CN101058840A

CN101058840A - 一种风量控制方法

Info

Publication number: CN101058840A
Application number: CN 200710052435
Authority: CN
Inventors: 王卫平; 陈艾华; 代向红; 朱霞; 黄久岭; 苏光明; 王源; 王建斌
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2007-10-24

Abstract

本发明涉及一种风量控制方法，包括：控制系统根据冷却系统所需的第一风量值，依据风量变频调整准则，启动变频冷却风机。因此，本发明实现了对冷却风风量指标进行控制和调节，实现了优良的调速性能、显著的节电效果，改善了现有设备的运行工况，以适应工艺要求和运行工况。

Description

一种风量控制方法

技术领域

本发明涉及一种风量控制方法，尤其涉及一种用于高温环形退火炉系统中利用变频冷却风机对冷却风量进行控制的方法。

背景技术

硅钢高温环形退火炉在正常生产中，根据生产需求必须对冷却段的总管压力、风量等参数进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。

而八十年代初发展起来的变频调速技术，使得电动机及其拖动负载在无须任何改动的情况下即可以按照生产工艺要求调整转速输出，从而降低电机功耗达到系统高效运行的目的。现已得到广泛的实际应用。

但是，目前还没有将变频调速技术应用于硅钢高温环形退火炉中控制冷却风量的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有技术中的缺陷，提供一种风量控制方法，依据变频风量调整准则以及工作状态实现风量控制。

为了达到上述目的，本发明提供了一种风量控制方法，包括：控制系统根据冷却系统所需的第一风量值，依据风量变频调整准则，启动变频冷却风机。

还包括以下步骤：所述控制系统获得冷却系统所需的第二风量值，比较所述第一风量值和第二风量值，如果第一风量值大于第二风量值，则所述控制系统根据风量变频调整准则，维持启动的所述变频冷却风机或者关闭至少一台所述变频冷却机；如果第一风量值小于第二风量值，则所述控制系统根据风量变频调整准则，维持启动的所述变频冷却风机或者启动至少一台变频冷却机。

当所述变频冷却风机为三台，所述风量变频调整准则为确定第一风量值或第二风量值小于系统设定的冷却风机第一启动参照值，控制系统控制冷却系统中3台变频冷却风机中的2台为关闭，而打开剩余1台冷却风机。

当所述变频冷却风机为三台，所述风量变频调整准则为确定所述第一风量值或第二风量值大于所述第一启动参照值且小于第二启动参照值时，控制系统控制冷却系统中3台变频冷却风机中的2台为关闭，而打开剩余1台冷却风机。

当所述变频冷却风机为三台，所述风量变频调整准则为确定所述第一风量值或第二风量值大于所述第二启动参照值且小于第三启动参照值之间时，控制系统控制冷却系统中3台变频冷却风机中的1台为关闭，而打开另外2台冷却风机。

当所述变频冷却风机为三台，所述风量变频调整准则为确定所述第一风量值或第二风量值大于或等于第三启动参照值且小于第四启动参数值时，控制系统控制冷却系统中3台变频冷却风机中的1台为关闭，而打开另外2台冷却风机。

当所述变频冷却风机为三台，所述风量变频调整准则为确定所述第一风量值或第二风量值大于第三启动参照值时，则控制系统将冷却系统中3台变频冷却风机为打开。

因此，本发明能够实现对冷却风总管风量指标进行控制和调节，实现了优良的调速性能、显著的节电效果，改善现有设备的运行工况，以适应工艺要求和运行工况。

附图说明

图1为本发明在环形高温退火炉炉内冷却系统中安装了变频冷却风机的结构示意图。

图2为一种变频冷却机控制风量的方法的实施例流程图。

图3为控制系统根据目前冷却系统需要风量Q，依据风量变频调整准则控制变频冷却风机，将出现五种情况的流程示意图。

具体实施方式

变频器是基于电机转速与工作电源输入频率成正比的关系：n＝60f(1-s)/p，(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数)的原理；通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目。

通过流体力学的基本定律可知：风机、泵类设备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n，H∝n2，P∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。变频器通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速就可以调解风量、风压。能保证系统始终工作在高效的工作点，即，将变频调速技术用于环形高温退火炉来对冷却段的风量和压力进行控制和调节，这种采用变频调速技术改变电机转速的方法，要比采用阀门、挡板调节更为节能经济，设备运行工况也将得到明显改善。

如图1所示，为本发明在环形高温退火炉炉内冷却系统中安装了变频冷却风机。其中如图所示，可以加入多台变频冷却风机1，在本实施例中优选地为三台变频冷却风机1。从冷却风机出来的风再分配给各个冷却支管21-2n。在每个冷风却管中设置有冷却风量检测装置31-3n，该冷却风量检测装置检测出当前高温环形退火炉系统现场的冷却风量Q1，该冷却控制系统4根据所需要的冷却风量Q2，依据风量变频调整准则对变频冷却机进行控制。

风量变频调整准则为现场所需风量值与风机启动条件之间比较结果，风机启动条件的具体值可以在实施的时候自行定义。

如图2，为本发明一种变频冷却机控制风量的方法的流程图。该方法包括以下步骤：

步骤100，控制系统根据当前高温环形退火炉所需的冷却风量，依据变频器风量准则，确定打开a台变频冷却风机；

步骤101，a台变频冷却风机实时地将其工作状态如满荷工作即工作频率反馈给控制系统；

步骤102，控制系统从客户端如工作人员通过键盘输入冷却风量，当前高温环形退火炉系统现场所需的冷却风量Q2，获得需要将高温环形退火炉中冷却风量设定为Q2；

步骤103，控制系统比较当前冷却风量Q1与所需设定的冷却风量Q2的大小，如果Q1值小于Q2值，则执行步骤104：控制系统根据风量变频调整准则，将打开至少一台变频冷却风机或维持原来启动的变频冷却风机；如果Q1值大于Q2值，则执行步骤105：控制系统根据风量变频调整准则，将关闭其中至少一台变频冷却风机或维持原来启动的变频冷却风机；

控制系统是通过变频冷却风机的4-20mA输入端子，发出电流控制信号来控制变频冷却机的运行。变频器通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速就可以调解风量、风压。并且能保证高温环形退火炉系统始终工作在高效的工作点。

下面通过本发明的实施例来说明通过将变频技术运用到高温环形退火炉系统中对冷却风量进行控制。

在本实施例中，在高温环形退火炉系统的冷却系统中设置3台变频冷却风机。

控制系统根据目前冷却系统需要风量Q，依据风量变频调整准则控制变频冷却风机，将出现五种情况，如图3所示。第一种情况：判断现场所需风量值Q是否小于系统设定的冷却风机第一启动参照值q时，该q值是近似经过多次试验获得一台变频冷却风机能输出的最大风量如4500w，如果小于，控制系统控制冷却系统中3台变频冷却风机中的两台为关闭，而打开剩余一台冷却风机；否则，第二种情况：判断现场所需风量值是否小于冷却风机第二启动参照值q+q1值，其中q1是变频冷却风机的第一风量修正值例如1500w，如果小于q+q1值如6000w，控制系统控制冷却系统中3台变频冷却风机中的两台为关闭，而打开另外一台冷却风机；如果大于或等于q+q1值，则第三种情况：控制系统继续判断现场所需风量值Q是否小于冷却风机第三启动参照值p-p1值，其中p值是大约为三倍的q值即近似三台变频冷却风机总的输出风量如13500w，p1是变频冷却风机的第二风量修正值如500w，如果小于，则控制系统将冷却系统中3台变频冷却风机中一台为关闭，另外两台为启动；如果大于或者等于，则第四种情况：控制系统继续判断现场所需风量值Q是否小于冷却风机第四启动参照值p值，如果小于，则控制系统将冷却系统中3台变频冷却风机中一台为关闭，另外两台为启动；第五种情况：如大于第四参照值P，则控制系统将将冷却系统中3台变频冷却风机为打开。换而言之，当Q≤q时，1台变频冷却风机启动，另外两台关闭；当q＜Q≤q+q1时，1台变频冷却风机启动，另外两台关闭；当q+q1＜Q＜p-p1时，2台变频冷却风机启动，另外1台关闭；当p-p1≤Q＜p时，2台变频冷却风机启动，另外1台关闭；当Q≥P时，3台变频冷却风机启动。

在本实施例中，假定在冷却系统中检测装置检测到的风量为Q1如3000w，第一风量Q1为小于q如4500w值，则冷却系统中，有两台变频冷却风机处于关闭状态，一台变频冷却风机处于工作状态。

当工作一段时间后，操作人员将设定冷却系统当前所需要的风量为Q2如8000w，此时控制系统从控制面板获得需要将当前冷却系统风量调整为Q2如8000w，比较所需风量Q2与现场实际的风量Q1，确定所需风量大于实际风量，此时根据上述风量变频调整准则，即将所需风量Q2如8000w值与上述冷却风机启动参照值q如4500w，q+q1如6000w，p-p1如13000w和p如13500w进行比较，如果经过比较，发现在q+q1和p-p1之间，此时需要再打开一台变频冷却风机。

在本例中，假定在冷却系统中检测装置检测到的风量为Q1如7000w，第一风量Q1为大于q+q1如6000w小于p-p1如13000w，则冷却系统中，有两台变频冷却风机处于开启状态，一台变频冷却风机处于关闭状态。

当工作一段时间后，操作人员将设定冷却系统当前所需要的风量为Q2如5500w，此时控制系统从控制面板获得需要将当前冷却系统风量调整为Q2如5500w，比较所需风量Q2与现场实际的风量Q1，确定所需风量大于实际风量，此时根据上述风量变频调整准则，即将所需风量Q2如5500w值与上述冷却风机启动参照值q如4500w，q+q1如6000w，p-p1如13000w和p如13500w进行比较，如果经过比较，发现在q与q+q1，此时确定关闭其中一台变频冷却风机。或者工作一段时间后，操作人员将设定冷却系统当前所需要的风量为Q2如9000w，但是发现该所需风量处于q+q1如6000w和p-p1如13000w之间，则维持原来两台启动的冷却风机。

当工作一段时间后，操作人员将设定冷却系统当前所需要的风量为Q2如15000w，此时控制系统从控制面板获得需要将当前冷却系统风量调整为Q2如15000w，比较所需风量Q2与现场实际的风量Q1，确定所需风量大于实际风量，此时根据上述风量变频调整准则，即将所需风量Q2如15000w值与上述冷却风机启动参照值q如4500w，q+q1如6000w，p-p1如13000w和p如13500w进行比较，如果经过比较，发现在大于13500即p值，此时确定打开3台变频冷却风机，即还需要打开另外一台。或者工作一段时间后，操作人员将设定冷却系统当前所需要的风量为Q2如9000w，但是发现该所需风量处于q+q1如6000w和p-p1如13000w之间，则维持原来两台启动的冷却风机。

或者，当工作一段时间后，操作人员将设定冷却系统当前所需要的风量为Q2为13200w，恰好在p-p1与p值之间，则此时将维持原来两台启动的变频冷却风机。

冷却风机在这种控制方式下工作，能够很好的被控制冷却风机的工作频率，这样能够很好的剩电。

当然，上述比较冷却系统现场所需的风量值和启动参照参数时，依据风量变频调整准则进行确定变频冷却风机的启动情况，还会出现上述情况中的其他情况。

但是本发明并不限于将冷却系统的变频冷却风机限制于3台，风量变频调整准则也并不限制上述设定的条件，在变频冷却风机的台数改变时，可以相应地将上述风量变频调整准则的设定条件进行调整。

本发明提供的变频冷却风机风量控制方法实现了优良的调速性能、显著的节电效果，改善现有设备的运行工况，并提高系统的安全可靠性和设备利用率。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims

1、一种风量控制方法，其特征在于包括以下步骤：控制系统根据冷却系统所需的第一风量值，依据风量变频调整准则，启动变频冷却风机。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：所述控制系统获取冷却系统所需的第二风量值，比较所述第一风量值和第二风量值，如果第一风量值大于第二风量值，则所述控制系统根据风量变频调整准则，维持启动的所述变频冷却风机或者关闭至少一台所述变频冷却机；如果第一风量值小于第二风量值，则所述控制系统根据风量变频调整准则，维持启动的所述变频冷却风机或者启动至少一台变频冷却机。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述变频冷却风机为三台，所述风量变频调整准则为确定第一风量值或第二风量值小于系统设定的冷却风机第一启动参照值，控制系统控制冷却系统中3台变频冷却风机中的2台为关闭，而打开剩余1台冷却风机。

4、根据权利要求1或2所述的方法，其中，当所述变频冷却风机为三台，所述风量变频调整准则为确定所述第一风量值或第二风量值大于所述第一启动参照值且小于第二启动参照值时，控制系统控制冷却系统中3台变频冷却风机中的2台为关闭，而打开剩余1台冷却风机。

5、根据权利要求1或2所述的方法，其中，当所述变频冷却风机为三台，所述风量变频调整准则为确定所述第一风量值或第二风量值大于所述第二启动参照值且小于第三启动参照值之间时，控制系统控制冷却系统中3台变频冷却风机中的1台为关闭，而打开另外2台冷却风机。

6、根据权利要求1或2所述的方法，其中，当所述变频冷却风机为三台，所述风量变频调整准则为确定所述第一风量值或第二风量值大于或等于第三启动参照值且小于第四启动参数值时，控制系统控制冷却系统中3台变频冷却风机中的1台为关闭，而打开另外2台冷却风机。

7、根据权利要求1或2所述的方法，其中，当所述变频冷却风机为三台，所述风量变频调整准则为确定所述第一风量值或第二风量值大于第三启动参照值时，则控制系统将冷却系统中3台变频冷却风机为打开。