CN202091228U - 矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速***。该***包括：由套装的内金属管和外金属管构成的电容、变频器、风机、除烟尘器；内金属管的外壁与外金属管的内壁之间的空间为烟尘流通空间；内金属管和外金属管分别与变频器相连，将表征电容量大小的电容量信号输入变频器；变频器与风机相连，控制风机的转动频率与电容量信号成正比；风机与内金属管、外金属管、除烟尘器均相连，将烟尘从烟尘流通空间抽至除烟尘器内。利用本实用新型的技术方案，能降低其中风机的能耗，并延长风机的使用寿命。

Description

矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速***

技术领域

本实用新型涉及环保除尘设备领域，特别是涉及矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速***。 

背景技术

矿热电炉的冶炼属于高能耗高污染行业，随着人类环保意识的提高，以及国家对环境保护力度的加强，铁合金、电石等高耗能高污染行业积极应用环保除尘设备，以达到清洁生产、保护环境的目的。 

矿热电炉冶炼领域所应用的环保除尘设备通常是用风机将冶炼过程中产生的包含矿物金属固态颗粒、二氧化碳和一氧化碳等气态物质的烟尘抽到除烟尘器中进行过滤和保存，以进行烟尘再利用或集中处理。在这种环保除尘设备中，烟尘是通过管路被风机抽入除烟尘器的，为防止风机转动频率较低造成烟尘积聚于管路壁上，导致管路堵塞、除尘设备不能正常使用，现有技术在整个冶炼过程中都将风机的转动频率设置为最大频率不变，从而保证烟尘快速、及时、无粘滞地通过管路进入除烟尘器。 

但是，矿热电炉冶炼工艺流程一般都包括多个不同的工艺阶段，每个工艺阶段的工艺不同，因而产生的烟尘量也有所不同。如图1所示，某炼钢工艺流程包括顺序进行的捣炉、上料、焖烧、刺火、落料压料以及出炉这六个工艺阶段，且后五个工艺阶段可循环进行，以充分利用炉温，降低能耗，这五个工艺阶段合成一个生产周期。各工艺阶段所花费的时间依次为0.5小时、0.5小时、0.5小时、0.4小时、0.9小时、0.2小时，因而一个生产周期为2.5小时，这样，一个生产班组每天工作8小时，可以完成3个生产周期。在每个生产周期中，上料工艺阶段的0.5小时内电炉变压器的功率较低，约为额定功率的65％一75％，因而烟尘量的范围约为47520-60182m³/h；焖烧、刺火工艺阶段的0.9小时内电炉变压器的功率较高，为100％的额定功率，因而烟尘量也较大，约为80000m³/h；在落料压料和出炉工艺阶段的1.1小时内电路变压器的功率达到最大，烟尘量也达到最大，约为100000m³/h。 

由此可见，一个生产周期中各工艺阶段所产生的烟尘量是不同的，而且差异很大， 在烟尘产生量比较小的工艺阶段，风机无需很大的转动频率即可将烟尘完全抽至除烟尘器内处理掉，而现有技术持续将风机的转动频率设置为最大，浪费了很多的能源，在矿热电炉冶炼领域要求生产周期连续工作的情况下，风机的能源浪费更加严重，风机也更容易发生损坏，从而提高了维护、检修成本，并影响了生产。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速***，能降低其中风机的能耗，并延长风机的使用寿命。 

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速***，该***包括：由套装的内金属管和外金属管构成的电容、变频器、风机、除烟尘器； 

所述内金属管的外壁与外金属管的内壁之间的空间为烟尘流通空间； 

所述内金属管和外金属管分别与所述变频器相连，将表征所述电容量大小的电容量信号输入所述变频器； 

所述变频器与所述风机相连，控制所述风机的转动频率与所述电容量信号成正比； 

所述风机与所述内金属管、所述外金属管、所述除烟尘器均相连，将烟尘从所述烟尘流通空间抽至所述除烟尘器内。 

本实用新型的有益效果是：本实用新型中，烟尘流通经过内金属管的外壁与外金属管的内壁之间的空间，即烟尘流通空间时，会改变内金属管和外金属管之间的电介质，从而改变内金属管与外金属管套装形成的电容的电容量，这样，该电容输出的电容量信号也会改变，因此，电容量信号可作为检测到的矿热电炉烟尘浓度的指标；电容将电容量信号输出到变频器，可使变频器控制风机的转动频率与电容量信号对应改变，当流通的烟尘量增多时，电介质的介电系数变大，从而使电容量变大，这样，电容输出给变频器的电容量信号也就变大，变频器就控制风机的转动频率增大，以将更多的烟尘抽至除烟尘器，反过来，当流通的烟尘量减少时，电介质的介电系数变少，从而使电容量变少，这样，电容输出给变频器的电容量信号也就变少，变频器就控制风机的转动频率减小，这起到了除尘风机的变频调速功能，从而在完全将烟尘抽至除烟尘器的前提下减少风机的能源消耗。而正由于本实用新型能调节风机的转动频率，使其不必时刻工作于最大频率，风机的发热量比现有技术大大减少，使用寿命相应地大大延长了。 

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进： 

进一步，该***进一步包括导烟管；所述导烟管与所述内金属管、所述外金属管均相连，将烟尘导入所述烟尘流通空间。 

进一步，该***进一步包括将烟尘匀速抽入所述烟尘流通空间的抽风机；所述抽风机与所述内金属管、所述外金属管均相连。 

进一步，该***进一步包括放大所述电容量信号的放大电路；所述内金属管和外金属管分别与所述放大电路相连，将所述电容量信号输入所述放大电路；所述放大电路与所述变频器相连，将放大后的电容量信号输出至所述变频器，使其控制所述风机的转动频率与所述放大后的电容量信号成正比。 

进一步，该***进一步包括电磁阀；所述风机与所述内金属管、所述外金属管通过所述电磁阀相连。 

进一步，该***进一步包括与所述电磁阀相连、控制所述电磁阀工作的控制装置。 

进一步，该***进一步包括与所述变频器相连、对所述变频器进行负载匹配和谐波控制的电抗器。 

进一步，所述除烟尘器包括除尘器、灰斗；其中，所述除尘器与所述风机相连；所述灰斗与所述除尘器内部相通，且位于所述除尘器的下方；所述除尘器滤出所述烟尘中的固态颗粒，并将其汇入所述灰斗。 

附图说明

图1为某炼钢工艺的流程图； 

图2为本实用新型提出的矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速***的结构图； 

图3为应用本实用新型的矿热***的结构图。 

图3中的附图标记说明： 

301-矿热电炉  302-导烟管  303、306-法兰  304-内金属管   305-外金属管 

307-放大电路  308-变频器  309-一号电磁阀 310-二号电磁阀 311-主管道 

312-风机      313-储气罐  314-除尘器     315-灰斗 

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。 

图2为本实用新型提出的矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速***的结构图。如图2所示，该***包括：由套装的内金属管202和外金属管201构成的电容、变频器203、风机204、除烟尘器205； 

内金属管202的外壁与外金属管201的内壁之间的空间为烟尘流通空间； 

内金属管202和外金属管201分别与变频器203相连，将表征电容量大小的电容量信号输入变频器203； 

变频器203与风机204相连，控制风机204的转动频率与电容量信号成正比； 

风机204与内金属管202、外金属管201、除烟尘器205均相连，将烟尘从烟尘流通空间抽至除烟尘器205内。 

这里，内金属管和外金属管的材料为金属即可，例如，可以为铜，可以为铝合金，也可以为不锈钢。二者形成的烟尘流通空间为烟尘流通的空间，烟尘流经该空间，被风机抽入除烟尘器内进行处理，因而烟尘流通空间内的烟尘就是内金属管和外金属管构成的电容中的电介质，由于不同时刻流经烟尘流通空间的烟尘量是不同的，因而该电介质的介电系数ε也就不断变化，烟尘量越大，介电系数ε也就越大，在作为电容两极板的内金属管与外金属管的相对面积A、极板间距d不变的情况下，由电容的电容量计算公式C＝εA/d可知，电容量C也就越大，这样，内金属管和外金属管构成的电容也就能容纳更多的电量，作为两极板的内金属管和外金属管之间的电压也就增大了。反过来，烟尘量越小，介电系数ε也就越小，根据C＝εA/d可知，电容量C也就越小，因而电容能容纳的电量会减小，造成内金属管和外金属管之间的电压随之减小。 

由此可见，内金属管和外金属管构成的电容的电容量随烟尘流通空间内流通的烟尘的量的改变而改变，流通的烟尘量越大，电容量也越大，内金属管和外金属管之间的电压也就越大，反之，流通的烟尘量越小，电容量也就越小，内金属管和外金属管之间的电压也就越小。由内金属管和外金属管构成的电容的电容量可由内金属管和外金属管之间的电压信号来体现，将该电压信号作为本实用新型所述的电容量信号输出至变频器，这样，变频器就可以根据该电容量信号，改变输出至风机的转动频率控制信号，从而控制风机的转动频率与电容量信号的大小成正比。 

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变风机工作电源的频率和幅度的方式来控制风机的电力传动元件。其输入可以是电压信号，也可以是电流信号。 

本实用新型中的风机是通过自身的转动将烟尘抽至除烟尘器的设备，其转动频率与产生的风速成正比，转动频率越大，产生的风速也就越大，也就能将更多的烟尘抽入除 烟尘器，反过来，转动频率越小，产生的风速也就越小，抽入除烟尘器的烟尘量也就越小。 

本实用新型中，风机的转动频率由变频器控制，与电容量信号成正比，电容量信号越大，说明烟尘量越大，则转动频率也就增大以将更多的烟尘抽至除烟尘器内，反之，电容量信号越小，说明烟尘量较小，则转动频率可以减小以降低风机的能耗。 

本实用新型中，除烟尘器是处理清除烟尘、使矿热电炉达到无污染排放的设备，其可以是包含过滤和储存装置、以过滤并储存烟尘中的固态颗粒、储存烟尘中的气态物质的设备，也可以是包含清洗和储存装置、以清洗烟尘消除其中的固态颗粒、并储存烟尘中的气态物质的设备。 

本实用新型中，内金属管、外金属管与变频器的连接方式可以为通过导线直接相连，也可以为通过某些电路来间接相连，例如，内金属管、外金属管可以分别通过导线与放大电路相连，从而将电容量信号放大，该放大电路又与变频器的信号输入端通过导线相连，从而将放大后的电容量信号输出至变频器。当然，该信号放大电路还可以进一步与滤波、模数转换、数模转换等电路相连，以进一步对电容量信号或者放大后的电容量信号进行滤波、模数转换、数模转换等必要的处理。 

风机与内金属管、外金属管的连接方式多种多样，能使风机能将烟尘流通空间内的烟尘无泄露地抽至除烟尘器的连接方式，均在本实用新型的保护范围之内。例如，风机与内金属管、外金属管通过法兰连接，或风机与一号连接导管的一端相连，而一号连接导管的另一端则与内金属管、外金属管形成的烟尘流通空间的出口直接连接，或者，如图2所示，风机204与主管道相连，该主管道的直径比较大，可传输比内金属管和外金属管构成的检测管道更大量的烟尘，而内金属管与外金属管构成的检测管道通过电磁阀与主管道相连，从而间接与风机相连，这里的电磁阀是用电磁控制的工业设备，等等。 

风机与除烟尘器的连接方式也有很多种，只要能保证风机能将烟尘无泄漏地抽至除烟尘器的连接方式均在本实用新型的保护范围之内。例如，风机与除烟尘器通过法兰直接连接，或二者通过导管直接相连，或二者通过导管、法兰连接连接，等等。 

本实用新型中，烟尘流通经过内金属管的外壁与外金属管的内壁之间的空间，即烟尘流通空间时，会改变内金属管和外金属管之间的电介质，从而改变内金属管与外金属管套装形成的电容的电容量，这样，该电容输出的电容量信号也会改变，因此，电容量信号可作为检测到的矿热电炉烟尘浓度的指标；电容将电容量信号输出到变频器，可使变频器控制风机的转动频率与电容量信号对应改变，当流通的烟尘量增多时，电介质的 介电系数变大，从而使电容量变大，这样，电容输出给变频器的电容量信号也就变大，变频器就控制风机的转动频率增大，以将更多的烟尘抽至除烟尘器，反过来，当流通的烟尘量减少时，电介质的介电系数变少，从而使电容量变少，这样，电容输出给变频器的电容量信号也就变少，变频器就控制风机的转动频率减小，这起到了除尘风机的变频调速功能，从而在完全将烟尘抽至除烟尘器的前提下减少风机的能源消耗。而正由于本实用新型能调节风机的转动频率，使其不必时刻工作于最大频率，风机的发热量比现有技术大大减少，使用寿命相应地大大延长了。 

进一步地，该***还可以包括导烟管，该导烟管与内金属管、外金属管均相连，将烟尘导入烟尘流通空间。 

这里，导烟管作为将烟尘导入烟尘流通空间的管路，可通过法兰连接的方式与内金属管、外金属管形成的烟尘流通空间的入口相连接。 

导烟管的入口可以与矿热电炉的排烟尘口相连。 

进一步地，该***还可以包括将烟尘匀速抽入烟尘流通空间的抽风机；抽风机与内金属管、外金属管均相连。 

这里，抽风机也可以是风机的形式，其与内金属管、外金属管的连接是密闭无泄漏的，保证烟尘不会污染环境。 

当然，抽风机还可以是与上述的导烟管相连的，其提供将进入导烟管的烟尘抽入烟尘流通空间的动力，该动力保持不变，就可以保证烟尘的流通速度是匀速的。 

抽风机将烟尘匀速抽入烟尘流通空间，可保证烟尘流通空间内的烟尘量仅与当前工艺阶段产生的烟尘量有关，而与烟尘流通速度无关，这样可以提高电容量检测的准确性，进而提高风机转动频率控制的有效性。 

进一步地，如图2所示，该***在电容与变频器203之间还可以包括放大电容量信号的放大电路206，其中，内金属管202和外金属管201分别与放大电路206相连，从而将电容量信号输入放大电路206；放大电路206与变频器203相连，可将放大后的电容量信号输出至变频器203，使其控制风机204的转动频率与放大后的电容量信号成正比。 

这里，内金属管、外金属管与变频器是通过放大电路间接连接在一起的，放大电路实现的是对电容量信号进行放大，从而有利于变频器进行识别。 

当然，该放大电路中也可以包括滤波、模数转换、数模转换等电路，以对电容量信号或放大后的电容量信号进行滤波、模数转换、数模转换等处理，从而进一步提高电容量信号的信噪比。 

该***还可以包括电磁阀；风机与内金属管、外金属管通过电磁阀相连，即内金属管、外金属管与该电磁阀的入口相连，风机与电磁阀的出口相连；或者，如图2所示，内金属管、外金属管与电磁阀的入口相连，而电磁阀的出口与主管道相连，风机又与主管道的出口相连，从而间接与内金属管、外金属管相连。 

为了进一步控制电磁阀的工作，该***还可以包括与电磁阀相连、控制电磁阀工作的控制装置，这里的控制装置可以为继电器。 

电磁阀是用电磁控制的工业设备，在工业控制***中可用于调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀里有密闭的腔，腔中间是阀体，两面是两块电磁铁。电磁阀有入口和出口，出口可以为多个，从而与不同的管路和器件连接。当某一面的电磁铁通电时，阀体就会被吸引到该面，这样，阀体就可以挡住该面的出口，或开启其他未被挡住的出口。因此，电磁阀是用电磁的效应进行控制，其主要的控制方式为利用继电器进行控制，即用继电器来控制电磁铁的通电与断电，从而控制阀体的移动。 

由于烟尘中的固体颗粒具有一定的粘滞性，经过一定时间，必然会有部分固体颗粒粘于内金属管的外壁和外金属管的内壁上，从而减小烟尘流通空间的大小，并造成电容量的检测不准确，因此，本实用新型可以用电磁阀来清除附着于关闭上的固体颗粒。具体的做法可以是：间隔开启电磁阀的入口与出口间的通路，从而使风机的动力间隔作用于烟尘流通空间中的烟尘，防止固体颗粒附着于内金属管的外壁或外金属管的内壁上。间隔时间可以是固定的，这样，电磁阀就是周期性通断，间隔时间也可以不固定，这样，电磁阀就是非周期性通断。 

本实用新型在风机与内金属管、外金属管间设置了电磁阀，可防止烟尘中的固体颗粒附着于内金属管的外壁或外金属管的内壁上，保证烟尘流通空间的畅通以及电容量检测的准确性。 

该***还可以包括与变频器相连、对变频器进行负载匹配和谐波控制的电抗器。 

由于变频器是一种电力传动元件，其内部的电子线路与风机等外部负载的功率不一定匹配，且变频器在根据电容量信号产生风机转动频率控制信号的过程中要产生各种谐波，这些谐波大多不能输出至风机，否则会造成风机工作异常，进而可能损坏风机。因此，本实用新型进一步设置了对变频器进行负载匹配和谐波控制的电抗器，从而提高了变频器的信噪比，也提高了变频器输出信号的质量。 

图3为应用本实用新型的矿热***的结构图。如图3所示，该***中，导烟管的入口与矿热电炉的烟尘出口相连，导烟管的出口通过法兰与内金属管、外金属管构成的烟 尘流通空间的入口相连，内金属管、外金属管分别通过导线与放大电路相连，放大电路通过导线与变频器相连，变频器又与风机相连，这样，内金属管和外金属管构成的电容可将电容量信号输出至放大电路，经放大电路放大后的电容量信号进入变频器，由变频器根据放大后的电容量信号输出风机转动频率控制信号，以控制风机的转动频率与电容量信号的大小成正比。 

在加热过程中，矿热电炉产生的烟尘主要通过主管道传输至风机，而本实用新型提出的由内金属管和外金属管之间的烟尘流通空间是作为检测管道使用的，其管径要远小于主管道，因此，检测管道中的烟尘在检测使用完毕之后，要汇入主管道，从而与主管道中的烟尘一起进行处理。 

图3所示的实施例中，除烟尘器包括除尘器、灰斗；其中，除尘器与风机相连；灰斗与除尘器内部相通，且位于除尘器的下方；除尘器可滤出烟尘中的固态颗粒，并将其汇入灰斗。另外，该实施例还设置了一个储气罐，该储气罐与检测管道的出口相连，可储存烟尘中的气态物质。 

图3中，内金属管、外金属管构成的烟尘流通空间的出口通过法兰与单输入双输出的管路相连，该单输入双输出的管路分别通过一号电磁阀和二号电磁阀与风机和储气罐相连，一号电磁阀和二号电磁发不能同时开启。储气罐可将内部储存的气态物质输出到气站。 

图3所示的实施例的工作原理如下： 

在加热环境中产生的烟尘包含矿物的固态颗粒、一氧化碳、二氧化碳等气态物质，由于矿热电炉的能量较高，烟尘的动能较大，因而烟尘无需抽风机带动即可自行进入导烟管，然后沿导烟管进入内金属管与外金属管之间的烟尘流通空间，当一号电磁阀开启而二号电磁阀关闭时，风机将烟尘抽入除尘器，在除尘器内进行过滤后，烟尘中的固态颗粒在重力作用下进入除尘器下方的灰斗进行集中保存，当灰斗中的固态颗粒达到一定量时，将其取出集中利用或处理；当二号电磁阀开启而一号电磁阀关闭时，烟尘进入储气罐中，经过一段时间，固态颗粒沉淀于储气罐底部，一氧化碳、二氧化碳等气态物质储存于储气罐上部，成为可以再利用的可燃气体进入气站，进行资源的再利用。 

内金属管和外金属管构成的电容是以烟尘流通空间中的烟尘作为电介质的，当烟尘在其中流通时，电介质的介电系数不断变化，烟尘量越大，则介电系数也就越大，这样，内金属管和外金属管之间作为输出至放大电路的电容量信号的电压信号也就越大，该电容量信号经过放大电路的放大，进入变频器，变频器控制风机的转动频率与该放大后的 电容量信号的大小成正比，从而提高风机的转动频率，同时，一号电磁阀或二号电磁阀开启，从而由风机将更多的烟尘抽入除尘器或储气罐进行处理。反之，烟尘量越小，则介电系数也就越小，电容量信号也就越小，电容量信号经放大电路的放大，输出至变频器，从而由变频器控制风机的转动频率与该放大后的电容量信号的大小成正比，即降低风机的转动频率，以降低风机的能耗，延长风机的使用寿命。 

同时，一号电磁阀和二号电磁阀不同时开启，可提高烟尘流通空间中烟尘的流通速度，防止烟尘积聚于内金属管的外壁或外金属管的内壁，起到清除烟尘流通空间中的落尘的作用。 

用具体的数字说明一下本实用新型的节能效能如下： 

利用图1所示的工艺流程来炼制铁合金，电炉采用6600kVA容量的半封闭电炉，矿物采用硅钡钙合金，生成的烟尘量以生产一吨铁合金产品约产生1500-2000m³的炉气来计算，烟尘的主要成分为矿物固态颗粒和60％-70％含量的一氧化碳。 

电炉在冶炼时，炉内电极电弧的放电产生大量的炉气和矿物固态颗粒，随着炉内物理、化学反应的持续，这些炉气和固态颗粒在聚集到一定程度之后，即与空气中的氧化物结合，生成包含矿物固态颗粒和一氧化碳在内的烟尘，烟气量的计算用下式表示：Q＝PNZ，其中，Q表示烟尘量，单位为m³/h，P表示电炉容量，单位为kVA，N表示标准工况下的单位烟气量(10-12m³/h)，Z表示电炉的超载系数，取1.3。 

在电炉以最大功率工作时，P＝6600kVA，则烟尘量 

Q＝6600(KVA)×12(m³/h)×1.3＝102960(m³/h)，约为100000m³/h。 

该烟尘量与Q工艺阶段有着紧密的关系。在上料工艺阶段，电炉的功率由额定功率(6600kVA的80％左右)的65-75％逐步增大至额定功率，烟气量的范围为47520-60182m³/h，时间约0.5小时；在焖烧、刺火工艺阶段，电炉功率为额定功率，烟气量达到80000m³/h，时间约0.9小时；在落料压料和出炉工艺阶段，电炉功率为最大功率，烟气量达到100000m³/h，时间约1.1小时。 

与此相适应，风机采用315kW/380V规格，利用本实用新型提出的矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速***，在各工艺阶段测算风机的转速、转动频率及功率如下： 

在捣炉、上料工艺阶段的1小时中，风机的转速为600r/min，转动频率为20Hz，风机的功率为105kW； 

在焖烧、刺火及刺火的前半阶段，风机的转速为900r/min，转动频率为30Hz，风机的功率为182kW； 

在刺火的后半阶段、落料压料、出炉工艺阶段，烟尘量最大，风机的转速为1450r/min，转动频率为50Hz，风机的功率315kW。 

可见，采用本实用新型提出的矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速***，不仅达到高能耗行业清洁生产的要求，而且还可以节约电能30％左右，同时，风机的使用寿命也可以大大延长。 

本实用新型提出的矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速***中，导烟管、内金属管和外金属管形成的烟尘流通空间、风机、除烟尘器是烟尘的流通通道，它们之间的连接都是密闭无泄漏的，可保证烟尘从矿热电炉到除烟尘器的整个通路不会发生环境污染，从而提高了本实用新型提出的矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速***的环保性能。 

由此可见，本实用新型具有以下优点： 

(1)本实用新型中，烟尘流通经过内金属管的外壁与外金属管的内壁之间的空间，即烟尘流通空间时，会改变内金属管和外金属管之间的电介质，从而改变内金属管与外金属管套装形成的电容的电容量，这样，该电容输出的电容量信号也会改变，因此，电容量信号可作为检测到的矿热电炉烟尘浓度的指标；电容将电容量信号输出到变频器，可使变频器控制风机的转动频率与电容量信号对应改变，当流通的烟尘量增多时，电介质的介电系数变大，从而使电容量变大，这样，电容输出给变频器的电容量信号也就变大，变频器就控制风机的转动频率增大，以将更多的烟尘抽至除烟尘器，反过来，当流通的烟尘量减少时，电介质的介电系数变少，从而使电容量变少，这样，电容输出给变频器的电容量信号也就变少，变频器就控制风机的转动频率减小，这起到了除尘风机的变频调速功能，从而在完全将烟尘抽至除烟尘器的前提下减少风机的能源消耗。而正由于本实用新型能调节风机的转动频率，使其不必时刻工作于最大频率，风机的发热量比现有技术大大减少，使用寿命相应地大大延长了。 

(2)本实用新型中，导烟管、内金属管和外金属管形成的烟尘流通空间、风机、除烟尘器之间的连接都是密闭无泄漏的，可保证烟尘从矿热电炉到除烟尘器的整个通路不会发生环境污染，从而提高了本实用新型提出的矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速***的环保性能。 

(3)本实用新型中，抽风机将烟尘匀速抽入烟尘流通空间，可保证烟尘流通空间内的烟尘量仅与当前工艺阶段产生的烟尘量有关，而与烟尘流通速度无关，这样可以提高电容量检测的准确性，进而提高风机转动频率控制的有效性。 

(4)本实用新型中，内金属管、外金属管与变频器是通过放大电路间接连接在一起的，放大电路实现的是对电容量信号进行放大，从而有利于变频器进行识别。 

(5)本实用新型中，放大电路中也可以包括滤波、模数转换、数模转换等电路，以对电容量信号或放大后的电容量信号进行滤波、模数转换、数模转换等处理，从而进一步提高电容量信号的信噪比。 

(6)本实用新型在风机与内金属管、外金属管间设置了电磁阀，可防止烟尘中的固体颗粒附着于内金属管的外壁或外金属管的内壁上，保证烟尘流通空间的畅通以及电容量检测的准确性。 

(7)由于变频器是一种电力传动元件，其内部的电子线路与风机等外部负载的功率不一定匹配，且变频器在根据电容量信号产生风机转动频率控制信号的过程中要产生各种谐波，这些谐波大多不能输出至风机，否则会造成风机工作异常，进而可能损坏风机。因此，本实用新型进一步设置了对变频器进行负载匹配和谐波控制的电抗器，从而提高了变频器的信噪比，也提高了变频器输出信号的质量。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种矿热电炉烟尘浓度检测及除尘风机变频调速***，其特征在于，该***包括：由套装的内金属管和外金属管构成的电容、变频器、风机、除烟尘器；

所述内金属管的外壁与外金属管的内壁之间的空间为烟尘流通空间；

所述内金属管和外金属管分别与所述变频器相连，将表征所述电容量大小的电容量信号输入所述变频器；

所述变频器与所述风机相连，控制所述风机的转动频率与所述电容量信号成正比；

所述风机与所述内金属管、所述外金属管、所述除烟尘器均相连，将烟尘从所述烟尘流通空间抽至所述除烟尘器内。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，该***进一步包括导烟管；所述导烟管与所述内金属管、所述外金属管均相连，将烟尘导入所述烟尘流通空间。

3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，该***进一步包括将烟尘匀速抽入所述烟尘流通空间的抽风机；所述抽风机与所述内金属管、所述外金属管均相连。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，该***进一步包括放大所述电容量信号的放大电路；所述内金属管和外金属管分别与所述放大电路相连，将所述电容量信号输入所述放大电路；所述放大电路与所述变频器相连，将放大后的电容量信号输出至所述变频器，使其控制所述风机的转动频率与所述放大后的电容量信号成正比。

5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，该***进一步包括电磁阀；所述风机与所述内金属管、所述外金属管通过所述电磁阀相连。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，该***进一步包括与所述电磁阀相连、控制所述电磁阀工作的控制装置。

7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，该***进一步包括与所述变频器相连、对所述变频器进行负载匹配和谐波控制的电抗器。

8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的***，其特征在于，所述除烟尘器包括除尘器、灰斗；其中，所述除尘器与所述风机相连；所述灰斗与所述除尘器内部相通，且位于所述除尘器的下方；所述除尘器滤出所述烟尘中的固态颗粒，并将其汇入所述灰斗。

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