一种加热炉助燃风机的节能控制方法与流程

1.本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种加热炉助燃风机的节能控制方法。


背景技术：

2.目前步进式加热炉助燃风机的电机是采用工频运行，电机的转速始终保持不变，但是步进式加热炉并不是时时刻刻都在满负荷运行，在很多情况下，如生产节奏较慢或日常检修时，加热炉处于保温状态，由于助燃风机始终处于满负荷运行，因此需要调节助燃风机风门的开口度来调节风量，使加热炉保持在所需的运行负荷下，但由于助燃风机始终都是满负荷运行，因此造成了助燃风机耗电量较高，且加热炉风压控制精度低的问题。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种加热炉助燃风机的节能控制方法。
4.为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：一种加热炉助燃风机的节能控制方法，包括，将助燃风机由工频驱动方式调整为变频驱动方式；将助燃风机的风门保持在最大开度；加热炉控制系统根据加热炉所需风量向变频器提供给定信号；变频器接收到加热炉控制系统的给定信号后，通过信号处理转换为电机运行频率，并控制助燃风机以此运行频率运行。
5.作为本发明所述加热炉助燃风机的节能控制方法的一种优选方案，其中：所述助燃风机的供电回路包括供电端、高压开关qf1、高压隔离开关qs1、单刀双掷开关qs2、变频器和助燃风机，所述高压开关qf1的一端与所述供电端连接，所述高压开关qf1的另一端与所述高压隔离开关qs1的一端以及所述单刀双掷开关qs2的b端连接，所述高压隔离开关qs1的另一端以及所述单刀双掷开关qs2的a端分别连接在所述变频器的两端，所述助燃风机与所述单刀双掷开关qs2的剩余一端连接。
6.作为本发明所述加热炉助燃风机的节能控制方法的一种优选方案，其中：所述将助燃风机的工频驱动方式调整为变频驱动方式包括，将所述高压隔离开关qs1闭合，并将所述单刀双掷开关闭合于a端。
7.作为本发明所述加热炉助燃风机的节能控制方法的一种优选方案，其中：在所述变频器接收到加热炉控制系统的给定信号后，通过信号处理转换为电机运行频率，并控制助燃风机以此运行频率运行之后，还包括，当变频器发生故障，且助燃风机需要保持运行状态时，将助燃风机由变频驱动方式调整为工频驱动方式，待变频器故障排除后，再将助燃风机由工频驱动方式调整为变频
驱动方式。
8.作为本发明所述加热炉助燃风机的节能控制方法的一种优选方案，其中：所述将助燃风机由变频驱动方式调整为工频驱动方式，包括，将所述高压隔离开关qs1打开，并将所述单刀双掷开关闭合于b端。
9.作为本发明所述加热炉助燃风机的节能控制方法的一种优选方案，其中：所述加热炉控制系统向变频器提供的给定信号为电流信号。
10.本发明的有益效果是：（1）本发明将助燃风机的工频驱动方式调整为变频驱动方式，使工频驱动方式下加热炉的风量、风压均通过对助燃风机风门开口度的调节调整为通过变频器对助燃风机的运行频率进行调节，不仅大大降低了助燃风机的能耗，而且提高了加热炉内风量、风压的控制精度，达到了节能和提高控制精度的目的。
11.（2）本发明通过助燃风机的供电回路中的高压隔离开关qs1以及单刀双掷开关qs2可对助燃风机的运行方式进行调节，在正常运行状态下助燃风机采用变频运行方式，达到了节能和提高控制精度的目的，而当变频器发生故障，且助燃风机需要维持运行时，可将助燃风机调整为工频运行方式，保证助燃风机保持运行状态，待变频器排出故障后再将燃风机调整为变频运行方式。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
13.图1为本发明提供的加热炉助燃风机的节能控制方法的流程示意图；图2为助燃风机的供电回路的连接示意图。
具体实施方式
14.为使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本发明作出进一步详细的说明。
15.本实施例提供了一种加热炉助燃风机的节能控制方法，该控制方法包括步骤s101~s105，具体步骤如下：s101、将原先开关柜输出端直接连接至助燃风机调整为，开关柜的输出端先与变频器连接，再将变频器与助燃风机连接，将助燃风机由工频驱动方式调整为变频驱动方式。
16.具体的，助燃风机的供电回路如图2所示，包括供电端即高压母线、高压开关qf1、高压隔离开关qs1、单刀双掷开关qs2、变频器和助燃风机。其中，高压开关qf1的一端与供电端连接，高压开关qf1的另一端与高压隔离开关qs1的一端以及单刀双掷开关qs2的b端连接，高压隔离开关qs1的另一端以及单刀双掷开关qs2的a端分别连接在变频器的两端，助燃风机与单刀双掷开关qs2的剩余一端连接。将助燃风机由工频驱动方式调整为变频驱动方式具体的操作如下：将高压隔离开关qs1闭合，并将单刀双掷开关闭合于a端，此时开关柜输出端通过变频器后对助燃风机供电，变频器可对助燃风机的运行频率进行控制。
17.s102、将助燃风机的风门保持在最大开度。
18.s103、加热炉控制系统根据加热炉内所需的风量向变频器传输给定信号。
19.具体的，加热炉控制系统向变频器传输的给定信号为4~20ma的电流信号。
20.s104、变频器接收到加热炉控制系统传输的给定信号后，将该给定信号转换为电机所需运行频率，并根据其对助燃风机进行控制，使助燃风机以此运行频率运行。
21.具体的，变频器根据接收到的电流信号的大小来转换为不同的电机频率，然后对助燃风机进行控制。
22.s105、当变频器发生故障，且助燃风机需要保持运行状态时，将助燃风机由变频驱动方式调整为工频驱动方式，待变频器故障排除后，再将助燃风机由工频驱动方式调整为变频驱动方式。
23.具体的，将助燃风机由变频驱动方式调整为工频驱动方式具体的操作如下：将高压隔离开关qs1打开，并将单刀双掷开关闭合于b端，此时开关柜输出端直接向助燃风机供电。
24.下面以具体参数为例，对助燃风机工频运行和变频运行的能耗进行比较，比较结果如下：工频运行下的能耗情况：一座加热炉有两台离心式风机，每台风机电机的额定功率为315kw、额定电压为10kv、额定电流为23.56a（电机的具体参数见下表1）。经统计，电机长期运行的风门开度均值为43%、电流均值为16a，可以算出各电机实际消耗的轴功率：由于设备平均处于运行电流16a状态，故取长期运行时电流为基准进行计算。电机长期工频输出功率：p1 = 1.732
×
i2
×
u2
×
cosφ
×
0.9= 1.732
×
16
×
10
×
0.83
×
0.9=207kw 。（注：此式中0.9为功率因素下降系数，如果实际电流越接近额定电流，此值越接近1，如果越小于额定电流，此值越小，基本为0.7
‑
0.95间）
表1变频运行下的能耗情况：风机风门的开度按照43%计算，则根据离心式风机风门开度与风量q、风压关系可知q2/q1=0.767，q1为风门全开的风量，q2为风门开度43%时的风量。
25.根据风量q与转速n成正比的关系，变频全速运行时对应额定转速，根据流体学原理p2 = p1
×
(n2 /n1)3可以求出低速下的实际消耗的有功功率：p2 = pe
ꢀ×
(n2 /n1)
3 = pe
ꢀ×
(q2 /q1)3=315
×
（0.767）
3 =142kw变频时合计消耗电能： p3 = p2 //= p2 /96%/95% = 156kw为变频效率；为传动效率。
26.由此，变频运行下的理论节电率：η理论=( p1－p3 )/ p1＝(207
‑
156)/207=24.6%考虑到现场实际运行工矿可能与理论计算值有差异，实际节电率略低。
27.η实际=η理论
×
0.9 =22%。
28.按单台电机实际运行功率207kw（额定功率315kw），节电量占目前耗电量的22%，生产线每年1次中修，每次10天，一年中修时长240小时，风机每年累计运行时长约为365
×
24
‑
240=8520小时，每度电按照0.54元计算：
节电量=207
×
22%
×
8520
×
0.54=20.952万元。
29.两台电机每年至少节约成本41.9万元。
30.由此可以看出，将助燃风机的工频驱动方式调整为变频驱动方式，大大降低了助燃风机的能耗。
31.除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。