CN220284121U - 一种高炉热风炉引风机节能自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于热风炉技术领域，特别涉及一种高炉热风炉引风机节能自动控制系统。高炉热风炉引风机节能自动控制系统包括依次通过管道连接的热风炉、环保设施、引风机和烟囱，热风炉通过助燃空气管道连接有助燃空气单元、通过煤气管道连接有煤气单元，引风机的驱动端连接有电机，电机连接有引风机变频器；所述助燃空气管道上安装有助燃空气流量计，煤气管道上连接有煤气流量计，热风炉与环保设施之间的烟道上安装有第一压力传感器和第一温度传感器；还包括引风机控制器，助燃空气流量计、煤气流量计、第一压力传感器、第一温度传感器和引风机变频器均与引风机控制器电连接。本实用新型提供了一种高炉热风炉引风机节能自动控制系统。
Description
技术领域
本实用新型属于热风炉技术领域，特别涉及一种高炉热风炉引风机节能自动控制系统。
背景技术
高炉炼铁是大型钢铁联合企业最关键的一道工艺环节，热风炉是高炉的重要附属设备，同时也是高炉生产过程中主要的烟气污染物排放源之一。为了满足污染物超低排放限值，热风炉通常会配置烟气污染物治理(如脱硝、脱硫、除尘等)环保设施，同时需要设置热风炉引风机来克服环保设施的阻力。大型高炉配套的热风炉是一种间歇式蓄热换热器，其运行过程包括烧炉、送风、换炉3个状态，正是因为热风炉周期性的运行特征，热风炉出口的烟气流量、污染物浓度等呈现周期性的变化趋势，这也使得热风炉引风机需频繁调整运行工况。烟气流量大、压头高且运行工况变化多等特点让热风炉引风机成为高炉热风炉运行中最主要的能源消耗设备之一。
为了适应热风炉的工况调节同时降低运行电耗，热风炉环保设施配套的引风机通常采用变频控制，但在运行中操作人员往往通过手动频繁调节引风机变频器频率，运行操作难度大，同时手动操作存在滞后，导致引风机整体电耗依旧偏高。目前行业内仍缺乏一套热风炉引风机节能自动控制系统智能调整引风机运行状态，更好地适应热风炉周期性波动的工况，使引风机工作在更适宜的工作点，降低引风机能耗。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种高炉热风炉引风机节能自动控制系统。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种高炉热风炉引风机节能自动控制系统，包括依次通过管道连接的热风炉、环保设施、引风机和烟囱，热风炉通过助燃空气管道连接有助燃空气单元、通过煤气管道连接有煤气单元，引风机的驱动端连接有电机，电机连接有引风机变频器；所述助燃空气管道上安装有助燃空气流量计，煤气管道上连接有煤气流量计，热风炉与环保设施之间的烟道上安装有第一压力传感器和第一温度传感器。
作为本实用新型的优选方案，本实用新型还包括引风机控制器，助燃空气流量计、煤气流量计、第一压力传感器、第一温度传感器和引风机变频器均与引风机控制器电连接。
助燃空气和煤气按照一定比例送入热风炉中燃烧，燃烧产生的烟气排出热风炉后依次进入环保设施和引风机，最终进入烟囱排放到大气。助燃空气流量计设置在助燃空气管道上，检测助燃空气流量；煤气流量计设置在煤气管道上，检测煤气流量。助燃空气流量和煤气流量信号传送至引风机控制器，在引风机控制器中根据燃烧反应公式计算出燃烧产生的烟气流量，再根据环保设施的设置情况计算出环保设施的烟气变化流量，将计算出的燃烧产生的烟气流量加上烟气变化流量，得到引风机入口计算烟气流量。第一压力传感器检测热风炉出口烟气压力，第一温度传感器检测热风炉出口烟气温度，热风炉出口烟气压力和热风炉出口烟气温度信号传送至引风机控制器，在引风机控制器中根据环保设施的设置情况计算出引风机入口计算烟气压力和引风机入口计算烟气温度。根据计算出的引风机入口计算烟气流量、引风机入口计算烟气温度和引风机入口计算烟气压力，引风机控制器确定引风机运行参数后输出预测信号至引风机变频器，作为引风机运行调节的提前动作信号，协助引风机提前动作。
本实用新型的高炉热风炉引风机节能自动控制系统，能够适应高炉热风炉工况的变化，把热风炉的运行数据转化为预测信号，帮助引风机提前动作，实现引风机的自动控制，优化引风机运行方式，减少引风机电耗，实现引风机节能降耗。
作为本实用新型的优选方案，所述环保设施与引风机之间的烟道上安装有第二压力传感器、第二温度传感器和烟气流量计，第二压力传感器、第二温度传感器和烟气流量计均与引风机控制器电连接。烟气流量计检测引风机入口实际烟气流量，第二压力传感器检测引风机入口实际烟气压力，第二温度传感器检测引风机入口实际烟气温度，引风机入口实际烟气流量、引风机入口实际烟气压力和引风机入口实际烟气温度信号传送至引风机控制器，引风机控制器确定引风机运行参数后向引风机变频器输出修正值，修正引风机运行工况。
作为本实用新型的优选方案，所述环保设施为脱硝系统、煤气/烟气换热系统、脱硫系统、除尘系统中的一种或多种。
作为本实用新型的优选方案，所述环保设置包括依次连接的烟气SCR脱硝装置、干法烟气脱硫装置和布袋除尘器。
作为本实用新型的优选方案，所述热风炉的数量为四座，四座热风炉采用两烧一送或两烧两送的运行模式。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型的高炉热风炉引风机节能自动控制系统，能够适应高炉热风炉工况的变化，把热风炉的运行数据转化为预测信号，帮助引风机提前动作，把系统实测数据转化为实时信号，修正引风机运行参数，通过预动作及修正调节实现引风机的自动控制，优化引风机运行方式，减少引风机电耗，实现引风机节能降耗。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1-助燃空气单元；2-煤气单元；3-热风炉；4-环保设施；5-引风机控制器；6-引风机变频器；7-电机；8-引风机；9-烟囱。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，以某钢铁企业高炉热风炉3为例，该高炉共有4座热风炉3，热风炉3采用两烧一送或两烧两送的运行模式，单座热风炉3按照“烧炉→换炉→送风→换炉”方式周期性运行，热风炉3烟气处理依次设置有烟气SCR脱硝装置、干法烟气脱硫装置及布袋除尘器，热风炉3产生的烟气经过脱硝、脱硫、除尘净化后进入烟囱9排放，烟囱9前设置有引风机8，脱硝、脱硫、除尘装置的烟气阻力通过热风炉3引风机8克服。热风炉3周期性运行过程中，进入环保设施4的烟气流量呈周期性变化，因此引风机8运行工况也需随着热风炉3运行不停调整。
具体地，本实施例的高炉热风炉引风机节能自动控制系统，包括依次通过管道连接的热风炉3、环保设施4、引风机8和烟囱9，热风炉3通过助燃空气管道连接有助燃空气单元1、通过煤气管道连接有煤气单元2，引风机8的驱动端连接有电机7，电机7连接有引风机变频器6；所述助燃空气管道上安装有助燃空气流量计，煤气管道上连接有煤气流量计，热风炉3与环保设施4之间的烟道上安装有第一压力传感器和第一温度传感器；还包括引风机控制器5，助燃空气流量计、煤气流量计、第一压力传感器、第一温度传感器和引风机变频器6均与引风机控制器5电连接。所述环保设施4与引风机8之间的烟道上安装有第二压力传感器、第二温度传感器和烟气流量计，第二压力传感器、第二温度传感器和烟气流量计均与引风机控制器5电连接。
本实施例的高炉热风炉引风机节能自动控制方法，包括以下步骤：
正常运行时，助燃空气和煤气按照一定比例送入热风炉3中燃烧，燃烧产生的烟气排出热风炉3后依次进入环保设施4(SCR脱硝装置、干法烟气脱硫装置及布袋除尘器)和引风机8；经过环保设施4处理、满足排放要求的烟气最终进入烟囱9排放到大气。
助燃空气流量计设置在助燃空气管道上，检测助燃空气流量；煤气流量计设置在煤气管道上，检测煤气流量。助燃空气流量和煤气流量信号传送至引风机控制器5，在引风机控制器5中根据燃烧反应公式计算出燃烧产生的烟气流量，再根据环保设施4的设置情况计算出环保设施4的烟气变化流量，将计算出的燃烧产生的烟气流量加上烟气变化流量，得到引风机入口计算烟气流量。第一压力传感器检测热风炉出口烟气压力，第一温度传感器检测热风炉出口烟气温度，热风炉出口烟气压力和热风炉出口烟气温度信号传送至引风机控制器5，在引风机控制器5中根据环保设施4的设置情况计算出引风机入口计算烟气压力和引风机入口计算烟气温度。根据计算出的引风机入口计算烟气流量、引风机入口计算烟气温度和引风机入口计算烟气压力，引风机控制器5确定引风机8运行参数后输出预测信号至引风机变频器6，作为引风机8运行调节的提前动作信号，协助引风机8提前动作。
烟气流量计检测引风机入口实际烟气流量，第二压力传感器检测引风机入口实际烟气压力，第二温度传感器检测引风机入口实际烟气温度，引风机入口实际烟气流量、引风机入口实际烟气压力和引风机入口实际烟气温度信号传送至引风机控制器5，引风机控制器5确定引风机8运行参数后向引风机变频器6输出修正值，修正引风机8运行工况。
通过预测信号可让引风机8提前动作，适应热风炉3工况调节；通过实时信号，可让引风机8在提前动作的基础上精细控制，实现节能降耗。
本实用新型根据热风炉3运行参数计算引风机8运行工况，帮助引风机8提前动作，根据系统实测数据确定引风机8实际运行工况，协助引风机8修正运行参数，适应高炉热风炉3工况变化。本实用新型通过风量、风压、温度多种信号准确确定引风机8运行工况，帮助引风机8节能降耗。该控制方法可广泛应用于各类新建、改造的高炉热风炉3引风机8系统。
本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高炉热风炉引风机节能自动控制系统，其特征在于：包括依次通过管道连接的热风炉(3)、环保设施(4)、引风机(8)和烟囱(9)，热风炉(3)通过助燃空气管道连接有助燃空气单元(1)、通过煤气管道连接有煤气单元(2)，引风机(8)的驱动端连接有电机(7)，电机(7)连接有引风机变频器(6)；所述助燃空气管道上安装有助燃空气流量计，煤气管道上连接有煤气流量计，热风炉(3)与环保设施(4)之间的烟道上安装有第一压力传感器和第一温度传感器。
2.根据权利要求1所述的一种高炉热风炉引风机节能自动控制系统，其特征在于：还包括引风机控制器(5)，助燃空气流量计、煤气流量计、第一压力传感器、第一温度传感器和引风机变频器(6)均与引风机控制器(5)电连接。
3.根据权利要求2所述的一种高炉热风炉引风机节能自动控制系统，其特征在于：所述环保设施(4)与引风机(8)之间的烟道上安装有第二压力传感器、第二温度传感器和烟气流量计，第二压力传感器、第二温度传感器和烟气流量计均与引风机控制器(5)电连接。
4.根据权利要求1所述的一种高炉热风炉引风机节能自动控制系统，其特征在于：所述环保设施(4)为脱硝系统、煤气/烟气换热系统、脱硫系统、除尘系统中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的一种高炉热风炉引风机节能自动控制系统，其特征在于：所述环保设置包括依次连接的烟气SCR脱硝装置、干法烟气脱硫装置和布袋除尘器。
6.根据权利要求1所述的一种高炉热风炉引风机节能自动控制系统，其特征在于：所述热风炉(3)的数量为四座，四座热风炉(3)采用两烧一送或两烧两送的运行模式。
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