元，用於判斷所述當前物料量是否大於或小於預設物料量，若大於，則觸發頻率增加單元，若小於，則觸發頻率減少單元；頻率增加單元，用於從除塵風機預設電機頻率開始逐漸增加頻率，並同時獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差；頻率減少單元，用於從除塵風機預設電機頻率開始逐漸減小頻率，並同時獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述頻率增加單元具體用於從除塵風機預設電機頻率開始，在每個預設間隔時間內，為所述除塵風機的電機增加預設頻率值，並同時獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差；所述頻率減少單元具體用於從除塵風機預設電機頻率開始，在每個預設間隔時間內，為所述除塵風機的電機減少預設頻率值，並同時獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述預設間隔時間的時間長度具體為物料從第一個所述揚塵點傳送至最後一個所述揚塵點所用的時間。
8.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，還包括粉塵顆粒密度監控單元，用於獲取所述揚塵點的粉塵顆粒密度，並判斷此時獲取到的揚塵點粉塵顆粒密度與所述預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值是否大於所述允許誤差，若大於所述允許誤差，則觸發誤差處理單元；誤差處理單元，用於判斷所述此時獲取到的揚塵點粉塵顆粒密度是否大於所述預設粉塵顆粒密度，若是，則觸發所述頻率增加單元，若否，則觸發所述頻率減少單元。
9.一種除塵風機的控制系統，其特徵在於，所述系統包括密度儀用於採集揚塵點的粉塵顆粒密度；變頻控制器用於根據計算機的指令調整除塵風機的電機頻率；計算機用於獲取當前物料量；判斷所述當前物料量是否大於或小於預設物料量；若大於，則驅動所述變頻控制器，從除塵風機預設電機頻率開始逐漸增加頻率，並同時驅動所述密度儀獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差；若小於，則驅動所述變頻控制器，從除塵風機預設電機頻率開始逐漸減小頻率，並同時驅動所述密度儀獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差。
10.根據權利要求9所述的系統，其特徵在於，所述計算機用於從除塵風機預設電機頻率開始逐漸增加頻率時，具體用於從除塵風機預設電機頻率開始，在每個預設間隔時間內，為所述除塵風機的電機增加預設頻率值；所述計算機用於從除塵風機預設電機頻率開始逐漸減少頻率時，具體用於從除塵風機預設電機頻率開始，在每個預設間隔時間內，為所述除塵風機的電機減少預設頻率值。
11.根據權利要求10所述的系統，其特徵在於，所述預設間隔時間的時間長度具體為 物料從第一個所述揚塵點傳送至最後一個所述揚塵點所用的時間。
12.根據權利要求9所述的系統，其特徵在於，所述計算機還用於繼續獲取所述揚塵點的粉塵顆粒密度，並判斷此時獲取到的揚塵點粉塵顆粒密度與所述預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值是否大於所述允許誤差；若大於所述允許誤差，則判斷所述此時獲取到的揚塵點粉塵顆粒密度是否大於所述預設粉塵顆粒密度；若是，則驅動所述變頻控制器，從除塵風機當前電機頻率開始逐漸增加頻率，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差；若否，則驅動所述變頻控制器，從除塵風機當前電機頻率開始逐漸減少頻率，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕 ·對值小於等於允許誤差。
全文摘要
本發明涉及節能技術，公開了一種除塵風機的控制方法、裝置及系統。所述方法包括獲取當前物料量；判斷所述當前物料量是否大於\小於預設物料量，並從除塵風機預設電機頻率開始逐漸增加\減少頻率，並同時獲取揚塵點的粉塵顆粒密度，直至所述揚塵點的粉塵顆粒密度與預設粉塵顆粒密度的差值的絕對值小於等於允許誤差。本發明以當前的物料量為基礎來判斷所需的基本風量，通過一邊調整除塵風機的電機頻率、一邊檢測揚塵點的粉塵顆粒密度的方式來判斷電機頻率的調節終點，從而可以將除塵風機的電機頻率調整到既滿足除塵要求又不浪費風量的最佳數值，從而有效的節約了除塵風機所消耗的電能。
文檔編號F04D27/00GK103032361SQ201210579640
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月27日 優先權日2012年12月27日
發明者盧楊權, 袁立新, 孫超, 申偉傑, 高鵬雙, 劉慧芬 申請人:中冶長天國際工程有限責任公司