[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。

为确保烧结质量，通常在烧结初期对烧结台车速度以及烧结台车上的料层厚度进行调节，使得烧结终点基本保持在预先设置的固定位置（一般为烧结台车上倒数第2个风箱）。一旦系统稳定后，烧结料层厚度通常不再改变，烧结主抽风机状态稳定，其转速不可调，通过调节主抽风门维持整个烧结系统负压稳定，烧结终点的调节靠调节烧结台车速度维持基本不变。另一方面，在实际生产过程中，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，有时还需要调节烧结矿产量，进而调节烧结物料量，一般烧结物料密度、烧结台车宽度确定，烧结物料量改变后会改变烧结台车速度和/或料层厚度。很显然，只要烧结物料量发生变化，如烧结负压不变，就会导致烧结终点偏离预先设定的固定位置，进而无法保证烧结质量，而原有方式中只有改变主抽风门开度以改变负压进行调节。

在实际的工作过程中，为应对烧结工况的变化及产量需求变化对烧结过程（即烧结矿质量）的影响，在现有的烧结工艺中，烧结系统的主抽风机通常按照其最大设计转速运转，其调节过程均采用风门调节方式，这必然导致过高的电能消耗和损失。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种烧结系统主抽风机变频控制方法及系统，以解决烧结系统过高的电能消耗和损失问题。

为达到上述目的，本发明实施例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：

11）获取烧结物料量和大烟道烟气成分；

12）利用烧结物料量和预设烧结终点计算料层的垂直烧结速度，利用垂直烧结速度和有效风量的关系计算大烟道有效风量，以及，利用大烟道烟气成分计算有效风率；

13）在烧结物料量和料层阻力对应关系表中查找所述烧结物料量对应的料层阻力；

14）利用有效风率、大烟道有效风量及料层阻力计算大烟道目标负压，其中，大烟道目标负压=料层阻力*大烟道目标风量²，大烟道目标风量=大烟道有效风量/有效风率；

15）利用大烟道目标负压与主抽风机转速对应关系表查找大烟道目标负压对应的主抽风机目标转速；

16）调节主抽风机当前频率至所述主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。

本发明实施例提供的烧结系统主抽风机变频控制方法利用获取的烧结物料量和大烟道烟气成分，以及已知的预设烧结终点最终计算出大烟道目标负压，并根据大烟道目标负压调节主抽风机当前频率，实现主抽风机频率能够随烧结物料量的变化动态调节，实现主抽风机的功率消耗与负载变化之间的动态平衡，能够降低烧结过程中主抽风机功率与负载变化不匹配导致的电能消耗和损失，同时也能够避免现有方式只通过采用改变主抽风门开度以改变负压的较大能耗调节方式。

基于上述控制方法的另一个实施例，还包括下述步骤：

81）检测大烟道当前负压；

82）计算大烟道当前负压与大烟道目标负压的差值；

83）判断所述差值是否大于或等于预设负压阈值，如果是，执行步骤15），否则，执行步骤84）；

84）调节风箱风门的开度，以使大烟道当前负压等于所述大烟道目标负压。