燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及燒結(jié)生產(chǎn)過程，尤其涉及一種燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 國(guó)內(nèi)部分鋼鐵廠的燒結(jié)主抽風(fēng)機(jī)采用了變頻調(diào)速技術(shù)取代進(jìn)口閥門來調(diào)節(jié)燒結(jié) 風(fēng)量，以適應(yīng)燒結(jié)工藝對(duì)風(fēng)量的要求。
[0003] 實(shí)際上，燒結(jié)生產(chǎn)過程中影響因素較多，譬如：環(huán)境溫度、臺(tái)車料層厚度、原料情 況、配比情況等，往往會(huì)導(dǎo)致垂直燒結(jié)速度的較大波動(dòng)。
[0004] 而目前的主抽風(fēng)機(jī)變頻轉(zhuǎn)速控制方式依然采用開環(huán)控制，即依靠人工經(jīng)驗(yàn)來判 斷、操作和調(diào)整，而經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的不確定性、局限性和個(gè)體差異等因素會(huì)給生產(chǎn)控制和主抽風(fēng) 量調(diào)節(jié)帶來很大的不確定性，過程的控制能力難以達(dá)到理想水平。對(duì)于這樣的變頻調(diào)節(jié)系 統(tǒng)，雖然有一定范圍的節(jié)能空間，但由于沒有分析燒結(jié)過程中各個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系，控制方 式傳統(tǒng)、簡(jiǎn)單，節(jié)能空間有限，并且時(shí)常出現(xiàn)較大的波動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何解決人工開環(huán)控制下，其控制方法節(jié)能空間有 限、并且時(shí)常出現(xiàn)較大波動(dòng)的問題。
[0006] 為了解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了 一種燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能控制方法， 包括如下步驟：
[0007] 實(shí)時(shí)采集各風(fēng)箱的溫度；
[0008] 然后，在每個(gè)時(shí)刻：
[0009] SI:根據(jù)已采集得到的溫度及對(duì)應(yīng)的風(fēng)箱位置，擬合得到風(fēng)箱溫度與風(fēng)箱位置的 函數(shù)關(guān)系曲線；
[0010] S2:依據(jù)該函數(shù)曲線得到該時(shí)刻推算的燒結(jié)終點(diǎn)BTP和溫度上升點(diǎn)BRP;
[0011] S3:判斷所述溫度上升點(diǎn)BRP的變化是否超出穩(wěn)定區(qū)間，若未超出，則進(jìn)入步驟S4; [0012] S4:根據(jù)步驟S2得到的燒結(jié)終點(diǎn)BTP計(jì)算確定當(dāng)下的垂直燒結(jié)速度；
[0013] 以倒數(shù)第二個(gè)或倒數(shù)第三個(gè)風(fēng)箱為燒結(jié)終點(diǎn)計(jì)算確定理想的垂直燒結(jié)速度；
[0014] S5:比對(duì)當(dāng)下的垂直燒結(jié)速度與理想的垂直燒結(jié)速度，判斷是否需調(diào)整，若需調(diào) 整，計(jì)算確定相應(yīng)的垂直燒結(jié)速度的調(diào)整值；
[0015] S6:依據(jù)步驟S5確定的垂直燒結(jié)速度的調(diào)整值，確定主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整值，進(jìn)而 對(duì)主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。
[0016] 可選的，針對(duì)每個(gè)風(fēng)箱，布置六個(gè)溫度傳感器檢測(cè)其溫度，且六個(gè)溫度檢測(cè)器位于 同一截面，檢測(cè)時(shí)，采用六個(gè)溫度傳感器檢測(cè)溫度的平均值作為該風(fēng)箱的溫度。
[0017] 可選的，在所述步驟Sl中，風(fēng)箱溫度與風(fēng)箱位置的函數(shù)關(guān)系曲線為四次函數(shù)曲線：
[0018] Y = aX4+bX3+cX2+dX+e
[0019] 式中：Y-廢氣溫度，單位：°C
[0020] X-為風(fēng)箱位置，單位:m
[0021] a、b、c、d和e 為系數(shù)。
[0022]可選的，在所述步驟S2中，采用曲線上180度的點(diǎn)作為溫度上升點(diǎn)BRP，采用曲線的 極大值點(diǎn)作為燒結(jié)終點(diǎn)BTP。
[0023] 可選的，在所述步驟S3中，通過以下公式計(jì)算確定理想的和當(dāng)下的垂直燒結(jié)速度：
[0024]
[0025] 式中：Vf為垂直燒結(jié)速度；
[0026] H為料層厚度；
[0027] t為從溫度上升點(diǎn)到燒結(jié)終點(diǎn)的時(shí)間。
[0028] 可選的，在所述步驟S5中，通過以下公式計(jì)算得到主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整值：
[0029] Δη=Κ · AVf
[0030] 其中：Λη為轉(zhuǎn)速的變化量，單位:r/min; AVf為垂直燒結(jié)速度的變化量;K為系數(shù)。 [0031]可選的，系數(shù)K通過以下過程確定：
[0032] 針對(duì)每個(gè)時(shí)刻：
[0033] 先確定垂直燒結(jié)速度與燒結(jié)機(jī)速的關(guān)系、燒結(jié)機(jī)速與主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量的關(guān)系、主抽 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量的關(guān)系；
[0034] 依據(jù)以上確定的關(guān)系，計(jì)算得到K值。
[0035] 可選的，垂直燒結(jié)速度與燒結(jié)機(jī)速之間的關(guān)系通過以下公式被確定：
[0036]
[0037] 式中：Vo為燒結(jié)機(jī)速度；
[0038] S為溫度上升點(diǎn)到倒數(shù)第二個(gè)或倒數(shù)第三個(gè)風(fēng)箱的距離；
[0039] H為料層厚度；
[0040] Vf為垂直燒結(jié)速度。
[0041] 可選的，燒結(jié)機(jī)速與主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量的關(guān)系，以及主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量的 關(guān)系通過實(shí)時(shí)的燒結(jié)機(jī)速、主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量和主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)，擬合函數(shù)曲線得到，且燒 結(jié)機(jī)速與主抽風(fēng)機(jī)風(fēng)量之間，以及主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速與主抽風(fēng)機(jī)之間均為一次線性關(guān)系。
[0042] 可選的，在所述步驟S6中，確定主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整值后，還包括：
[0043] 判斷該調(diào)整值是否處于允許范圍之內(nèi)，僅當(dāng)處于時(shí)，才對(duì)主軸風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行相 應(yīng)調(diào)節(jié)。
[0044] 本發(fā)明將風(fēng)機(jī)溫度的采集與主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速之間通過垂直燒結(jié)速度建立起聯(lián)系，形 成了完整的閉環(huán)自動(dòng)控制，克服以前的人工經(jīng)驗(yàn)和開環(huán)控制方法產(chǎn)生的操作偏差，得出主 抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、燒結(jié)風(fēng)量、燒結(jié)機(jī)速和垂直燒結(jié)速度之間的相關(guān)關(guān)系，建立以垂直燒結(jié)速度為 判據(jù)的主抽風(fēng)機(jī)節(jié)能控制模型，實(shí)現(xiàn)通過智能調(diào)節(jié)主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)燒結(jié)過程穩(wěn)定的目 的。
【附圖說明】
[0045] 圖1和圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中燒結(jié)廢氣溫度曲線圖；
[0046] 圖3是本發(fā)明一實(shí)施例中燒結(jié)機(jī)速度和主抽風(fēng)量的擬合線圖；
[0047] 圖4是本發(fā)一實(shí)施例中風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和主抽風(fēng)量的擬合線圖
[0048] 圖5是本發(fā)明一實(shí)施例中燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能控制方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 以下將結(jié)合圖1至圖5對(duì)本發(fā)明提供的燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能控制方法進(jìn)行詳 細(xì)的描述，其為本發(fā)明可選的實(shí)施例，可以認(rèn)為，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不改變本發(fā)明精神和內(nèi) 容的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行修改和潤(rùn)色。
[0050] 請(qǐng)參考圖5,本發(fā)明提供了一種燒結(jié)機(jī)主抽風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能控制方法，包括如下步 驟：
[0051] 實(shí)時(shí)采集各風(fēng)箱的溫度；
[0052] 然后，在每個(gè)時(shí)刻：
[0053] SI:根據(jù)已采集得到的溫度及對(duì)應(yīng)的風(fēng)箱位置，擬合得到風(fēng)箱溫度與風(fēng)箱位置的 函數(shù)關(guān)系曲線；
[0054]在本發(fā)明可選的實(shí)施例中，針對(duì)每個(gè)風(fēng)箱，布置六個(gè)溫度傳感器檢測(cè)其溫度，且六 個(gè)溫度檢測(cè)器位于同一截面，檢測(cè)時(shí)，采用六個(gè)溫度傳感器檢測(cè)溫度的平均值作為該風(fēng)箱 的溫度。換言之，在大煙道及所有風(fēng)箱內(nèi)采用多支型熱電偶，每個(gè)截面測(cè)量6個(gè)點(diǎn)溫度，全面 反映燒結(jié)廢氣溫度的變化情況。風(fēng)箱內(nèi)6個(gè)熱電偶溫度的平均值作為此風(fēng)箱的廢氣溫度。
[0055] 將風(fēng)箱廢氣溫度和風(fēng)箱位置回歸成四次函數(shù)，得到燒結(jié)廢氣的溫度曲線，四次曲 線回歸時(shí)取后半數(shù)風(fēng)箱之后大于l〇〇°C的點(diǎn)進(jìn)行回歸，以得到能準(zhǔn)確反映廢氣溫度的曲線。 在所述步驟Sl中，風(fēng)箱溫度與風(fēng)箱位置的函數(shù)關(guān)系曲線為四次函數(shù)曲線：
[0056] Y = aX4+bX3+cX2+dX+e
[0057] 式中：Y-廢氣溫度，單位：°C
[0058] X-為風(fēng)箱位置，單位:m
[0059] a、b、c、d和e 為系數(shù)。
[0060]依次輸入4點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)到式（1)中，解聯(lián)立方程組，可求得多項(xiàng)式的系數(shù)a、b、c、d、 e，完成廢氣溫度曲線的擬合求解。
[0061]由于解聯(lián)立方程組比較繁瑣，通常的操作步驟為:利用Excel圖表應(yīng)用軟件，繪制 出廢氣溫度曲線，利用Excel中"趨勢(shì)線格式"的功能，可方便求得廢氣溫度曲線的多項(xiàng)式方 程。
[0062] S2:依據(jù)該函數(shù)曲線得到該時(shí)刻推算的燒結(jié)終點(diǎn)BTP和溫度上升點(diǎn)BRP;
[0063]在本發(fā)明可選的實(shí)施例中，在所述步驟S2中，采用曲線上180度的點(diǎn)作為溫度上升 點(diǎn)BRP，采用曲線的極大值點(diǎn)作為燒結(jié)終點(diǎn)BTP。如圖1和圖2所示根，據(jù)燒結(jié)機(jī)各風(fēng)箱溫度的 測(cè)量值，可依次求出曲線上180 °C的BRP點(diǎn)（廢氣溫度快速上升點(diǎn)）位置S值和曲線上的極大 值點(diǎn)BTP (燒結(jié)終點(diǎn))位置S值。
[0064] S3:判斷所述溫度上升點(diǎn)BRP的變化是否超出穩(wěn)定區(qū)間，若未超出，則進(jìn)入步驟S4;
[0065]在實(shí)際控制過程中，由于燒結(jié)溫度的變化有一個(gè)滯后的過程，也就是說在燒結(jié)風(fēng) 量變化時(shí)，其燒結(jié)風(fēng)溫變化是滯后的，這樣就導(dǎo)致BTP位置的變化總是滯后于燒結(jié)風(fēng)量的變 化的，為了避免BTP位置頻繁的波動(dòng)，所以引入了BRP，這樣可以根據(jù)BRP位置的變化來判斷 BTP的穩(wěn)定性，作為后續(xù)過程的前置預(yù)判和參考。
[0066]根據(jù)步驟S2得到的燒結(jié)終點(diǎn)BTP計(jì)算確定當(dāng)下的垂直燒結(jié)速度；
[0067]以倒數(shù)第二個(gè)或倒數(shù)第三個(gè)風(fēng)箱為燒結(jié)終點(diǎn)計(jì)算確定理想的垂直燒結(jié)速度；當(dāng) 然，本發(fā)明優(yōu)選倒數(shù)第二個(gè)風(fēng)箱；
[0068] 在本發(fā)明可選的實(shí)施例中，在所述步驟S3中，通過以下公式計(jì)算確定理想的和當(dāng) 下的垂直燒結(jié)諫麼，
[0069]
(1)
[0070] 式中：Vf為垂直燒結(jié)速度，單位
[0071] H為料層厚度，單位:mm;
[0072] t為從點(diǎn)火到燒結(jié)終點(diǎn)BTP的時(shí)間，單位:min。
[0073] S4:比對(duì)當(dāng)下的垂直燒結(jié)速度與理想的垂直燒結(jié)速度，判斷是否需調(diào)整，若需調(diào) 整，計(jì)算確定相應(yīng)的垂直燒結(jié)速度的調(diào)整值；
[0074] S5:依據(jù)步驟S4確定的垂直燒結(jié)速度的調(diào)整值，確定主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整值，進(jìn)而 對(duì)主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整。
[0075] 本發(fā)明可選的實(shí)施例中，在所述步驟S5中，通過以下公式計(jì)算得到主抽風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 的調(diào)整值：
[0076] Δη=Κ · AVf (7)
[0077] 其中：Λη為轉(zhuǎn)速的變化量，單位:r/min; AVf為垂直燒結(jié)速度的變化量;K為系數(shù)。
[0078] 進(jìn)一步來說，系數(shù)K通過以下過程確定：