[发明专利]布袋除尘系统节能自动控制装置及高炉除尘的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于环保领域的冶金工业自动化控制技术，特别是一种布袋除尘系统节能自动控制装置及高炉除尘的控制方法。

背景技术

随着我国社会经济的高速发展，环境、能源问题日益突出,当前面临着艰巨的节能减排的任务。

如今，在钢铁、有色冶金、化工、机械、建材、电力、轻工、纺织、粮食、交通运输等许多领域的布袋除尘系统都存在着很多不足,尤其是高炉除尘系统，节能环保效果不理想，只能滤除粒径较大的颗粒，空气中仍含有大量粉尘。如高炉出铁口的烟尘，一般每冶炼一吨铁水可产生2.5kg烟尘，烟尘粒度小，小于10μm占到61.97%，其中有17.39%的烟尘粒径小于3μm，在空气中处于游离状态，能漂浮很长时间，而且有些金属微粒能溶解在呼吸道分泌液中，其毒性可影响到人的肺部，破坏了人类生存的环境。尘埃对设备也有直接影响，使电器、机械等设备的使用寿命变短；铁粉尘不能得到有效回收，能源浪费严重。

另外，目前在我国大多数除尘风机长年运行在不调速状态，若电机采用工频运行，通过调节风门的出口挡板调节风量来满足生产工艺要求，大量电能白白浪费在阀门上。

鉴于以上原因，对布袋除尘系统的改进势在必行。在保护人类生存环境,构建和谐社会的今天具有重要意义；在自动化程度上，也体现了科技的含量，具有鲜明的时代气息。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种能有效回收粉尘的布袋除尘系统节能自动控制装置及高炉除尘的控制方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种布袋除尘系统节能自动控制装置，包括由具有短路快速熔断功能的快速熔断器FU和具有自动控制切断主电源功能的接触器KM，及具有滤波及补偿功能的进线电抗器2L1构成的输入单元；由具有交流变直流功能的ZL和直流储能电容C及与之配套的制动单元ZD、直流逆变交流功能的NB、具有矢量控制功能的CPU和220V电源DY构成的变频驱动单元；由具有滤波保护功能的输出电抗器2L2和具有电能、机械能转换功能的风机旋转驱动器D及风门控制装置构成的执行单元；由PLC单元及辅助电路部分构成的PLC控制单元；所述的变频驱动单元中的整流模块ZL一次与输入单元的电抗器2L1输出端相连接，二次经储能滤波电容C后通过逆变器NB与执行单元中的电抗器2L2进线端相连接；整流模块ZL与逆变器NB通过总线与CPU相连接，CPU与PLC控制单元中的PLC单元之间既有通过继电器无源常开接点相连接的开关量，又有模拟量和通讯的连接，PLC单元的风门控制端与执行单元的风门控制器相连。

一种应用布袋除尘系统节能自动控制装置对高炉除尘系统进行控制的方法，包括以下步骤：

1）当电源快熔刀开关FU接通后，输出220V电源DY，变频驱动单元及PLC单元的控制系统进入工作状态；

2）当CPU检测到变频驱动单元控制系统正常时，CPU的端子5输出高电平，主接触器KM线圈带电，输入单元常开主触点KM闭合，变频驱动单元主回路上电，若此时变频驱动单元工作正常，系统准备就绪，则CPU的端子3输出高电平，继电器2K5线圈带电，2K5的无源常开接点闭合，此时PLC单元的COM1电源通过无源接点2K5使101端子为高电平，变频驱动单元准备就绪信号进入PLC；

3）PLC单元接收到变频驱动单元准备就绪信号后，若接近开关2K8检测到铁水罐车已经到达高炉出铁口，则接近开关的常开接点2K8闭合，使输出端子104为高电平，继电器2K1线圈带电，无源常开接点2K1闭合，使CPU的7号端子为高电平，变频驱动单元接收到来自PLC的运行允许指令后，处于使能状态，此时风机的运行状态由粉尘在线检测装置决定，检测到的浓度与设定浓度相比较；铁水倾倒时采用多段速度控制，倾倒后铁水罐车离开时采用模拟量控制下的无极调速控制，实现自动粉尘跟踪，一直到风机停止运行；

4）在风门的控制过程中，采集来自于风机上安装的风门控制装置的压力模拟信号进行开度反馈，使PLC不断进行风门开度PID调整；在风门调整中，PLC控制系统首先检测风门开度的给定值和实际压力反馈值，并计算出它们的差值δ，根据差值δ的大小，PLC不断修正给定值。当δ值较大时，PLC迅速调整给定值，使风门迅速达到给定开度；当δ值较小时，即风门接近给定值时，PLC的给定值调整的也非常小，即随着δ值的减小，控制系统给定变频驱动装置的开度值也按比例减小，直至为零。

本发明有益效果在于：