專利名稱：燒結機主抽風機風量控制方法及系統(tǒng)的制作方法
燒結機主抽風機風量控制方法及系統(tǒng)技術領域
本申請涉及燒結工藝技術領域，特別是涉及一種燒結機主抽風機風量控制方法及 系統(tǒng)。
背景技術：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，鋼鐵生產(chǎn)規(guī)模越來越大，能源消耗也越來越多，節(jié)能環(huán) 保指標越來越成為鋼鐵生產(chǎn)過程的重要考察因素。在鋼鐵生產(chǎn)中，含鐵原料礦石進入高爐 冶煉之前需要經(jīng)過燒結系統(tǒng)處理，也就是，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(jīng)混合和造球后，布放在燒結臺車上焙燒，使其發(fā)生一系列物理化學變化， 形成容易冶煉的燒結礦，這一過程稱之為燒結。
燒結系統(tǒng)主要包括燒結臺車、混合機、主抽風機、環(huán)冷機等多個設備，其總的工藝 流程參見圖1所示各種原料在配料室I配比，形成混合物料，然后進入混合機2混勻和造 球，再通過圓輥給料機3和九輥布料機4將其均勻散布在燒結臺車5上形成物料層，點火風 機12和引火風機11為物料點火開始燒結過程。燒結完成后得到的燒結礦經(jīng)單輥破碎機8 破碎后進入環(huán)冷機9冷卻，最后經(jīng)篩分整粒后送至高爐或成品礦倉。其中，燒結過程需要的 氧氣由主抽風機10提供，燒結臺車5下方設置有多個豎直并排的風箱6，風箱下方為水平安 置的大煙道(或稱煙道)7，大煙道7與主抽風機10相連，主抽風機10通過大煙道7及風箱 6產(chǎn)生的負壓風經(jīng)過臺車，為燒結過程提供助燃風。
為了保證燒結質量，通常在燒結初期對燒結臺車的速度以及燒結臺車上物料層的 厚度進行調節(jié)，使得燒結終點可以在預先設置的固定位置(一般為燒結臺車上倒數(shù)第2個 風箱)，并且一旦確定燒結終點后，燒結臺車的速度以及料層厚度就被確定下來。然而在實 際生產(chǎn)過程中，料層厚度可能發(fā)生變化，例如，由于市場因素、原料存儲量因素以及燒結礦 的存儲量因素等的影響，需要調節(jié)燒結礦產(chǎn)量進而調節(jié)燒結物料量，從而影響臺車上的料 層厚度，或者，由于布料機故障或其他非調節(jié)原因，也會導致臺車上的料層厚度出現(xiàn)變化。 這樣，燒結終點就會偏離固定位置，無法較好地保證燒結質量。
為了適應不同燒結過程，在現(xiàn)有燒結工藝中，燒結機系統(tǒng)的主抽風機按照最大設 計功率運轉，這必然導致過高的電能消耗和損失。發(fā)明內容
有鑒于此，本申請實施例提供一種燒結機主抽風機風量控制方法及系統(tǒng)，以降低 燒結過程中主抽風機的能耗。
為了實現(xiàn)上述目的，本申請實施例提供的技術方案如下
一種燒結機主抽風機風量控制方法，包括
測量燒結臺車上物料的料層厚度，利用已知臺車速度、已知燒結終點和所述料層 厚度計算物料的垂直燒結速度，以及，利用有效風量與垂直燒結速度之間的關系確定每個 風箱的有效風量；
檢測大煙道的煙氣成分；
根據(jù)檢測得到的煙氣成分計算每個風箱的有效風率；
計算大煙道目標風量，所述大煙道目標風量等于所有風箱的風量之和，每個所述 風箱的風量等于有效風量除以有效風率；
將所述大煙道目標風量作為調節(jié)參數(shù)發(fā)送給主抽風機控制器，所述主抽風機控制 器調節(jié)主抽風機的頻率向目標頻率變化，所述目標頻率等于大煙道目標風量所對應的頻率。
在基于上述方法的另一個實施例中，還包括下述步驟
檢測大煙道當前風量；
計算大煙道當前風量與大煙道目標風量的差值；
如果所述差值大于或等于設定的閾值，則將所述大煙道目標風量作為調節(jié)參數(shù)發(fā) 送給主抽風機控制器，否則，將所述大煙道目標風量作為調節(jié)參數(shù)發(fā)送給風箱閥門控制器， 所述風箱閥門控制器調節(jié)風箱閥門的開度，使大煙道有效風量等于所述大煙道目標風量在 閥門調節(jié)前的有效風量。
本發(fā)明還提供了一種燒結機主抽風機風量控制系統(tǒng)，包括
料層測量單元，用于測量燒結臺車上物料的料層厚度；
垂直燒結速度計算單元，用于利用已知臺車速度、已知燒結終點和所述料層厚度 計算物料的垂直燒結速度；
有效風量確定單元，用于利用有效風量與垂直燒結速度之間的關系確定每個風箱 的有效風量；
煙氣成分檢測單元，用于檢測大煙道內的煙氣成分；
有效風率計算單元，用于根據(jù)所述煙氣成分檢測單元檢測得到的煙氣成分計算每 個風箱的有效風率；
風量計算單元，用于計算大煙道目標風量，所述大煙道目標風量等于每個風箱的 風量之和，每個所述風箱的風量等于有效風量除以有效風率；
控制單元，用于將所述風量計算單元計算得到的大煙道目標風量作為調節(jié)參數(shù)發(fā) 送給主抽風機控制器，所述主抽風機控制器調節(jié)主抽風機的頻率向目標頻率變化，所述目 標頻率等于大煙道目標風量所對應的頻率。
由以上技術方案可見，本申請實施例提供的該主抽風機風量控制方法，對于臺車 速度、燒結終點已經(jīng)設定好的燒結機臺車，通過檢測臺車上的料層厚度，確定與料層厚度所 對應的每個風箱的有效風量，在燒結時，通過檢測當前燒結機大煙道的煙氣成分，可以計算 得到當前每個風箱的有效風率，這里有效風率是指燒結過程中參與燒結反應的有效風量所 占的比例。根據(jù)有效風量和有效風率計算得到大煙道目標風量，并且將該大煙道目標風量 發(fā)送給主抽風機控制器，主抽風機控制器就可以調節(jié)主抽風風機的頻率向目標頻率變化， 這里目標頻率等于大煙道目標風量所對應的頻率。
與現(xiàn)有技術相比，本申請實施例提供的該方法，無論什么原因導致料層厚度變化， 只需知道當前料層厚度，即可自動、準確地將主抽風機的風量調節(jié)到與當前料層厚度相匹 配，實現(xiàn)在保證燒結質量的前提下，降低燒結過程中主抽風機的能耗。本發(fā)明實施例提供 的該方法，每生產(chǎn)一噸燒結礦產(chǎn)品，可以實現(xiàn)電能節(jié)省15%，如果將本發(fā)明實施例應用于180平萬米燒結機的控制，與不米用本發(fā)明的萬案相比，年節(jié)省電能約1080萬度，如果將本 發(fā)明實施例應用于360平方米燒結機的控制，與不采用本發(fā)明的方案相比，年節(jié)省電能約 2160萬度，能夠帶來資金節(jié)約、減少污染排放等諸多經(jīng)濟和社會效益。特別需要指出，燒結系統(tǒng)中有很多相互關聯(lián)的設備，相對而言，與較多其它設備有 聯(lián)系的設備，可以稱為系統(tǒng)設備，如燒結臺車、主抽風機等；而與較少設備有聯(lián)系的設備，則 可以稱為局部設備，如風箱、風箱的風門等。顯然，調節(jié)系統(tǒng)設備，如調節(jié)臺車速度、調節(jié)主 抽頻率、調節(jié)主抽風門等對系統(tǒng)影響較大；而調節(jié)局部設備，則對系統(tǒng)的影響較小。因此， 在燒結系統(tǒng)中，通過局部設備，而非通過系統(tǒng)設備的調節(jié)對系統(tǒng)施加影響，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定 以及延長設備壽命。因此，本發(fā)明實施例中，只有當大煙道當前風量與大煙道目標風量的 差值大于或等于設定的閾值時，將所述大煙道目標風量作為調節(jié)參數(shù)發(fā)送給主抽風機控制 器，由所述主抽風機控制器調節(jié)主抽風機的頻率向目標頻率變化，反之，當大煙道當前風量 與大煙道目標風量的差值小于或等于設定的閾值時，將所述大煙道目標風量作為調節(jié)參數(shù) 發(fā)送給風箱閥門控制器，所述風箱閥門控制器調節(jié)風箱閥門的開度，使大煙道有效風量等 于所述大煙道目標風量在閥門調節(jié)前的有效風量。本發(fā)明實施例以維持臺車速度和主抽風 機頻率及主抽風機風門穩(wěn)定為前提，在風量變化較大時，通過調節(jié)主抽風機頻率實現(xiàn)調節(jié) 目標，而在風量變化較小時，通過調節(jié)燒結風箱閥門的開度實現(xiàn)調節(jié)目標，進而實現(xiàn)調節(jié)物 料燒結的垂直速度，從而更精密的控制燒結過程和燒結終點?？梢姡景l(fā)明實施例提供了 一 種有利于系統(tǒng)穩(wěn)定的調節(jié)方式。


為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 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 申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下， 還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有的燒結機的結構示意圖；圖2為本申請實施例一提供的燒結機主抽風機風量控制方法的流程圖；圖3為本申請實施例二提供的燒結機主抽風機風量控制方法的流程圖；圖4為本申請實施例三提供的燒結機主抽風機風量控制方法的流程圖；圖5為本申請實施例四提供的燒結機主抽風機風量控制系統(tǒng)的結構示意圖；圖6為本申請實施例五提供的燒結機主抽風機風量控制系統(tǒng)的結構示意圖；圖7為本申請實施例六提供的燒結機主抽風機風量控制系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施例方式為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請實 施例中的附圖，對本申請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 例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護 的范圍。燒結系統(tǒng)中，負載通常表現(xiàn)為多種形式，如，物料量、料層厚度，甚至由于設備的關聯(lián)性，一個設備可能是另一個關聯(lián)設備的負載，例如臺車速度就可能是主抽風機的負載。實際中，會有很多原因，如設備故障、設計方案改變，導致負載變化或波動，從而改變或影響燒結系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定，此時，就需要改變系統(tǒng)相關設備的工作狀態(tài)，即，進行系統(tǒng)調節(jié)，否則就會出現(xiàn)燒結礦產(chǎn)量不能保證，或環(huán)境污染、無效能量消耗過大等問題。
實施例一
圖2為本申請實施例一提供的主抽風機風量控制方法的流程圖。
如圖2所示，該方法包括
S201:測量燒結臺車上物料的料層厚度。
本實施例中，可以采用直接檢測的方法測量物料的料層厚度，也可以間接檢測布料機單位時間的下料量來計算物料的料層厚度。由于燒結機臺車上的料層在燒結過程中， 從燒結起點到燒結終點，通常需要40分鐘甚至更多，這導致在檢測料層厚度時，越靠近燒結終點，開始調節(jié)的時間滯后性越大。因此，在實施例中，當采用直接檢測的方法測量料層厚度時，可以選擇直接檢測燒結機臺車上位于布料機下方物料的料層厚度。
另外，可以檢測燒結機的物料量，然后根據(jù)已知臺車速度，利用公式(I)計算與檢測到物料量對應的料層厚度計算值h^g。
E=S臺車*h料層*V臺車*p/1000(I)
其中E是單位時間的燒結物料量，單位為t/min ;S 是燒結臺車寬度，單位為m ; hgjg是料層厚度，單位為iffln ;是燒結臺車速度，m/min ； P為燒結礦S度t/m3。對于特定物料的燒結機，臺車寬度、及物料密度是一定的。
由于料層厚度的調節(jié)范圍一般為66(Γ750，并且考慮到料層厚度調節(jié)精度問題，實際調節(jié)時，將料層厚度分為多個厚度等級，如表I所示，厚度等級為10個。當根據(jù)物料量計算得到料層厚度^_后，將該料層厚度h^g所對應的厚度等級作為最終料層厚度Hwgt5
表I
權利要求
1.一種燒結機主抽風機風量控制方法，其特征在于，包括測量燒結臺車上物料的料層厚度，利用已知臺車速度、已知燒結終點和所述料層厚度計算物料的垂直燒結速度，以及，利用有效風量與垂直燒結速度之間的關系確定每個風箱的有效風量；檢測大煙道的煙氣成分；根據(jù)檢測得到的煙氣成分計算每個風箱的有效風率；計算大煙道目標風量，所述大煙道目標風量等于每個風箱的風量之和，每個風箱的風量等于所述風箱的有效風量除以有效風率；將所述大煙道目標風量作為調節(jié)參數(shù)發(fā)送給主抽風機控制器，所述主抽風機控制器調節(jié)主抽風機的頻率向目標頻率變化,所述目標頻率等于大煙道目標風量所對應的頻率。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于按照預先設置的時間間隔檢測燒結機臺車位于布料機下方物料的料層厚度；或者，按照預先設置的時間間隔檢測燒結機的物料量，計算與所述物料量對應的料層厚度計算值，根據(jù)已知厚度調節(jié)等級確定與所述料層厚度計算值對應的料層厚度。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于周期性檢測大煙道內單位體積煙氣中的煙氣成分。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，還包括利用所述煙氣成分確定參與反應氧氣量；計算相鄰兩次檢測煙氣成分后確定得到參與反應氧氣量的差值；判斷所述參與反應氧氣量的差值是否大于預先設置值；如果大于，利用當前檢測煙氣成分后確定得到的參與反應氧氣量計算每個風箱的有效風率，否則，根據(jù)相鄰兩次檢測煙氣成分后確定得到參與反應氧氣量的均值計算每個風箱的有效風率。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，還包括計算相鄰兩次計算得到的大煙道目標風量的差值；判斷所述大煙道目標風量的差值是否大于預先設置值；如果大于，將當前計算得到的大煙道目標風量確定為調節(jié)參數(shù)，否則，將相鄰兩次計算得到的大煙道目標風量的均值確定為調節(jié)參數(shù)；將所述調節(jié)參數(shù)發(fā)送給所述主抽風機控制器。
6.根據(jù)權利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征在于，還包括檢測大煙道當前風量；計算大煙道當前風量與大煙道目標風量的差值；如果所述差值大于或等于設定的閾值，則將所述大煙道目標風量作為調節(jié)參數(shù)發(fā)送給主抽風機控制器，否則，將所述大煙道目標風量作為調節(jié)參數(shù)發(fā)送給風箱閥門控制器，所述風箱閥門控制器調節(jié)風箱閥門的開度，使大煙道有效風量等于所述大煙道目標風量在閥門調節(jié)前的有效風量。
7.一種燒結機主抽風機風量控制系統(tǒng)，其特征在于，包括料層測量單元，用于測量燒結臺車上物料的料層厚度；垂直燒結速度計算單元，用于利用已知臺車速度、已知燒結終點和所述料層厚度計算物料的垂直燒結速度；有效風量確定單元，用于利用有效風量與垂直燒結速度之間的關系確定每個風箱的有效風量；煙氣成分檢測單元，用于檢測大煙道內的煙氣成分；有效風率計算單元，用于根據(jù)所述煙氣成分計算每個風箱的有效風率；風量計算單元，用于計算大煙道目標風量，所述大煙道目標風量等于每個風箱的風量之和，每個風箱的風量等于有效風量除以有效風率；控制單元，用于將大煙道目標風量作為調節(jié)參數(shù)發(fā)送給主抽風機控制器，所述控制器調節(jié)主抽風機的頻率向目標頻率變化,所述目標頻率等于大煙道目標風量所對應的頻率。
8.根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣成分檢測單元按照預先設置的時間間隔檢測大煙道內單位體積煙氣中的煙氣成分；該系統(tǒng)進一步包括氧氣量確定單元，用于利用所述煙氣成分確定參與反應氧氣量；差值計算單元，用于計算相鄰兩次檢測煙氣成分后確定得到參與反應氧氣量的差值； 差值判斷單元，用于判斷所述參與反應氧氣量的差值是否大于預先設置值；當判斷結果為大于時，所述有效風率計算單元利用當前檢測煙氣成分后確定得到的參與反應氧氣量計算每個風箱的有效風率；否則，根據(jù)相鄰兩次檢測煙氣成分后確定得到參與反應氧氣量的均值計算每個風箱的有效風率。
9.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述煙氣成分檢測單元按照預先設置的時間間隔檢測大煙道內單位體積煙氣中的煙氣成分；該系統(tǒng)進一步包括風量差值計算單元，用于計算相鄰兩次計算得到的大煙道目標風量的差值；風量差值判斷單元，用于判斷風量差值計算單元計算得到的大煙道目標風量的差值是否大于預先設置值；調節(jié)參數(shù)確定單元，用于當判斷結果為大于時，將當前計算得到的大煙道目標風量確定為調節(jié)參數(shù)，否則，將相鄰兩次計算得到的大煙道目標風量的均值確定為調節(jié)參數(shù)；所述控制單元將確定的所述調節(jié)參數(shù)發(fā)送給所述主抽風機控制器。
10.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進一步包括風量測量單元，用于檢測大煙道當前風量判斷單元，用于計算大煙道當前風量與大煙道目標風量的差值；如果所述差值大于或等于設定的閾值，則所述控制單元將所述大煙道目標風量作為調節(jié)參數(shù)發(fā)送給主抽風機控制器，否則，所述控制單元將所述大煙道目標風量作為調節(jié)參數(shù)發(fā)送給風箱閥門控制器，所述風箱閥門控制器調節(jié)風箱閥門的開度，使大煙道有效風量等于所述大煙道目標風量在閥門調節(jié)前的有效風量。
全文摘要
本申請公開了一種燒結機主抽風機風量控制方法及系統(tǒng)，該方法包括測量燒結臺車上物料的料層厚度，計算物料的垂直燒結速度，確定每個風箱的有效風量；檢測大煙道的煙氣成分；根據(jù)檢測得到的煙氣成分計算每個風箱的有效風率；計算大煙道目標風量；將大煙道目標風量作為調節(jié)參數(shù)發(fā)送給主抽風機控制器，所述主抽風機控制器調節(jié)主抽風機的頻率向目標頻率變化。 該方法在料層厚度發(fā)生變化后，可自動、準確地將主抽風機的風量調節(jié)到與當前料層厚度相匹配，能夠在保證燒結質量的前提下，降低燒結過程中主抽風機的能耗。
文檔編號F27B21/14GK103033055SQ20121057961
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權日2012年12月27日
發(fā)明者孫超, 袁立新, 申偉杰, 盧楊權, 高鵬雙 申請人:中冶長天國際工程有限責任公司