[发明专利]烧结系统主抽风机变频控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及烧结系统控制技术，尤其涉及烧结系统主抽风机变频控制方法及系统。

背景技术

随着现代工业的迅速发展，钢铁生产规模越来越大，能源消耗也越来越多，节能环保指标越来越成为钢铁生产过程的重要考察因素。在钢铁生产中，含铁原料矿石进入高炉冶炼之前需要经过烧结系统处理，也就是，将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后，布放在烧结台车上焙烧，使其发生一系列物理化学变化，形成容易冶炼的烧结矿，这一过程称之为烧结。

烧结系统主要包括烧结台车、混合机、主抽风机、环冷机等多个设备，其总的工艺流程参见图1所示：各种原料经配料室1配比，形成混合物料，混合物料进入混合机2混匀和造球后，再通过圆辊给料机3和九辊布料机4将其均匀散布在烧结台车5上形成物料层，点火风机12和引火风机11启动物料点火开始烧结过程。烧结完成后得到的烧结矿经单辊破碎机8破碎后进入环冷机9冷却，最后经筛分整粒后送至高炉或成品矿仓。其中，烧结过程需要的氧气由主抽风机10提供，烧结台车5下方设置有多个竖直并排的风箱6，风箱6下方为水平安置的大烟道（或称烟道）7，大烟道7与主抽风机10相连，主抽风机10通过大烟道7及风箱6产生的负压风经过台车，为烧结过程提供助燃风。

烧结过程中，主抽风机的能耗占烧结系统总能耗的一半左右。主抽风机的能耗可以分为有效能耗和无效能耗，其中，有效能耗指的是用于烧结生产的能耗，无效能耗指的是未用于烧结生产的能耗，如何减少无效能耗对于主抽风机的节能具有重要意义。

在实际的烧结生产过程中，由于市场因素、原料存储量因素、烧结矿存储量因素等的影响，需要调节烧结矿台时产量。但是，烧结系统的主抽风机并没有随烧结矿台时产量改变而进行相应调节。主轴风机通常按照其最大设计功率运转，这必然导致过高的能耗和损失。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供烧结系统主抽风机变频控制方法及系统，以解决现有烧结过程中主抽风机过高的能耗和损失问题。

为达到上述目的，本发明提供一种烧结系统主抽风机变频控制方法，该方法包括以下步骤：

1）获取目标烧结矿台时产量、目标料层厚度以及系统标准参数，所述系统标准参数包括标准烧结矿台时产量、标准料层厚度、大烟道标准负压及标准主抽风机频率；

2）计算大烟道目标负压；

所述大烟道目标负压△P=(((W*△P_e^m)*hⁿ)/( W_e*h_eⁿ))^1/m，其中，△P是大烟道目标负压，△P_e是大烟道标准负压，W是目标烧结矿台时产量，W_e是标准烧结矿台时产量，h是目标料层厚度，h_e是标准料层厚度，m和n是常系数；

3）利用大烟道标准负压、标准主抽风机频率和大烟道目标负压计算主抽风机目标频率；

4）调节当前主抽风机频率至主抽风机目标频率。

上述控制方法能够根据目标烧结矿台时产量和目标料层厚度，以及系统稳定状态下的系统标准参数计算出大烟道目标负压，最终根据大烟道目标负压和系统标准参数计算出主抽风机目标频率，然后将当前主抽风机频率调节至主抽风机目标频率。上述技术方案能够使得主抽风机随烧结矿台时产量的变化动态调节，实现主抽风机的功率消耗和负载大小变化之间动态平衡，从而降低烧结过程中主抽风机与负载大小不匹配导致的电能消耗和损失。

优选方案中，按照下述步骤获取目标烧结矿台时产量：

21）获取单位时间通过烧结台车物料层的总风量；

22）利用已知的烧结成品率和吨混合料所需风量计算目标烧结矿台时产量，其中，目标烧结矿台时产量=总风量*烧结成品率/吨混合料所需风量。

该优选方案获取单位时间内通过烧结台车物料层的总风量，以及利用总风量和吨混合料所需风量计算目标烧结矿台时产量，能够从系统消耗的风量角度获取目标烧结矿台时产量，由于这种方式获得的目标烧结矿台时产量即考虑了实际的烧结矿台时产量，又考虑了系统其它情况，如漏风、风道阻力、设备老化带来的效率下降等综合的、不宜考量的影响主抽风机调节因素，使得调节后的主抽风机频率或功率与系统的真实需求更匹配。

进一步的优选方案：

31）连续或周期性地获取每个风箱的风量；

32）累加每个风箱的风量均值作为单位时间通过烧结台车物料层的总风量。