CN201318306Y - 一种电炉环保除尘风机的自动变频调速系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电炉环保除尘风机的自动变频调速系统，其包括温度测量单元、控制单元和变频调速单元，其中，所述温度测量单元，用于测量烟罩内的温度；所述控制单元，与所述温度测量单元和所述变频调速单元连接，用于根据来自所述温度测量单元测量得到的烟罩内的温度，向所述变频调速单元发出与所述温度相应的控制信号；所述变频调速单元，与电炉环保除尘风机的电动机相连接，根据所述控制单元发出的与所述温度相应的控制信号，通过改变所述电动机的频率而改变所述电动机的转速。本实用新型所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统，可以控制电动机的转速随着温度的变化而变化，实现了电炉环保除尘风机的自动变频调速。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种自动变频调速系统，尤其涉及一种电炉环保除尘风机的自动变频调速系统。
背景技术
电炉的冶炼属于高耗能高污染的行业，随着国家对环境保护力度的加强以及人类对环境意识的提高，铁合金、电石等行业积极配套节能装备和环保设施，达到清洁生产要求势在必行。
现有的电炉环保除尘设备的环保风机的额定风机风量和额定电机容量，是根据电炉在正常生产中，烟尘量在最大时配套的风机风量(立方米/小时)及电机容量(kw)来确定的。根据铁合金电炉、电石炉生产工艺过程分析，每个工艺过程的烟尘量差异较大，例如，半封闭的矮烟罩大中型矿热炉(6300-25000KVA)，其正常生产烟尘量为60000-100000立方米/小时，但是有时随着电炉生产工艺过程的不同，炉温产生变化，从而半封闭的矮烟罩大中型矿热炉产生的烟尘量会产生波动，烟尘量差异会达到一半有余，但是，在现有的电炉环保除尘设备中，环保除尘风机一直保持在额定的运行状态下运行，即一直以烟尘量最大时配套的风机风量和电机容量来运行，这样不仅浪费了大量的电能，而且增加了环保除尘系统的维护和检修成本。
发明内容
本实用新型的主要目的在于提供一种电炉环保除尘风机的自动变频调速系统，实现电炉环保除尘风机的自动变频调速，解决现有技术中的电炉环保除尘风机一直处于额定状态下运行而造成电能浪费严重的问题。
为了达到上述目的，本实用新型所述的炉环保除尘风机的自动变频调速系统，其包括温度测量单元、控制单元和变频调速单元，其中，
所述温度测量单元，用于测量烟罩内的温度；
所述控制单元，与所述温度测量单元和所述变频调速单元连接，用于根据来自所述温度测量单元测量得到的烟罩内的温度，向所述变频调速单元发出与所述温度相应的控制信号；
所述变频调速单元，与电炉环保除尘风机的电动机相连接，根据所述控制单元发出的与所述温度相应的控制信号，通过改变所述电动机的频率而改变所述电动机的转速。
与现有技术相比，本实用新型所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统，通过温度测量单元测量电炉的烟罩内的温度，将所述温度输入至控制单元中，由所述控制单元根据所述温度向变频调速单元发出相应的控制信号，以控制电动机的转速随着温度的变化而变化，实现了电炉环保除尘风机的自动变频调速。
附图说明
图1是本实用新型所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统所应用于的电炉的生产工艺流程图；
图2是本实用新型所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统所应用于的电炉的生产工艺与烟罩温度的关系曲线图；
图3是本实用新型所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统所应用于的电炉的烟罩温度与烟尘量的关系曲线图；
图4是本实用新型所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统的结构框图；
图5是本实用新型所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统的一种具体实施的结构图；
图6是本实用新型所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统的测温变频的原理图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
本实用新型提供了一种电炉环保除尘风机的自动变频调速系统，以解决现有技术中电炉环保除尘风机一直处于额定状态下运行而造成的电能浪费严重的问题。
铁合金电炉、电石炉常规按三班交替连续作业，要求冶炼中尽可能减少停电停炉时间，确保热能分布合理，扩大炉内坩埚区域，提高单位时间内各元素的还原效率，因此，有相当严格的工艺操作步骤。如图1所示，以铁合金生产工艺为例，自交接班开始捣炉至开始生产到出炉完成，一个生产周期需要2.5小时，正常生产每8个小时需要完成三个生产周期，出三次炉。
矿热炉冶炼时，由于炉内电极电弧的放电产生了大量的炉气，炉气聚集到一定限度穿过料层上升至烟罩；如图2所示，是生产工艺与烟罩内的温度的关系曲线图，由图可知，烟罩内温度的高低在生产工艺的各个时段差异较大。
在停电交接班、捣炉及上料时段，工艺时段为1小时，由于冷炉料的投入，热能的传导需要一定的时间，烟罩内的温度较低：180摄氏度-220摄氏度；
在焖烧及小面积刺火塌料时段，工艺时段为0.9小时，随着热能的传导加强，烟罩内的温度较高，约为：220摄氏度-260摄氏度；
在落料、压料、出炉时段，工艺时段为1.1小时，电弧产生强大的炉气冲开料层，大面积塌料，烟罩内的温度急剧上升，约为：300摄氏度-350摄氏度。
矿热炉生产的烟气量，是以每吨铁合金产品大约产生1500-2000立方米的炉气来计算的(主要指中型半封闭矿热炉)，烟气的主要成分是CO，含量占60％-70％，矿热炉在冶炼中电弧产生的炉气穿过料层升到烟罩内，与空气中的氧结合，CO燃烧后产生烟气。如图3所示，烟气量的大小与烟罩内的温度的关系示意图，由图可知，烟气量的大小与烟罩内温度的高低有着直接的关系。对于中型半封闭矮烟罩矿热炉，烟气温度在400摄氏度以下，烟气量的计算用下式表示：
Q＝P×N×Z
式中：Q为烟气量(立方米/小时)，P为电炉的容量(KVA)，N为标准工况单位烟气量(10～12立方米/小时)，Z(电炉的超载系数)＝1.3；
根据上式，以6600KVA铁合金电炉为例，推算烟尘量：
Q＝6600(KVA)×12(立方米/小时)×1.3＝102960(立方米/小时)
每小时产生的最大烟气量约为10万立方米，那么在上料、焙烧电极工艺时段，电炉变压器由额定功率的65％-75％逐步增加达到额定容量，烟气量范围为：47520-60182立方米/小时；在焖烧、部分塌料、刺火工艺时段，电炉变压器为100％额定功率的前提下，烟气量达到80000立方米/小时；在大面积落料、压料、出炉时烟气量达到最大10万立方米/小时。
根据上述理论与实验检测分析，矿热炉的烟尘量与生产工艺过程有着密切的关系，烟尘量与温度成正比，即烟罩内的温度越高，则烟尘量越大。
本实用新型所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统，利用上述检测得到的烟尘量和温度的关系，通过测量得到烟罩内的温度的高低，而判断矿热炉内的烟尘量的多少，从而通过变频而调整带动环保除尘风机的电动机的转速，实现电炉环保除尘风机的自动变频调速，以节约电能。
如图4所示，本实用新型所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统，包括温度测量单元41、控制单元42和变频调速单元43，其中，
所述温度测量单元41，用于测量烟罩内的温度；
所述控制单元42，与所述温度测量单元41和所述变频调速单元43连接，用于根据来自所述温度测量单元41测量得到的烟罩内的温度，向所述变频调速单元43发出与所述温度相应的控制信号，而控制所述变频调速单元43实现对电炉环保除尘风机的变频调速；
所述变频调速单元43，与电炉环保除尘风机的电动机相连接，根据所述控制单元42发出的与所述温度相应的控制信号，通过改变所述电动机的频率而改变所述电动机的转速，从而实现电炉环保除尘风机的自动变频调速。
根据一种优选的实施方式，本实用新型所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统还包括烟气异常调整单元44，所述烟气异常调整单元44与所述变频调速单元43连接，当矿热炉突发性故障而烟气量大时，所述烟气异常调整单元44可以控制所述变频调速单元43使得电动机在额定转速下运行。
根据一种具体的实施方式，如所述温度测量单元41为热电偶，型号为WRNK-0-800摄氏度(测量温度范围为0-800摄氏度)；在烟罩内的两电极之间分别设置一个热电偶，防止部分料面刺火、塌料，跟踪温度变化；并在各个烟囱上分别设置热电偶，以防止矿热炉各烟囱的温度不平衡。所述控制单元42为温度控制仪，型号为TEA-2/0-400摄氏度；电极之间设置的各热电偶都与一温度控制仪连接，各烟囱上设置的热电偶分别与一温度控制仪连接。所述温度控制仪的控制端口与所述变频器的输入端口连接，所述温度控制仪用于根据所述热电偶测量得到的温度向所述变频调速单元43发出相应的控制信号。所述变频调速单元43为变频器，用于根据所述温度控制仪发出的控制信号调整频率，从而调整电动机的转速。当遇到矿热炉突发性故障，烟气量过大时，按下所述变频器上的异常解除按钮，所述变频器就会改变电动机的频率而使电动机在额定转速下运行。
如图5所示，根据一种具体实施方式，电炉的烟罩内设有三个电极和两个烟囱，因此，在每两个电极之间分别设置一个监测点，各电极之间设置的监测点分别为监测点1、监测点2和监测点3；在两个烟囱内分别设置一个监测点，各烟囱内设置的监测点为：监测点4、监测点5；而在每个监测点上均设置一个热电偶，热电偶的型号为WRNK-0-800摄氏度(测量温度范围为0-800摄氏度)；监测点1、2、3上设置的热电偶都与温度控制仪1连接，而监测点4上设置的热电偶与温度控制仪2连接，监测点5上设置的热电偶与温度控制仪3连接。如图6所示的测温变频原理图，温度控制仪1、2、3控制电机变频调速，当遇到矿热炉突发性故障烟气量大时，按下异常解除按钮，电机快速恢复到额定运行状态。以下是对各个工艺时段中电炉中的温度、烟尘量和风机电机转速的测量结果：
在交接班捣炉上料阶段1小时中，烟尘较小，约60000立方米/小时以下，温度较低(180～210℃)，风机电机转速600r/min，频率20HZ；
在焖烧过程中，电弧引起刺火，小面积塌料，温度在230～260℃，烟尘量约60000立方米/小时，风机电机转速约900r/min，频率30HZ；
当在大面积落料、压料、出炉时，温度较高，约300～350℃，烟尘量最大达到100000立方米/小时，风机电机转速达到额定转速1450r/min，频率50HZ。
采用本实用新型所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统，不仅达到高能耗行业清洁生产要求，而且节约电能30％左右，同时，环保除尘设备的使用寿命大大延长。
以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1、一种电炉环保除尘风机的自动变频调速系统，其特征在于，其包括温度测量单元、控制单元和变频调速单元，其中，
所述温度测量单元，用于测量烟罩内的温度；
所述控制单元，与所述温度测量单元和所述变频调速单元连接，用于根据来自所述温度测量单元测量得到的烟罩内的温度，向所述变频调速单元发出与所述温度相应的控制信号；
所述变频调速单元，与电炉环保除尘风机的电动机相连接，根据所述控制单元发出的与所述温度相应的控制信号，通过改变所述电动机的频率而改变所述电动机的转速。
2、根据权利要求1所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统，其特征在于，其还包括烟气异常调整单元，所述烟气异常调整单元与所述变频调速单元连接，当矿热炉突发性故障而烟气量大时，所述烟气异常调整单元控制所述变频调速单元使得电动机在额定转速下运行。
3、根据权利要求1或2所述的电炉环保除尘风机的自动变频调速系统，其特征在于，所述温度测量单元为热电偶，所述控制单元为温度控制仪，所述变频调速单元为变频器；烟罩内的两电极之间分别设置有一个热电偶，各个烟囱上分别设置有热电偶，电极之间设置的各热电偶都与一温度控制仪连接，各烟囱上设置的热电偶分别与一温度控制仪连接，所述温度控制仪的控制端口与所述变频器的输入端口连接。
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