CN103033050A

CN103033050A - 烧结主抽风机变频控制方法及

Info

Publication number: CN103033050A
Application number: CN2012105789715A
Authority: CN
Inventors: 袁立新; 申伟杰; 孙超; 卢杨权; 高鹏双
Original assignee: Zhongye Changtian International Engineering Co Ltd
Current assignee: Zhongye Changtian International Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: RU2647411C2; RU2015128275A; BR112015014193A2; WO2014101790A1; BR112015014193B1; CN103033050B

Abstract

本发明提供了烧结***主抽风机变频控制方法，包括：1）获取烧结物料量；2）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，以及，利用垂直烧结速度和有效风量之间的关系计算大烟道有效风量；3）检测大烟道烟气成分；4）利用大烟道烟气成分计算有效风率，以及，计算大烟道目标风量；5）利用大烟道风量与主抽风机转速的对应关系，查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速；6）调节主抽风机当前频率至主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。本发明还提供了烧结***主抽风机变频控制***，上述方案能够降低烧结***由于主抽风机运行时所提供的功率与***负载不匹配导致的电能消耗和损失。

Description

烧结***主抽风机变频控制方法及***

技术领域

本发明涉及烧结***控制技术，尤其涉及烧结***主抽风机变频控制方法及***。

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***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***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***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***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***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***主抽风机变频控制方法及***，以解决烧结***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***主抽风机变频控制方法，该方法包括以下步骤：

1）获取烧结物料量；

2）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，以及，利用垂直烧结速度和有效风量之间的关系计算大烟道有效风量；

3）检测大烟道烟气成分；

4）利用所述大烟道烟气成分计算有效风率，以及，计算大烟道目标风量，其中，大烟道目标风量等于大烟道有效风量除以有效风率；

5）利用大烟道风量与主抽风机转速的对应关系，查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速；

6）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。

按照上述控制方法，由于根据烧结物料量的变化得到大烟道目标风量，以及，根据大烟道目标风量最终调节主抽风机频率，使得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大小变化之间的动态平衡，从而降低烧结过程中主抽风机功率与负载大小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中，还包括下述步骤：

检测大烟道当前风量；

计算大烟道当前风量与大烟道目标风量的差值；

如果所述差值大于或等于设定阈值，则调节主抽风机当前频率至所述大烟道目标风量对应的主抽风机目标频率，否则，调节风箱阀门的开度，使大烟道有效风量等于所述大烟道目标风量在风箱阀门调节前的有效风量。

如果将本发明实施例应用于180平方米烧结机的控制，与不采用本发明的方案相比，能够实现电能节省约15%，年节省电能约1080万度，能够带来资金节约、减少污染排放等诸多经济和社会效益。（180平方米烧结机年产量为180万吨，每吨产品电耗量平均值为40度）。如果将本发明实施例应用于360平方米烧结机的控制，与不采用本发明的方案相比，能够实现电能节省约15%，年节省电能约2160万度，能够带来资金节约、减少污染排放等诸多经济和社会效益。

特别需要指出，烧结***中有很多相互关联的设备，相对而言，与较多其它设备有联系的设备，可以称为***设备，如烧结台车、主抽风机等；而与较少设备有联系的设备，则可以称为局部设备，如风箱、风箱的阀门等。显然，调节***设备，如调节台车速度、调节主抽风机频率对***影响较大；而调节局部设备，则对***的影响较小。因此，在烧结***中，通过局部设备，而非通过***设备的调节对***施加影响，有利于***稳定以及延长设备寿命。因此，本发明实施例中，只有当大烟道当前风量与大烟道目标风量的差值大于或等于设定阈值时，如果所述差值大于或等于设定阈值，则调节主抽风机当前频率至所述大烟道目标风量对应的主抽风机目标频率，否则，调节风箱阀门的开度，使大烟道有效风量等于所述大烟道目标风量在风箱阀门调节前的有效风量。本发明实施例以维持台车速度和主抽风机频率及主抽风门稳定为前提，在风量变化较大时，通过调节主抽风机频率实现调节目标，而在风量变化较小时，通过调节烧结风箱阀门的开度实现调节目标，进而实现调节物料烧结的垂直速度，从而更精密地控制烧结过程和烧结终点。当然也可以调节主抽风机风门实现调节目标，但是为了保证***的工况转换平稳，调节风箱阀门为风门调节的优选方案。可见，本发明实施例提供了一种有利于***稳定的调节方式。

优选方案中，按照以下方式获取烧结物料量，

21）连续或周期性地检测布料机所有布料出口的物料流量；

22）累加检测得到的所有布料出口物料流量的均值；

23）根据累加结果计算烧结物料量。

该优选方案中，通过连续或周期性地检测单位时间内所有布料出口的物料量，对所有布料出口连续或者周期性检测结果的均值进行累加，以及，根据累加结果计算烧结物料量。通过多次测量且以多次测量结果的均值求烧结物料量的方式能够降低测量的误差，能够提高获取的烧结物料量精确度。另外，该方案对布料机布料出口单位时间的物料量进行检测，即在物料的输送源头处检测，可以在尽可能短的时间内获取真实的烧结物料量数据，降低烧结物料量数据获取的滞后导致的调节滞后。

在上述优选方案的基础之上，进一步优化的方案是：

在步骤22）和23）之间还包括：判断相邻两次累加结果的差值是否在设定范围内，如果是，转步骤23）；否则，转步骤22）。

该方案对多次累加的结果进行判断，将偶然因素导致的烧结物料量突变情况排除，以获取更精确的烧结物料量。

优选的，周期性地检测每个风箱的烟气成分，将多次检测的烟气成分的均值作为每个风箱的烟气成分。

该方案通过周期性地检测大烟道内的烟气成分，能够使有效风率和目标风量的计算更准确，进而周期性地更新目标风量，最终实现目标风量与烧结物料量的准确匹配，保证主抽风机频率值的调节与烧结物料量匹配的程度更高。

本发明实施例还提供了烧结***主抽风机变频控制***，包括：

初始参数获取单元，用于获取烧结物料量；

第一计算单元，用于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，以及，利用垂直烧结速度和有效风量之间的关系计算大烟道有效风量；

烟气成分检测单元，用于检测烧结***大烟道烟气成分；

第二计算单元，用于利用所述大烟道烟气成分计算有效风率，以及，利用大烟道目标风量等于大烟道有效风量除以有效风率计算大烟道目标风量；

目标参数获取单元，用于利用大烟道风量与主抽风机转速的对应关系，查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速；

控制器，用于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。

上述控制***取得的有益效果参考上述控制方法部分的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面对实施例或现有技术描述中使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的实施例图示。

图1是传统烧结***的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的烧结***主抽风机变频控制方法流程示意图；

图3是本发明实施例二提供的烧结***主抽风机变频控制方法流程示意图；

图4是本发明实施例三提供的烧结***主抽风机变频控制方法流程示意图；

图5是本发明实施例四提供的烧结***主抽风机变频控制方法流程示意图；

图6是本发明实施例五提供的烧结***主抽风机变频控制方法流程示意图；

图7是本发明实施例六提供的烧结***主抽风机变频控制***结构示意图；

图8是本发明实施例七提供的烧结***主抽风机变频控制***结构示意图；

图9是本发明实施例八提供的烧结***的主抽风机变频控制***结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

烧结***中，负载通常表现为多种形式，如，烧结物料量、料层厚度，甚至由于设备的关联性，一个设备可能是另一个关联设备的负载，例如台车速度就可能是主抽风机的负载。实际中，会有很多原因，如设备故障、设计方案改变，导致负载变化或波动，从而改变或影响烧结***的平衡和稳定，此时，就需要改变***相关设备的工作状态，即，进行***调节，否则就会出现烧结质量不能保证，或环境污染、无效能量消耗过大等问题。

实施例一

请参考附图2，该图示出了本发明实施例一提供的烧结***主抽风机变频控制方法流程。

本发明实施例提供的控制方法目的在于，在烧结物料量发生变化时，确保烧结矿质量（即烧结矿的烧结终点不变）前提下，如何根据烧结物料量的变化适应性地调节主抽风机频率，以降低烧结过程的主抽风机频率与烧结物料量不匹配导致的电能消耗和损失。

图2所示流程，包括：

S101、获取烧结物料量。

在实际工作过程中，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，烧结***的烧结矿产量需要不断调节，进而烧结物料量可能需要不断调节。即使烧结物料量已经确定，由于受到设备稳定性的影响，不同时间段内的烧结物料量也可能变化。为使主抽风机频率随烧结物料量动态变化，需要根据烧结物料量的动态变化适应性地调节主抽风机频率，这样就要获取烧结***的烧结物料量。当然，所述烧结物料量可以是根据产量计划预先设定的值，也可以是通过实际的检测装置检测的值。

S102、计算大烟道有效风量。

有效风量是指单位物料烧结过程中参与燃烧的空气量，大烟道有效风量是指当前烧结物料量下参与燃烧的空气量。在本实施例中，烧结矿的烧结终点已预先设定，这样，就可以利用步骤S101获取的烧结物料量和预设烧结终点，计算料层的垂直烧结速度，以及，利用垂直烧结速度和有效风量之间的关系计算大烟道有效风量。

具体计算过程是：

E=S_台车*H_料层*V_台车*ρ （1）

其中：E是单位时间的烧结物料量；S_台车是烧结台车宽度；H_料层是料层厚度；V_台车是烧结台车速度；ρ为烧结物料密度。

在烧结过程中，需要保证烧结终点不变，这时，物料层到达烧结终点时刚好被烧透，物料层被烧透所用的时间t₁与物料从烧结台车的起始位置运行到烧结终点的时间t₂相等，即：

t₁=t₂ （2）

而，t₁=H_料层/V_⊥ （3）

其中：H_料层是料层厚度；V_⊥是垂直烧结速度。

以及，t₂=N/V_台车，（4）

其中：N是预设烧结终点距烧结起始位置的距离，V_台车是烧结台车速度。

将上述公式（2）（3）（4）带入到公式（1）中，得到：

V_⊥=E/S_台车/ρ/N （5）

参见上述公式（5），由于烧结物料量E已经在步骤S101中获取，对于生产特定物料的烧结***，预设烧结终点距烧结起始位置的距离N已知，烧结台车宽度S_台车和烧结物料密度ρ均为设定不变的已知量，因此，能够得到料层的垂直烧结速度V_⊥。

生产过程中，垂直烧结速度与有效风量有如下关系：

V_⊥=Q_有/E/Q_t标（6）

其中：Q_有是大烟道有效风量，Q_t标是标准状态下单位物料充分焙烧所需要参与燃烧的风量，该参数由物料种类决定，Q_t标是已知参数。

通过公式（6），再结合烧结物料量就能够计算出大烟道有效风量，即步骤S101获取的烧结物料量所对应的大烟道有效风量。

S103、检测大烟道烟气成分。

该步骤中，采用烟气分析仪对参与烧结反应后烟气成分进行检测，检测结果用于计算有效风率。

当然，大烟道烟气成分可以直接在大烟道内进行检测，也可以通过检测各个风箱的烟气成分进行计算得到。优选的方案是：检测每个风箱的烟气成分；将所有风箱的烟气成分的均值作为大烟道烟气成分。由于直接对每个风箱进行检测，刚参加完烧结反应的烟气最能反应实际烧结过程，所以该种方式能够提高大烟道烟气成分的检测精度。同时，将每个风箱烟气成分的均值作为大烟道烟气成分，能够进一步提高大烟道烟气成分测量的精确度，降低偶然因素导致的个别风箱烟气成分突变对检测结果的影响。

一种更为优选的方式是：周期性地检测每个风箱的烟气成分，将多次检测的烟气成分的均值作为每个风箱的烟气成分。通过周期性地检测烟气成分，使得调节后的主抽风机频率与烧结物料量更加精确地匹配，使对主抽风机频率的循环调节更优化。

S104、计算大烟道目标风量。

利用大烟道烟气成分计算有效风率，以及，计算大烟道目标风量，其中，大烟道目标风量等于大烟道有效风量除以有效风率。有效风率指的是烧结过程中有效风量占总风量的比例。

在物料层烧结过程中，不会将主抽风机产生的风量中的氧气完全消耗掉，而是仅仅有一部分氧气参与烧结反应，所以，通过烟气成分可以了解烧结过程中物料消耗的氧气情况。在本实施例中，检测大烟道烟气成分，主要检测单位体积烟气中O₂、CO、CO₂、N₂、NO、NO₂的含量。

由于空气进入烧结反应过程中，氧气需参与铁矿石固相反应及焦炭燃烧等反应，因此进气中的氧经烧结过程后，其在烟气中氧气的量会发生变化；由于氮不参与铁矿石的固相反应，所以氮经过烧结过程后以NO、NO₂、N₂的形式存在，在烟气中可准确测量。

根据物质不变定律，空气中氮气和氧气的含量稳定，这样根据烟气中氮气量和被氧化的氮气量，就可以计算得到进入到大烟道内的氮气和氧气的量，同时根据测得的烟气中剩余氧气量，利用公式（a）可准确计算得到参与反应氧气量。

其中：

空气中氧气量/空气中氮气量为一个常数；被氧化氮气量可以通过烟气分析仪中检测得的NO、NO₂量计算得到；烟气中氮气量也可以通过烟气分析仪中检测得到的N₂量计算得到。

因此，可以计算得到参与反应氧气量。

当计算得到参与反应氧气量后，利用公式（b），可以计算得到大烟道有效风率K。

其中：K为大烟道有效风率，烟气中剩余氧气量可以通过烟气分析仪中检测得到的O₂量计算得到。

通过以下公式（8）计算大烟道目标风量Q_目标。

Q_目标=Q_有/K （8）

步骤S105、查找主抽风机目标转速。

利用大烟道风量与主抽风机转速的对应关系，查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速，所述大烟道风量与主抽风机转速的对应关系指的是大烟道在不同的风量工况时对应的主抽风机转速，在实际工作过程中，所述主抽风机转速通过实验、检测和统计得到。

步骤S106、调节主抽风机频率。

利用步骤S105中获取的主抽风机目标转速，调节主抽风机当前频率至主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率，从而实现对主抽风机频率的调节。

实施例一提供的技术方案，根据获取的烧结物料量和预设烧结终点得出大烟道目标风量，利用大烟道目标风量最终调节主抽风机频率，最终实现主抽风机当前频率调节向着与烧结物料量相适配的主抽风机目标频率方向变化，实现主抽风机根据烧结物料量的变化而适应性地调节，能够从整体上降低烧结过程的电能消耗和损失。

按照实施例一，只要作为负载的烧结物料量发生变化，都需要调节主抽风机的频率，使主抽风机的功耗与负载的变化相适应，从而实现节能。然而，主抽风机作为***设备，对它的调节会对整个烧结***的稳定性产生不利影响。因此，基于所述实施例一的另外实施例提供了一个改进的方案，该方案在负载，即烧结物料量变化较大时，调节主抽风机，而在负载变化较小时，调节风箱阀门开度，这样将主抽风机的调节和风箱阀门开度的调节结合起来，在负载变化较小时，用风箱阀门的调节达到主抽风机频率调节的效果，从而实现对整个烧结***影响较小的节能调节。

具体说，在实施例一的步骤S104和步骤S105之间，还包括下述步骤：

S1、检测大烟道当前风量。

S2、计算大烟道当前风量与大烟道目标风量的差值。

S3、判断所述差值是否大于或等于设定的阈值，如果所述差值大于或等于设定的阈值，则执行S105，否则，执行步骤S4；

S4、调节风箱阀门的开度，使大烟道有效风量等于所述大烟道目标风量在风箱阀门调节前的有效风量。

烧结***中，风量的有效性随着风量的增加而减少，反之随着风量的减少而增加。例如，料层阻力随着烧结过程持续时间越长而越来越小，料层阻力的减小使通过料层的风量越来越大，而参与烧结的有效风量（即风中含有的氧）则越来越少，对应的风量有效性也就越来越小，此时，通过调节风箱阀门开度（关闭），适当增加风箱负压，就有利于保持有效风量。

步骤S3的作用在于，判断负载的变化大小，以决定调节主抽风机还是调节风箱阀门开度，或者说决定调节手段的选择，以便在负载变化不大时，通过对风箱阀门的调节代替对主抽风机的调节，从而使调节对烧结***的影响尽可能小。

步骤S4的作用在于，确定风箱阀门的开度变大还是变小。当得到大烟道目标风量时，说明负载的变化需要***提供所述大烟道目标风量对应的有效风量，该有效风量是在风箱阀门调节前，即当前风箱阀门状态下可以计算出来，即，当前有效风率乘以所述大烟道目标风量，因此，风箱阀门开度调节的目标，就是使大烟道有效风量等于所述大烟道目标风量在风箱阀门调节前的有效风量。其中，大烟道有效风量可以通过检测得到的大烟道风量，通过有效风率计算得到。鉴于本领域技术人员能够依据本实施例的指示实现该方案，此不再赘述。

实施例二

本实施例提供的控制方法，利用获取的烧结物料量得到大烟道目标风量，以及利用大烟道风量与主抽风机转速的对应关系对主抽风机频率进行调节。由于烧结物料量一般通过检测等手段获取，所以烧结物料量获取的准确度是影响主抽风机调节效果的重要因素。

附图3示出了实施例二提供的烧结***主抽风机变频控制方法流程。按照图3：

S201、检测所有布料出口物料流量。

连续或者周期性地检测所有布料出口物料流量，即检测单位时间内布料机所有布料出口的物料量。该步骤中，连续或者周期性地检测布料机的所有布料出口的物料流量，以实现对布料机的所有布料出口实施连续多次检测，以供后续烧结物料量的计算。

S202、累加所有布料出口物料流量的均值。

即，将步骤S201检测的每个布料出口物料流量求均值，然后，累加所有布料出口物料流量的均值。

S203、计算烧结物料量。

根据步骤S202中累加得到的结果计算烧结物料量的计算，上述累加结果即可作为烧结物料量。

其中，连续检测是在一个特定的时间段内，以较小的时间间隔持续采集多次所有布料出口的物料流量，适合由于设备原因导致的布料出口的物料流量波动情况下的物料流量检测。这个特定的时间段长度随设备状态而动态调节，而时间间隔则依实际情况预先设置，例如时间间隔可以设置为1秒，1.5秒或2秒。当以该时间间隔采集布料出口的物料流量时，如果连续几次，如3次，采集的某个布料出口物料流量的波动大于一个设定的百分比，如5%，则会延长布料流量的采集时间，直到所述采集时间大于或等于调节的极限值，或累计的物料流量采集时间大于或等于调节的极限值，或者，所有布料出口连续三次采集的物料流量波动小于设定的百分比。所述调节的极限值是一个经验值，如20秒。

这个特定的时间段实际上是步骤S203的执行周期，时间结束就要计算一次烧结物料量，进一步执行后续步骤，进而完成一次调节。

所述周期性检测是在一个特定时间段内，以较大的时间间隔持续采集多次所有布料出口的物料流量，适合设备状态稳定，布料流量波动小于允许值情况下的物料流量检测。因此，周期性检测的特定时间段通常较长，例如300秒，时间间隔也较大，例如5秒或10秒。

在另外的实施例中，首先采用周期性检测的方式，如果连续两次采集的某个布料出口物料流量的波动大于一个设定的百分比，则启动连续检测方式，从而使物料流量检测更符合实际情况，即有利于***的及时调节，又有利于***设备的稳定运行。

另一个关于采集物料流量变化的例子参考图4所示的实施例三。

实施例二中，步骤204-208与实施例一中的步骤S102-106一一对应，此不赘述。

相对于实施例一，实施例二提供的烧结***主抽风机变频控制方法提供了一种更为优化的烧结物料量获取方式，通过连续或者周期性地检测布料机所有布料出口的物料流量，即单位时间内的所有布料出口的物料量，然后对连续或者周期性检测结果的均值进行累加，利用累加结果计算烧结物料量。该种方式通过多次测量且以多次测量的均值求烧结物料量，能够降低测量的误差，进而提高获取的烧结物料量精确度。另外，该方案检测布料机的布料出口物料流量，即在物料的输送源头处检测，能够及时获取最真实的烧结物料量，降低数值获取的滞后导致的调节滞后。

在基于所述实施例二的另外实施例中，具体说，在实施例二的步骤S206和S207之间，还包括下述步骤：

S1、检测大烟道当前风量。

S2、计算大烟道当前风量与大烟道目标风量的差值。

S3、判断所述差值是否大于或等于设定阈值，如果所述差值大于或等于设定阈值，则执行S207，否则，执行步骤S4。

实施例三

在烧结物料量获取过程中，烧结物料量的波动具有不确定性，例如波动时间和波动幅度不确定。

为此，实施例三对实施例二进行优化。请参考附图4，该图示出了实施例三提供的烧结***主抽风机变频控制方法流程。

本实施例中，步骤S301-S302相当于实施例二中的步骤S201-S202，步骤S304相当于实施例二中的步骤S203，但是，在步骤S302和步骤S304之间还包括下述步骤：

步骤S303、判断相邻两次累加差值是否在设定范围内。如果是，转步骤S304，这说明整个布料机布料出口的物料流量波动较小，烧结物料量较为稳定，可以作为初始参数；否则，转步骤S302。

步骤S304至S309与实施例二中的S203至S208一一对应，相应部分请参考实施例二中的内容，此不赘述。

按照实施例三，对布料机布料出口的物料流量稳定性有一个初步的判断，然后根据判断结果执行相应操作，实现在布料机布料出口的物料流量相对稳定的前提下检测数据，能够提高获取烧结物料量的精确度。

在另外的实施例中，在步骤S302和步骤S303之间还包括判断步骤，如果累计的物料流量采集时间大于或者等于调节的极限值，或者，布料机的所有布料出口连续三次采集的物料流量波动小于设定的百分比，则转步骤S304；否则，转步骤S303。

在基于所述实施例三的另外实施例中，具体说，在实施例三的步骤S307和S308之间，还包括下述步骤：

S1、检测大烟道当前风量；

S2、计算大烟道当前风量与大烟道目标风量的差值；

S3、判断所述差值是否大于或等于设定阈值，如果所述差值大于或等于设定阈值，则执行S308，否则，执行步骤S4；

实施四

上述实施例二和实施例三，均在布料机的布料出口处获取物料流量进而计算烧结物料量。对于生产特定物料的烧结***，预先设置的烧结终点距烧结起始位置的距离N已知，烧结台车宽度S_台车和烧结物料密度ρ均已知，所以通过检测烧结台车上的物料层厚度H_料层和烧结台车速度V_台车，通过公式（1）计算烧结物料量。具体的操作过程，请参考附图5，该图示出了本发明实施例四提供的烧结***主抽风机变频控制方法流程。

图5所示流程包括：

S401、检测料层厚度和烧结台车速度。

S402、计算烧结物料量。

根据实施例一中的公式（1）计算烧结物料量。

该实施例中，步骤S403至S407与实施例一中的S102至S106一一对应，此不赘述。本实施例提供的控制方法，通过对料层厚度和烧结台车速度检测计算烧结物料量。

为使得检测结果更加准确，优选的，上述步骤S401中，检测烧结台车与布料机布料出口对应部位的料层厚度。该部位的料层厚度最能直接反应烧结物料量的最新变化，而且对该部位的检测可以及时实现后续步骤的调节，最终实现对主抽风机频率值更加及时、准确地调节。

在基于所述实施例四的另外实施例中，具体说，在实施例四的步骤S405和S406之间，还包括下述步骤：

S1、检测大烟道当前风量。

S2、计算大烟道当前风量与大烟道目标风量的差值。

S3、判断所述差值是否大于或等于设定阈值，如果所述差值大于或等于设定阈值，则执行S406，否则，执行步骤S4。

实施例五

本实施例中，利用大烟道风量与主抽风机转速的对应关系，查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速，调节主抽风机当前频率至所述主抽风机目标转速所对应主抽风机目标频率。在实际的调节过程中，为保证设备工作的平稳性，尽量避免设备功率的大幅度调节。本实施例在前述实施例的基础之上进行改进，请参考附图6，图6示出了本发明实施例五提供的控制方法流程。其中：步骤S501至步骤S505与步骤S101至步骤S105一一对应，此不赘述。步骤S506至步骤S508实现是：

S506、判断主抽风机目标转速与主抽风机当前转速的差值是否大于设定值，如果是，转步骤S508；否则，转步骤S507。

S507、调节主抽风机当前频率至主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。

S508、设定调节间距调节主抽风机当前频率，转步骤S506。

上述方式中，当主抽风机目标转速与主抽风机当前转速的差值大于设定值时，为避免设备的大幅度功率调节对***其它设备的影响，需要按照设定的调节间距调节主抽风机当前频率向着主抽风机目标频率方向变化，例如以1赫兹为一个调节间距，直到调节后的主抽风机频率与主抽风机目标转速所对应主抽风机目标频率之间的差小于该设定值，最后直接将调节后的主抽风机频率值调节到主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。当然，如果以1赫兹为一个调节间距，那么设定值应该小于1赫兹。

在基于所述实施例五的另外实施例中，具体说，在实施例五的步骤S504和S505之间，还包括下述步骤：

S1、检测大烟道当前风量。

S2、计算大烟道当前风量与大烟道目标风量的差值。

S3、判断所述差值是否大于或等于设定阈值，如果所述差值大于或等于设定阈值，则执行S505，否则，执行步骤S4。

实施例六

基于上述实施例一，实施例六提供一种烧结机主抽风机变频控制***，请参考附图7，图7所示***包括：

初始参数获取单元601，用于获取烧结物料量。所述烧结物料量可以是根据产量计划预先设定的值，也可以是检测装置检测得到的检测值。

第一计算单元602，用于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，以及，利用垂直烧结速度和有效风量之间的关系计算大烟道有效风量。

第一计算单元602的计算过程如下：

首先，利用实施例一中的公式（1）计算单位时间内的烧结物料量。

其次，利用实施例一中的公式（5）计算料层的垂直烧结速度。

再次．利用实施例一中的公式（6）计算大烟道有效风量：

烟气成分检测单元603，用于检测烧结***的大烟道烟气成分。具体控制或操作***中设置的烟气分析仪检测烟气成分用于计算有效风率。大烟道烟气成分可以直接在大烟道内进行检测，也可以通过检测各个风箱的烟气成分进行计算得到。

第二计算单元604，用于利用所述大烟道烟气成分计算有效风率，以及，利用大烟道目标风量等于大烟道有效风量除以有效风率计算大烟道目标风量。

第二计算单元604的计算过程如下：

首先，利用实施例一中的公式（7）计算得到有效风率。

其次，利用实施例一中的公式（8）计算大烟道目标风量。

目标参数获取单元605，用于利用大烟道风量与主抽风机转速的对应关系，查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速。

控制器606，用于调节主抽风机当前频率至所述主抽风机目标转速所对应的主抽风机目标频率。

上述控制***的各个计算模块的计算过程参考实施例一中的描述，该控制***所具有的有益效果请参考方法部分的有益效果，此不赘述。

在基于实施例六的其他实施例中，第二计算单元604和目标参数获取单元605之间，还包括下述单元（图7中未示出）。

风量测量单元，用于检测大烟道当前风量。

判断单元，计算大烟道当前风量与大烟道目标风量的差值，以及，判断所述差值是否大于或等于设定阈值，如果所述差值大于或等于设定阈值，则指示目标参数获取单元605查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速，否则，指示控制器606调节风箱阀门的开度，使大烟道有效风量等于所述大烟道目标风量在风箱阀门调节前的有效风量。

本实施例中的控制器，与实施例六中的控制器606相比，已经发生变化。

实施例七

本实施例在实施例六的基础之上进行改进。请参考附图8，其中的初始参数获取单元包括：

物料流量检测子单元701，用于连续或周期性地检测布料机所有布料出口的物料流量，即连续或周期性地检测单位时间内布料机所有布料出口的物料量。

物料流量计算子单元702，用于累加检测得到的所有布料出口物料流量的均值，根据累加结果计算烧结物料量。

其中，第一计算单元703、烟气成分检测单元704、第二计算单元705、目标参数获取单元706和控制器707分别与实施例六中的第一计算单元602、烟气成分检测单元603、第二计算单元604、目标参数获取单元605和控制器606一一对应，且功能相同，在此不再赘述。

本实施例所述***，通过连续或者周期性地检测单位时间内的所有布料出口的物料量，以及对所有布料出口连续或者周期性检测结果的均值进行累加，根据累加结果计算烧结物料量。该种方式通过多次测量且以多次测量的均值求烧结物料量，能够降低测量的误差，进而提高烧结物料量获取的精确度。

另外，该方案对布料机的布料出口的物料流量进行检测，即在物料的输送源头处检测，可以及时获取较真实的烧结物料量，降低数值获取的滞后导致的调节滞后。

在基于实施例七的其他实施例中，第二计算单元705和目标参数获取单元706之间，还包括下述单元（图7中未示出）。

风量测量单元，用于检测大烟道当前风量。

判断单元，计算大烟道当前风量与大烟道目标风量的差值，以及，判断所述差值是否大于或等于设定阈值，如果所述差值大于或等于设定阈值，则指示目标参数获取单元706查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速，否则，指示控制器707调节风箱阀门的开度，使大烟道有效风量等于所述大烟道目标风量在风箱阀门调节前的有效风量。

本实施例中的控制器707，与实施例七中的控制器707相比，已经发生变化。

实施例八

本发明实施例在实施例六、七的基础之上进行改进，请参考附图9，其中的初始参数获取单元包括：

料层厚度检测子单元802，用于检测烧结台车与布料机的出口位置相对部位的料层厚度；

烧结台车速度检测子单元801，用于检测烧结台车速度；

烧结物料量计算子单元803，用于计算烧结物料量，其中，烧结物料量=烧结台车宽度*烧结台车速度*烧结物料密度*料层厚度。

其中，第一计算单元804、烟气成分检测单元805、第二计算单元806、目标参数获取单元807和控制器808分别与实施例六中的第一计算单元602、烟气成分检测单元603、第二计算单元604、目标参数获取单元605和控制器606一一对应，且功能相同。

本实施例所述的控制***，通过检测烧结台车与布料机的布料出口对应部位的料层厚度。该部位的料层厚度能直接反应烧结物料量的最新变化，而且对该部位的检测可以及时实现对后续模块的调节，最终实现对主抽风机频率值更加及时、准确地调节。

在基于实施例八的其他实施例中，第二计算单元806和目标参数获取单元807之间，还包括下述单元（图7中未示出）。

风量测量单元，用于检测大烟道当前风量。

判断单元，计算大烟道当前风量与大烟道目标风量的差值，以及，判断所述差值是否大于或等于设定阈值，如果所述差值大于或等于设定的阈值，则指示目标参数获取单元807查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速，否则，指示控制器808调节风箱阀门的开度，使大烟道有效风量等于所述大烟道目标风量在风箱阀门调节前的有效风量。

本实施例中的控制器，与实施例八中的控制器808相比，已经发生变化。

本发明实施例一至八中所述的烧结物料量，指的是单位时间内烧结***加工的烧结物料量，其单位为吨/时间。可以是每小时的烧结***烧结物料量，单位为吨/小时；也可以为每天的烧结物料量，其单位为吨/天。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.烧结***主抽风机变频控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）获取烧结物料量；

3）检测大烟道烟气成分；

4）利用大烟道烟气成分计算有效风率，以及，计算大烟道目标风量，其中，大烟道目标风量等于大烟道有效风量除以有效风率；

5）利用大烟道风量与主抽风机转速对应关系，查找大烟道目标风量对应的主抽风机目标转速；

6）调节主抽风机当前频率至所述大烟道目标转速对应的主抽风机目标频率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下方式获取烧结物料量：

21）连续或周期性地检测布料机所有布料出口的物料流量；

22）累加检测得到的所有布料出口物料流量的均值；

23）根据累加结果计算烧结物料量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤22）和23）之间还包括：

判断相邻两次累加结果的差值是否在设定的范围内，如果是，转步骤23）；否则，转步骤22）。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下方式获取烧结物料量：检测烧结台车与布料机布料出口对应部位的料层厚度和烧结台车速度，按照以下方式计算烧结物料量：

烧结物料量=烧结台车宽度*烧结台车速度*烧结物料密度*料层厚度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

检测每个风箱的烟气成分；

将每个风箱的烟气成分的均值作为大烟道烟气成分。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：周期性检测每个风箱的烟气成分，将多次检测的烟气成分均值作为每个风箱的烟气成分。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5）和步骤6）之间还包括：

71）判断主抽风机目标转速与主抽风机当前转速的差值是否大于设定值，如果是，转步骤72）；否则，转步骤6）；

72）以设定的调节间距调节主抽风机当前频率向主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率变化，转步骤71）。

8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的方法，其特征在于，还包括：

检测大烟道当前风量；

计算大烟道当前风量与大烟道目标风量的差值；

9.烧结***主抽风机变频控制***，其特征在于，包括：

初始参数获取单元，用于获取烧结物料量；

烟气成分检测单元，用于检测烧结***大烟道烟气成分；

控制器，用于调节主抽风机当前频率至所述目标转速对应的主抽风机目标频率。

10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述初始参数获取单元包括：

物料流量检测子单元，用于连续或周期性地检测布料机所有布料出口的物料流量；

物料流量计算子单元，用于累加检测得到的所有布料出口物料流量的均值，根据累加结果计算烧结物料量。