本發(fā)明涉及冶金系統(tǒng)煉鋼冷卻水供水節(jié)能降耗方法，具體是一種精確控制煉鋼中壓泵組水壓流量的裝置及方法。
背景技術(shù)：
：目前，煉鋼中壓泵組系統(tǒng)的水泵采用閥門調(diào)節(jié)的方式控制水壓和流量。存在的問題是：（1）無論系統(tǒng)工況怎樣變化電動(dòng)機(jī)仍處于工頻態(tài)運(yùn)行，造成一定的能源浪費(fèi)，用閥門控制負(fù)載流量時(shí)，有δn功率被損耗浪費(fèi)掉了，且隨著閥門開度的減小這個(gè)損耗還要增加；（2）由于采用人為調(diào)節(jié)閥門，不能夠及時(shí)準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)閥門開度，很有可能出現(xiàn)調(diào)整不及時(shí)，這樣就會(huì)造成電能損失，或者調(diào)整不合適導(dǎo)致設(shè)備冷卻不足等狀況發(fā)生；（3）由于現(xiàn)場(chǎng)水泵閥門多且較為分散，均處于人為控制，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)閥門關(guān)閉不及時(shí)等情況，不能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)；（4）啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)沖擊大，設(shè)備長期高速運(yùn)轉(zhuǎn)，磨損嚴(yán)重，壽命短，工作噪音大。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明旨在解決
背景技術(shù)：
所述的問題，而提供一種精確控制煉鋼中壓泵組水壓流量的裝置及方法，其根據(jù)冷卻水分支管道上的冷卻水壓力和流量的變化，由plc控制器控制變頻器進(jìn)而控制水泵電機(jī)，改變電機(jī)轉(zhuǎn)速和水泵轉(zhuǎn)速，自動(dòng)調(diào)節(jié)冷卻水總管道的流量及壓力，在保證設(shè)備冷卻要求的情況下，降低水泵轉(zhuǎn)速，節(jié)能降耗。尤其利用profibus網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太網(wǎng)連接plc與變頻器之間的通訊，自動(dòng)調(diào)整變頻器頻率，從而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速和水泵轉(zhuǎn)速，達(dá)到無極調(diào)速方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種精確控制煉鋼中壓泵組水壓流量的裝置，包括plc控制器、水泵電機(jī)、水泵，水泵的冷卻水總管道上設(shè)置有水泵出口流量及壓力傳感器，通向被冷卻設(shè)備的冷卻水分支管道上設(shè)置有分口冷卻水流量及壓力傳感器，水泵出口流量及壓力傳感器和分口冷卻水流量及壓力傳感器與plc控制器的信號(hào)輸入端連接，plc控制器的信號(hào)輸出端通過變頻器連接水泵電機(jī)，水泵電機(jī)通過變頻調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，水泵轉(zhuǎn)速信號(hào)反饋至plc控制器。進(jìn)一步的，被冷卻設(shè)備包括1#轉(zhuǎn)爐、1#轉(zhuǎn)爐煙道、2#轉(zhuǎn)爐、2#轉(zhuǎn)爐煙道、1#lf爐、2#lf爐、1#rh爐、2#rh爐，通向1#轉(zhuǎn)爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有1#轉(zhuǎn)爐冷卻水流量及壓力傳感器，通向1#轉(zhuǎn)爐煙道的冷卻水分支管道上設(shè)置有1#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水流量及壓力傳感器，通向2#轉(zhuǎn)爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有2#轉(zhuǎn)爐冷卻水流量及壓力傳感器，通向2#轉(zhuǎn)爐煙道的冷卻水分支管道上設(shè)置有2#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水流量及壓力傳感器，通向1#lf爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有1#lf爐冷卻水流量及壓力傳感器，通向2#lf爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有2#lf爐冷卻水流量及壓力傳感器，通向1#rh爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有1#rh爐冷卻水流量及壓力傳感器，通向2#rh爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有2#rh爐冷卻水流量及壓力傳感器。進(jìn)一步的，1#轉(zhuǎn)爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有1#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門，2#轉(zhuǎn)爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有2#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門，1#轉(zhuǎn)爐煙道的冷卻水分支管道上設(shè)置有1#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門，2#轉(zhuǎn)爐煙道的冷卻水分支管道上設(shè)置有2#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門，1#lf爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有1#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門，2#lf爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有2#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門，1#rh爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有1#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門，2#rh爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有2#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門。上述裝置的控制方法，包括如下步驟：（1）煉鋼中壓泵組電機(jī)全部改為變頻器控制啟停調(diào)速，現(xiàn)場(chǎng)的各分口冷卻設(shè)備的冷卻水自動(dòng)關(guān)閉條件：轉(zhuǎn)爐停爐后將爐前、爐側(cè)進(jìn)水閥門自動(dòng)關(guān)閉，停爐4小時(shí)后，自動(dòng)關(guān)閉爐后、爐口的進(jìn)水閥門，轉(zhuǎn)爐所有用水部位閥門自動(dòng)關(guān)閉后就可以自動(dòng)關(guān)閉1#轉(zhuǎn)爐冷卻水閥門或者2#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門；轉(zhuǎn)爐停爐后，必須滿足冷卻水回水溫度不高于55攝氏度且持續(xù)供應(yīng)冷卻水至少30min后，自動(dòng)關(guān)閉2#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門或者1#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門，lf爐停爐后，滿足冷卻水回水溫度不高于55攝氏度且持續(xù)供應(yīng)冷卻水至少30min后，自動(dòng)關(guān)閉lf設(shè)備冷卻水和1#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門或者2#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門，rh停爐后，滿足回水溫度達(dá)到40攝氏度，同時(shí)進(jìn)水和回水溫度差小于10攝氏度后，自動(dòng)關(guān)閉1#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門或者2#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門；（2）煉鋼中壓泵組的變頻器、plc控制器和上位機(jī)軟件wincc，利用profibus網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太網(wǎng)通訊連接，plc控制器根據(jù)各分口冷卻水流量及壓力傳感器的變化，控制變頻器實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速；（3）設(shè)所有分支正常工作時(shí)總管流量和壓力與各分支設(shè)備冷卻水的壓力和流量的數(shù)值為各自的額定壓力流量值，由于總管的流量只與變頻器的頻率有關(guān)系，當(dāng)頻率一定時(shí)，總管的流量就一定，采集煉鋼中壓泵組以及各分支設(shè)備冷卻水的壓力和流量的數(shù)值，通過調(diào)整各分口冷卻水閥門即1#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門、2#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門、1#轉(zhuǎn)爐冷卻水閥門、2#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門、2#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門、1#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門、1#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門、2#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門，改變其他的冷卻管道的流量和壓力，在保證各冷卻水流量滿足設(shè)備冷卻要求的情況下，降低轉(zhuǎn)速；通過各個(gè)冷卻水的流量和壓力數(shù)據(jù)、冷卻水壓力和流量與變頻器、水泵電機(jī)、水泵之間的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型；（4）將各分口冷卻水閥門即1#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門、2#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門、1#轉(zhuǎn)爐冷卻水閥門、2#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門、2#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門、1#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門、1#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門、2#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門的狀態(tài)、以及總管的壓力流量和分口冷卻水的流量和壓力作為plc控制器輸入信號(hào)，各分口額定冷卻水流量和壓力為plc控制器的給定信號(hào)，變頻器、水泵電機(jī)、水泵的轉(zhuǎn)速為plc控制器的反饋信號(hào)，通過輸入信號(hào)、給定信號(hào)和反饋信號(hào)結(jié)合數(shù)學(xué)模型計(jì)算分析出所需要的頻率，作為變頻器的輸入頻率，從而控制水泵電機(jī)和水泵的轉(zhuǎn)速；并設(shè)定當(dāng)冷卻水閥門全部打開，水泵電機(jī)和水泵恢復(fù)為額定轉(zhuǎn)速；（5）通過閥門開度與流量的關(guān)系和不同風(fēng)量、不同控制方式時(shí)的軸功率的關(guān)系，和根據(jù)電機(jī)原理，水泵壓力流量、轉(zhuǎn)速、軸功率的關(guān)系推算出流量與變頻器頻率；（6）驗(yàn)證流量與變頻器頻率的關(guān)系，步驟如下：①各分口冷卻水閥門手動(dòng)關(guān)閉；②觀察其他分口冷卻水流量明顯變化；如果沒有，不降低水泵轉(zhuǎn)速，記錄數(shù)據(jù)；③如果有明顯變化，記錄數(shù)據(jù)，記錄關(guān)閉的冷卻水閥門位置；④觀察其他分口冷卻水流量是否大于該對(duì)應(yīng)分口的額定流量；如果是，繼續(xù)降低水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速；⑤如果不是，停止降低水泵轉(zhuǎn)速，并記錄數(shù)據(jù)；⑥確定冷卻水閥門、冷卻水流量壓力與變頻器、水泵電機(jī)、水泵之間的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型。采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：由于冷卻水總管道的總流量為各冷卻水分支管道水流量之和，水泵的總流量與變頻器的頻率成正比，變頻率頻率與水泵電機(jī)和水泵的轉(zhuǎn)速也成正比；因此，只要水泵轉(zhuǎn)速不發(fā)生變化，總流量就不會(huì)變化。而當(dāng)某一被冷卻設(shè)備停機(jī)無需冷卻時(shí)，該冷卻水分支管道上的冷卻水閥門就要關(guān)閉，也就意味著流量為零，此時(shí)其他各冷卻水分支管道流量就會(huì)增加，也就出現(xiàn)了冷卻水盈余的狀態(tài)發(fā)生?；诖?，本發(fā)明可以通過降低變頻器的頻率改變電機(jī)轉(zhuǎn)速和水泵轉(zhuǎn)速，來降低總流量，使其他各冷卻水分支管道流量的流量恢復(fù)到以前冷卻狀態(tài)的流量，也就是說，在保證冷卻水流量和壓力滿足設(shè)備冷卻的條件下，降低轉(zhuǎn)速，節(jié)能降耗。特別是通過利用profibus網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太網(wǎng)連接plc與變頻器之間的通訊，自動(dòng)調(diào)整變頻器頻率，從而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速和水泵轉(zhuǎn)速，達(dá)到無極調(diào)速方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。附圖說明圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是控制信號(hào)傳輸示意圖；圖3是冷卻水流量與調(diào)節(jié)變頻器頻率的流程圖；圖4是水泵的流量、壓力與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系圖；圖5是離心式風(fēng)機(jī)水泵采用不同的擬合法時(shí)風(fēng)門開度與風(fēng)量的關(guān)系；圖6是離心式風(fēng)機(jī)水泵使用不同的逼近方法時(shí)的風(fēng)門開度與風(fēng)量的關(guān)系曲線；圖中：1-水泵出口流量及壓力傳感器；2-水泵出口調(diào)節(jié)閥門；3-1#lf爐冷卻水流量及壓力傳感器；4-1#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門；5-2#lf爐冷卻水流量及壓力傳感器；6-2#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門；7-1#轉(zhuǎn)爐冷卻水流量及壓力傳感器；8-1#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門；9-2#轉(zhuǎn)爐冷卻水流量及壓力傳感器；10-2#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門；11-2#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水流量及壓力傳感器；12-2#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門；13-1#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水流量及壓力傳感器；14-1#轉(zhuǎn)爐冷卻水煙道調(diào)節(jié)閥門；15-1#rh爐冷卻水流量及壓力傳感器；16-1#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門；17-2#rh爐冷卻水流量及壓力傳感器；18-2#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門；19-分口冷卻水流量及壓力傳感器；20-plc控制器；21-變頻器；22-水泵電機(jī)；23-水泵。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖及實(shí)施例詳述本發(fā)明。參見圖1、圖2，一種精確控制煉鋼中壓泵組水壓流量的裝置，由plc控制器20、變頻器21、水泵電機(jī)22、水泵23、設(shè)置在管道上的水泵出口流量及壓力傳感器1及設(shè)置在各分支管道上的分口冷卻水流量及壓力傳感器19構(gòu)成，水泵出口流量及壓力傳感器1和各分口冷卻水流量及壓力傳感器19與plc控制器20的信號(hào)輸入端連接，plc控制器20的信號(hào)輸出端通過變頻器21連接水泵電機(jī)22，水泵電機(jī)22通過變頻調(diào)節(jié)水泵23的轉(zhuǎn)速，水泵23的轉(zhuǎn)速信號(hào)反饋至plc控制器22。本實(shí)施例中，被冷卻設(shè)備包括1#轉(zhuǎn)爐、1#轉(zhuǎn)爐煙道、2#轉(zhuǎn)爐、2#轉(zhuǎn)爐煙道、1#lf爐、2#lf爐、1#rh爐、2#rh爐，由此設(shè)置八支冷卻水分支管道，冷卻水總管道分別與八支冷卻水分支管道連接，冷卻水總管道上設(shè)置有水泵出口調(diào)節(jié)閥門2。通向1#轉(zhuǎn)爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有1#轉(zhuǎn)爐冷卻水流量及壓力傳感器7和1#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門8，通向1#轉(zhuǎn)爐煙道的冷卻水分支管道上設(shè)置有1#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水流量及壓力傳感器13和1#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門14，通向2#轉(zhuǎn)爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有2#轉(zhuǎn)爐冷卻水流量及壓力傳感器9和2#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門10，通向2#轉(zhuǎn)爐煙道的冷卻水分支管道上設(shè)置有2#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水流量及壓力傳感器11和2#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門12，通向1#lf爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有1#lf爐冷卻水流量及壓力傳感器3和1#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門4，通向2#lf爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有2#lf爐冷卻水流量及壓力傳感器6和2#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門5，通向1#rh爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有1#rh爐冷卻水流量及壓力傳感器15和1#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門16，通向2#rh爐的冷卻水分支管道上設(shè)置有2#rh爐冷卻水流量及壓力傳感器17和2#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門18。采用上述裝置進(jìn)行煉鋼中壓泵組水壓流量精確控制的方法，按下述步驟進(jìn)行：（1）煉鋼中壓泵組電機(jī)全部改為變頻器21控制啟停調(diào)速，現(xiàn)場(chǎng)的各分口冷卻設(shè)備的冷卻水自動(dòng)關(guān)閉條件：轉(zhuǎn)爐停爐后將爐前、爐側(cè)進(jìn)水閥門自動(dòng)關(guān)閉，停爐4小時(shí)后，自動(dòng)關(guān)閉爐后、爐口的進(jìn)水閥門，轉(zhuǎn)爐所有用水部位閥門自動(dòng)關(guān)閉后就可以自動(dòng)關(guān)閉1#轉(zhuǎn)爐冷卻水閥門8或者2#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門10；轉(zhuǎn)爐停爐后，必須滿足冷卻水回水溫度不高于55攝氏度且持續(xù)供應(yīng)冷卻水至少30min后，自動(dòng)關(guān)閉2#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門12或者1#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門14，lf爐停爐后，滿足冷卻水回水溫度不高于55攝氏度且持續(xù)供應(yīng)冷卻水至少30min后，自動(dòng)關(guān)閉lf設(shè)備冷卻水和1#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門4或者2#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門6，rh停爐后，滿足回水溫度達(dá)到40攝氏度，同時(shí)進(jìn)水和回水溫度差小于10攝氏度后，自動(dòng)關(guān)閉1#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門16或者2#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門18；（2）煉鋼中壓泵組的變頻器21、plc控制器20和上位機(jī)軟件wincc，利用profibus網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太網(wǎng)通訊連接，plc控制器20根據(jù)各分口冷卻水流量及壓力傳感器19的變化，控制變頻器21實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速；（3）設(shè)所有分支正常工作時(shí)總管流量和壓力與各分支設(shè)備冷卻水的壓力和流量的數(shù)值為各自的額定壓力流量值，由于總管的流量只與變頻器21的頻率有關(guān)系，當(dāng)頻率一定時(shí)，總管的流量就一定，采集煉鋼中壓泵組以及各分支設(shè)備冷卻水的壓力和流量的數(shù)值，通過調(diào)整各分口冷卻水閥門即1#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門4、2#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門6、1#轉(zhuǎn)爐冷卻水閥門8、2#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門10、2#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門12、1#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門14、1#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門16、2#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門18，改變其他的冷卻管道的流量和壓力，在保證各冷卻水流量滿足設(shè)備冷卻要求的情況下，降低轉(zhuǎn)速；通過各個(gè)冷卻水的流量和壓力數(shù)據(jù)、冷卻水壓力和流量與變頻器21、水泵電機(jī)22、水泵23之間的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型；（4）將各分口冷卻水閥門即1#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門4、2#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門6、1#轉(zhuǎn)爐冷卻水閥門8、2#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門10、2#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門12、1#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門14、1#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門16、2#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門18的狀態(tài)、以及總管的壓力流量和分口冷卻水的流量和壓力為plc控制器20輸入信號(hào)，各分口額定冷卻水流量和壓力為plc控制器20的給定信號(hào)，變頻器21、水泵電機(jī)22、水泵23的轉(zhuǎn)速為plc控制器20的反饋信號(hào)，通過輸入信號(hào)、給定信號(hào)和反饋信號(hào)結(jié)合數(shù)學(xué)模型計(jì)算分析出所需要的頻率，作為變頻器21的輸入頻率，從而控制水泵電機(jī)22和水泵23的轉(zhuǎn)速；并設(shè)定當(dāng)冷卻水閥門全部打開，水泵電機(jī)22和水泵23恢復(fù)為額定轉(zhuǎn)速；（5）通過閥門開度與流量的關(guān)系和不同風(fēng)量、不同控制方式時(shí)的軸功率的關(guān)系，和根據(jù)電機(jī)原理，水泵壓力流量、轉(zhuǎn)速、軸功率的關(guān)系推算出流量與變頻器頻率；（6）驗(yàn)證流量與變頻器頻率的關(guān)系，步驟如下：①各分口冷卻水閥門手動(dòng)關(guān)閉；②觀察其他分口冷卻水流量明顯變化；如果沒有，不降低水泵轉(zhuǎn)速，記錄數(shù)據(jù)；③如果有明顯變化，記錄數(shù)據(jù)，記錄關(guān)閉的冷卻水閥門位置；④觀察其他分口冷卻水流量是否大于該對(duì)應(yīng)分口的額定流量；如果是，繼續(xù)降低水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速；⑤如果不是，停止降低水泵轉(zhuǎn)速，并記錄數(shù)據(jù)；⑥確定冷卻水閥門、冷卻水流量壓力與變頻器、水泵電機(jī)、水泵之間的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型。本實(shí)施例用于某公司煉鋼中壓冷卻系統(tǒng)，未實(shí)施本發(fā)明前，煉鋼中壓泵組的水泵采用閥門調(diào)節(jié)的方式控制水壓和流量。以下述參數(shù)為例：雙吸離心泵型號(hào)300s-90a、流量774m3/h、揚(yáng)程78.8m，數(shù)量4臺(tái)；電機(jī)型號(hào)280kw20.47a10000v1482r/min，數(shù)量4臺(tái)；設(shè)計(jì)流量一期為987m3/h，二期為1622m3/h，壓力0.6mpa，各冷卻水閥門數(shù)量及控制方式如表1。表1上述設(shè)備構(gòu)成煉鋼中壓冷卻系統(tǒng)，匹配兩座轉(zhuǎn)爐（1#轉(zhuǎn)爐、2#轉(zhuǎn)爐）和四座精煉爐（1#lf精煉爐、2#lf精煉爐、1#rh精煉爐、1#rh精煉爐）；當(dāng)全部處于冶煉狀態(tài)，閥門開啟80%即可滿足設(shè)備冷卻要求，當(dāng)然還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)爐子的冶煉狀態(tài)調(diào)整閥門的開度。采用本發(fā)明：現(xiàn)場(chǎng)閥門多粗略控制改為分散精確控制，將現(xiàn)場(chǎng)的各分口冷卻設(shè)備的進(jìn)水出水閥門實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉，閥門自動(dòng)關(guān)閉條件：轉(zhuǎn)爐停爐后將爐前、爐側(cè)進(jìn)水閥門自動(dòng)關(guān)閉，停爐4小時(shí)后，自動(dòng)關(guān)閉爐后、爐口的進(jìn)水閥門，轉(zhuǎn)爐所有用水部位閥門自動(dòng)關(guān)閉后就可以自動(dòng)關(guān)閉1#轉(zhuǎn)爐冷卻水閥門8或者2#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門10；轉(zhuǎn)爐停爐后，必須滿足冷卻水回水溫度不高于55攝氏度且持續(xù)供應(yīng)冷卻水至少30min后，自動(dòng)關(guān)閉汽化冷卻煙道閥門12或者1#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門14，lf爐停爐后，滿足冷卻水回水溫度不高于55攝氏度且持續(xù)供應(yīng)冷卻水至少30min后，自動(dòng)關(guān)閉lf設(shè)備冷卻水和1#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門4或者2#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門6，rh停爐后，滿足回水溫度達(dá)到40攝氏度，同時(shí)進(jìn)水和回水溫度差小于10攝氏度后，自動(dòng)關(guān)閉1#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門16或者2#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門18。將現(xiàn)場(chǎng)的變頻器、西門子300plc和上位機(jī)軟件wincc，利用profibus網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太網(wǎng)通訊連接，根據(jù)冷卻水壓和流量的變化，在保證冷卻水水壓和流量滿足設(shè)備冷卻的要求的情況下，以實(shí)現(xiàn)將原閥門控制水壓和流量改為無極調(diào)速模式。通過閥門開度與流量的關(guān)系和不同風(fēng)量和不同控制方式時(shí)的軸功率的關(guān)系，可以推算出流量與變頻器頻率，具體操作流程為：通過現(xiàn)場(chǎng)的冷卻水閥門的調(diào)整，改變冷卻水水壓和流量，在保證水壓流量和降溫要求滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)（即改造以前閥門全開狀態(tài)下，各處的水壓和流量值），合理降轉(zhuǎn)（參見圖3）。根據(jù)電機(jī)原理，水泵壓力流量、轉(zhuǎn)速、軸功率有以下關(guān)系（參見圖4、圖5、圖6）：①ｆ２/ｆ1＝n2/n1；②q2/q1＝n2/n1；③h2/h1＝（n2/n1）2；④p2/p1＝（n2/n1）3；圖4中，曲線①為水泵阻力特性，曲線②為工頻速度下的水量與水壓關(guān)系曲線，此時(shí)水泵工作在a點(diǎn)時(shí)，軸功率p1與q1、h1乘積，即圖中面積aq1·0·h1a成正比。若要將水量從q1降到q2，如閥門（擋板），則工作點(diǎn)由a移到c，水量下降，壓力上升，軸功率減少不多，減少的能量被擋板消耗；若采用變頻調(diào)速，則工作點(diǎn)由a移到b，在滿足同樣流量q2的情況下，壓力也下降，軸功率大大降低，且沒有擋板損耗。根據(jù)基本常識(shí)，同時(shí)運(yùn)行頻率與轉(zhuǎn)速成正比。根據(jù)圖5閥門開度與流量的關(guān)系和圖6不同風(fēng)量和不同控制方式時(shí)的軸功率的關(guān)系，可以推算出流量與變頻器頻率的關(guān)系。最后驗(yàn)證流量與變頻器的關(guān)系如下步驟：①各分口冷卻水閥門手動(dòng)關(guān)閉；②觀察其他分口冷卻水流量明顯變化；如果沒有，不能降低水泵轉(zhuǎn)速，記錄數(shù)據(jù)；③如果有明顯變化，記錄數(shù)據(jù)，記錄關(guān)閉的冷卻水閥門位置；④觀察其他分口冷卻水流量是否大于該對(duì)應(yīng)分口的額定流量；如果是，繼續(xù)降低水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速；⑤如果不是，停止降低水泵轉(zhuǎn)速，并記錄數(shù)據(jù)；最后，確定冷卻水閥門、冷卻水流量壓力與變頻器、水泵電機(jī)、水泵之間的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型。通過圖5、圖6的推算和如上步驟的驗(yàn)證得到的結(jié)論如表2。表2部位1#轉(zhuǎn)爐2#轉(zhuǎn)爐1#lf精煉2#lf精煉1#rh精煉2#rh精煉可將頻率4hz4hz2hz2hz3hz3hz當(dāng)全部閥門開的狀態(tài)40hz即可滿足要求，當(dāng)只有一個(gè)工位（一座轉(zhuǎn)爐、一座lf、一座rh爐同時(shí)工作30hz就能滿足要求）plc程序編寫說明，將各分口冷卻水閥門即1#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門4、2#lf爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門6、1#轉(zhuǎn)爐冷卻水閥門8、2#轉(zhuǎn)爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門10、2#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門12、1#轉(zhuǎn)爐煙道冷卻水調(diào)節(jié)閥門14、1#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門16、2#rh爐冷卻水調(diào)節(jié)閥門18的狀態(tài)、以及總管的壓力流量和分口冷卻水的流量和壓力作為plc輸入信號(hào)，各分口額定冷卻水流量和壓力為plc控制器20的給定信號(hào)，變頻器21、水泵電機(jī)22、水泵（23）的轉(zhuǎn)速為plc控制器20的反饋信號(hào)，通過輸入信號(hào)、給定信號(hào)和反饋信號(hào)結(jié)合數(shù)學(xué)模型計(jì)算分析出所需要的頻率，作為變頻器的輸入頻率，從而控制水泵電機(jī)22和水泵23的轉(zhuǎn)速；并設(shè)定當(dāng)冷卻水閥門全部打開，水泵電機(jī)22和水泵23恢復(fù)為額定轉(zhuǎn)速。以上所述僅為本發(fā)明切實(shí)可行的實(shí)例而已，并非因此局限本發(fā)明的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效變化，均包含于本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12