烧结系统主抽风机变频控制方法及系统.pdf

本发明提供了烧结系统主抽风机变频控制方法，包括：11）获取烧结物料量和大烟道烟气成分；12）利用烧结物料量和预设烧结终点计算物料层的垂直烧结速度，利用垂直烧结速度和有效风量的关系计算大烟道有效风量，以及，利用大烟道烟气成分计算有效风率；13）在烧结物料量和料层阻力对应关系表中查找所述烧结物料量对应的料层阻力；14）计算大烟道目标负压；15）查找大烟道目标负压对应的主抽风机目标转速；16）调节主抽风机当前频率至主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。本发明还提供了烧结系统主抽风机变频控制系统，上述方案能够降低烧结系统由于主抽风机功率与系统负载不平衡导致的电能消耗和损失。

权利要求书烧结系统主抽风机变频控制方法，其特征在于包括：
11）获取烧结物料量和大烟道烟气成分；
12）利用烧结物料量和预设烧结终点计算料层的垂直烧结速度，利用垂直烧结速度和有效风量的关系计算大烟道有效风量，以及，利用大烟道烟气成分计算有效风率；
13）在烧结物料量和料层阻力对应关系表中查找所述烧结物料量对应的料层阻力；
14）利用有效风率、大烟道有效风量及料层阻力计算大烟道目标负压，其中，大烟道目标负压=料层阻力*大烟道目标风量2，大烟道目标风量=大烟道有效风量/有效风率；
15）利用大烟道目标负压与主抽风机转速对应关系表查找大烟道目标负压对应的主抽风机目标转速；
16）调节主抽风机当前频率至所述主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
21）检测每个风箱的烟气成分；
22）将检测得到的所有风箱的烟气成分均值作为大烟道烟气成分。
根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
连续或周期性地检测每个风箱的烟气成分，将多次检测得到的烟气成分的均值作为每个风箱的烟气成分。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照下述步骤获取烧结物料量：
41）连续或周期性的检测布料机所有布料出口的物料流量；
42）累加布料机所有布料出口物料流量的均值；
43）利用累加结果计算烧结物料量。
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤42）和步骤43）之间还包括：
判断相邻两次累加结果之差是否小于或等于预设物料量阈值，如果是，执行步骤43），否则，执行步骤42）。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照下述步骤获取烧结物料量：
61）检测烧结台车速度及烧结台车与布料机布料出口对应部位的料层厚度；
62）计算烧结物料量，其中，烧结物料量=烧结台车宽度*烧结台车速度*烧结物料密度*料层厚度。
根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
71）获取主抽风机当前转速；
72）判断主抽风机目标转速与主抽风机当前转速之差是否大于预设转速阈值，如果是，执行步骤73），否则，执行步骤16）；
73）以设定调节间距调节主抽风机当前频率向主抽风机目标频率变化，执行步骤72）。
根据权利要求1‑7中任意一项所述的方法，其特征在于还包括：
81）检测大烟道当前负压；
82）计算大烟道当前负压与大烟道目标负压的差值；
83）判断所述差值是否大于或等于预设负压阈值，如果是，执行步骤15），否则，执行步骤84）；
84）调节风箱阀门的开度，以使大烟道当前负压等于所述大烟道目标负压。
烧结系统主抽风机变频控制系统，其特征在于包括：
初始参数获取单元，用于获取烧结物料量和大烟道烟气成分；
第一计算单元，用于利用烧结物料量和预设烧结终点计算料层的垂直烧结速度，利用垂直烧结速度和有效风量的关系计算大烟道有效风量，以及利用大烟道烟气成分计算有效风率；
第一查找单元，用于在烧结物料量和料层阻力对应关系表中查找所述烧结物料量对应的料层阻力；
第二计算单元，用于利用有效风率、大烟道有效风量及料层阻力计算大烟道目标负压，其中，大烟道目标负压=料层阻力*大烟道目标风量2，大烟道目标风量=大烟道有效风量/有效风率；
第二查找单元，用于利用大烟道负压与主抽风机转速对应关系表查找大烟道目标负压对应的主抽风机目标转速；
控制单元，用于调节主抽风机当前频率至所述主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。
根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述初始参数获取单元包括：
物料流量检测子单元，用于连续或周期性地检测布料机所有布料出口的物料流量；
物料流量计算子单元，用于累加检测得到的所有布料出口物料流量的均值，根据累加结果计算烧结物料量。

说明书烧结系统主抽风机变频控制方法及系统
技术领域
本发明涉及烧结系统控制技术，尤其涉及烧结系统主抽风机变频控制方法及系统。
背景技术
随着现代工业的迅速发展，钢铁生产规模越来越大，能源消耗也越来越多，节能环保指标越来越成为钢铁生产过程的重要考察因素。在钢铁生产中，含铁原料矿石进入高炉冶炼之前需要经过烧结系统处理，也就是，将各种粉状含铁原料，配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后，布放在烧结台车上焙烧，使其发生一系列物理化学变化，形成容易冶炼的烧结矿，这一过程称之为烧结。
烧结系统主要包括烧结台车、混合机、主抽风机、环冷机等多个设备，其总的工艺流程参见图1所示：各种原料经配料室1配比，形成混合物料，混合物料进入混合机2混匀和造球后，再通过圆辊给料机3和九辊布料机4将其均匀散布在烧结台车5上形成物料层，点火风机12和引火风机11启动物料点火开始烧结过程。烧结完成后得到的烧结矿经单辊破碎机8破碎后进入环冷机9冷却，最后经筛分整粒后送至高炉或成品矿仓。其中，烧结过程需要的氧气由主抽风机10提供，烧结台车5下方设置有多个竖直并排的风箱6，风箱6下方为水平安置的大烟道（或称烟道）7，大烟道7与主抽风机10相连，主抽风机10通过大烟道7及风箱6产生的负压风经过台车，为烧结过程提供助燃风。
为确保烧结质量，通常在烧结初期对烧结台车速度以及烧结台车上的料层厚度进行调节，使得烧结终点基本保持在预先设置的固定位置（一般为烧结台车上倒数第2个风箱）。一旦系统稳定后，烧结料层厚度通常不再改变，烧结主抽风机状态稳定，其转速不可调，通过调节主抽风门维持整个烧结系统负压稳定，烧结终点的调节靠调节烧结台车速度维持基本不变。另一方面，在实际生产过程中，由于市场因素、原料存储量因素、烧结矿存储量因素等的影响，有时还需要调节烧结矿产量，进而调节烧结物料量，一般烧结物料密度、烧结台车宽度确定，烧结物料量改变后会改变烧结台车速度和/或料层厚度。很显然，只要烧结物料量发生变化，如烧结负压不变，就会导致烧结终点偏离预先设定的固定位置，进而无法保证烧结质量，而原有方式中只有改变主抽风门开度以改变负压进行调节。
在实际的工作过程中，为应对烧结工况的变化及产量需求变化对烧结过程（即烧结矿质量）的影响，在现有的烧结工艺中，烧结系统的主抽风机通常按照其最大设计转速运转，其调节过程均采用风门调节方式，这必然导致过高的电能消耗和损失。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种烧结系统主抽风机变频控制方法及系统，以解决烧结系统过高的电能消耗和损失问题。
为达到上述目的，本发明实施例提供一种烧结系统主抽风机变频控制方法，该方法包括以下步骤：
11）获取烧结物料量和大烟道烟气成分；
12）利用烧结物料量和预设烧结终点计算料层的垂直烧结速度，利用垂直烧结速度和有效风量的关系计算大烟道有效风量，以及，利用大烟道烟气成分计算有效风率；
13）在烧结物料量和料层阻力对应关系表中查找所述烧结物料量对应的料层阻力；
14）利用有效风率、大烟道有效风量及料层阻力计算大烟道目标负压，其中，大烟道目标负压=料层阻力*大烟道目标风量2，大烟道目标风量=大烟道有效风量/有效风率；
15）利用大烟道目标负压与主抽风机转速对应关系表查找大烟道目标负压对应的主抽风机目标转速；
16）调节主抽风机当前频率至所述主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。
本发明实施例提供的烧结系统主抽风机变频控制方法利用获取的烧结物料量和大烟道烟气成分，以及已知的预设烧结终点最终计算出大烟道目标负压，并根据大烟道目标负压调节主抽风机当前频率，实现主抽风机频率能够随烧结物料量的变化动态调节，实现主抽风机的功率消耗与负载变化之间的动态平衡，能够降低烧结过程中主抽风机功率与负载变化不匹配导致的电能消耗和损失，同时也能够避免现有方式只通过采用改变主抽风门开度以改变负压的较大能耗调节方式。
基于上述控制方法的另一个实施例，还包括下述步骤：
81）检测大烟道当前负压；
82）计算大烟道当前负压与大烟道目标负压的差值；
83）判断所述差值是否大于或等于预设负压阈值，如果是，执行步骤15），否则，执行步骤84）；
84）调节风箱风门的开度，以使大烟道当前负压等于所述大烟道目标负压。
如果将本发明实施例应用于180平方米烧结机的控制，与不采用本发明的方案相比，能够实现电能节省约15%，年节省电能约1080万度，能够带来资金节约、减少污染排放等诸多经济和社会效益。（180平方米烧结机年产量为180万吨，每吨产品电耗量平均值为40度）。如果将本发明实施例应用于360平方米烧结机的控制，与不采用本发明的方案相比，能够实现电能节省约15%，年节省电能约2160万度，能够带来资金节约、减少污染排放等诸多经济和社会效益。
特别需要指出，烧结系统中有很多相互关联的设备，相对而言，与较多其它设备有联系的设备，可以称为系统设备，如烧结台车、主抽风机等；而与较少设备有联系的设备，则可以称为局部设备，如风箱、风箱的阀门等。显然，调节系统设备，如调节台车速度、调节主抽风机频率、调节主抽风门等对系统影响较大；而调节局部设备，则对系统的影响较小。因此，在烧结系统中，通过局部设备，而非通过系统设备的调节对系统施加影响，有利于系统稳定以及延长设备寿命。因此，本发明实施例中，如果当大烟道当前负压与大烟道目标负压的差值大于或等于预设负压阈值时，则调节主抽风机当前频率至所述大烟道目标负压对应的主抽风机目标频率，否则，调节风箱阀门的开度，以使大烟道当前负压等于所述大烟道目标负压。本发明实施例以维持台车速度和主抽风机频率及主抽风机风门稳定为前提，在负压变化较大时，通过调节主抽风机频率实现调节目标，而在负压变化较小时，通过调节烧结系统风箱阀门的开度实现调节目标，进而实现调节物料的垂直烧结速度，从而更精确地控制烧结过程以保证烧结终点。当然也可以调节主抽风门实现调节目标，但是为了保证系统的工况转换平稳，调节风箱阀门为风门调节的优选方案。可见，本发明实施例提供了一种有利于系统稳定的调节方式。
优选方案中，按照下述步骤获取烧结物料量：
41）连续或周期性的检测布料机所有布料出口的物料流量；
42）累加布料机所有布料出口物料流量的均值；
43）利用累加结果计算烧结物料量。
上述优选方案中，通过连续或周期性地检测布料机所有布料出口的物料流量，即检测单位时间内布料机所有布料出口的物料量，然后对布料机所有布料出口连续或周期检测结果的均值累加，利用累加结果计算烧结物料量。通过多次检测而且以多次检测结果的均值计算烧结物料量的方式能够降低检测误差，即能够提高获取烧结物料量的精确度。另外，上述优选方案对布料机所有布料出口进行检测，即在烧结物料输送源头处检测，能够在较短的时间内获取当前较真实的烧结物料量数据，降低烧结物料量数据获取的滞后导致的主抽风机当前频率的调节滞后。
在上述优选方案的基础之上， 步骤42）和步骤43）之间还包括：判断相邻两次累加结果之差是否小于或等于预设物料量阈值，如果是，执行步骤43），否则，执行步骤42）。所述的方案对多次累加的结果进行判断，排除偶然因素导致的烧结物料量突变情况，能够获取更精确的烧结物料量。
本发明实施例还提供了烧结系统主抽风机变频控制系统，包括：
初始参数获取单元，用于获取烧结物料量和大烟道烟气成分；
第一计算单元，用于利用烧结物料量和预设烧结终点计算料层的垂直烧结速度，利用垂直烧结速度和有效风量的关系计算大烟道有效风量，以及利用大烟道烟气成分计算有效风率；
第一查找单元，用于在烧结物料量和料层阻力对应关系表中查找所述烧结物料量对应的料层阻力；
第二计算单元，用于利用有效风率、大烟道有效风量及料层阻力计算大烟道目标负压，其中，大烟道目标负压=料层阻力*大烟道目标风量2，大烟道目标风量=大烟道有效风量/有效风率；
第二查找单元，用于利用大烟道负压与主抽风机转速对应关系表查找大烟道目标负压对应的主抽风机目标转速；
控制单元，用于调节主抽风机当前频率至所述主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。
所述控制系统取得的有益效果参考上述控制方法部分描述，此不赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面对实施例或现有技术描述中使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的实施例图示。
图1是传统烧结系统的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的烧结系统主抽风机变频控制方法流程示意图；
图3是本发明实施例二提供的烧结系统主抽风机变频控制方法流程示意图；
图4是本发明实施例三提供的烧结系统主抽风机变频控制方法流程示意图；
图5是本发明实施例四提供的烧结系统主抽风机变频控制方法流程示意图；
图6是本发明实施例五提供的烧结系统主抽风机变频控制方法流程示意图；
图7是本发明实施例六提供的烧结系统主抽风机变频控制系统结构示意图；
图8是本发明实施例七提供的烧结系统主抽风机变频控制系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
烧结系统中，负载通常表现为多种形式，如，烧结物料量、料层厚度，甚至由于设备的关联性，一个设备可能是另一个关联设备的负载，例如台车速度就可能是主抽风机的负载。实际中，会有很多原因，如设备故障、设计方案改变，导致负载变化或波动，从而改变或影响烧结系统的平衡和稳定，此时，就需要改变系统相关设备的工作状态，即，进行系统调节，否则就会出现烧结矿质量不能保证，或环境污染、无效能量消耗过大等问题。
实施例一
本发明实施例一提供的控制方法目的在于，在烧结物料量发生变化时，确保烧结矿质量（即烧结终点不变）前提下，如何根据烧结物料量的变化适应性地调节主抽风机频率，以降低烧结过程的主抽风机频率与烧结物料量不匹配导致的电能消耗和损失。
请参考附图2，该图示出了本发明实施例一提供的烧结系统主抽风机变频控制方法流程。
图2所示流程，包括：
S101、获取烧结物料量。
在实际工作过程中，由于市场因素、原料存储量因素、烧结矿存储量因素等的影响，烧结矿产量需要不断调节进而烧结物料量可能需要不断调节。即使烧结物料量已经确定，由于受到设备稳定性的影响，不同时间段内的烧结物料量也可能变化。为使主抽风机频率随烧结物料量的动态变化，需要根据烧结物料量的动态变化适应性调节主抽风机频率，这样就要获取烧结系统的烧结物料量。当然，所述烧结物料量可以是根据产量计划预先设定的值，也可以是通过实际的检测等手段得到的检测值。
S102、获取大烟道烟气成分。
采用烟气分析仪检测参与烧结反应的大烟道烟气成分。理所当然，大烟道烟气成分可以直接在大烟道内检测，也可以通过检测各个风箱的烟气成分进行计算得到。优选方案采用如下技术方案检测大烟道烟气成分。
a、检测每个风箱的烟气成分。
b、将检测得到的所有风箱的烟气成分均值作为大烟道烟气成分。
上述优选方案由于直接检测每个风箱的烟气成分，而风箱中的烟气刚参加完烧结反应，且最能反应实际烧结过程，所以该种方式能够提高大烟道烟气成分检测的精确度。
同时，将检测得到的所有风箱的烟气成分均值作为大烟道烟气成分，能够进一步提高大烟道烟气成分检测精确度，降低偶然、突发因素导致的个别风箱的烟气成分突变对检测结果的影响。
一种更为优选的方案是：连续或周期性地检测每个风箱的烟气成分，以及将多次检测得到的烟气成分均值作为每个风箱的烟气成分。通过连续或周期性地检测风箱的烟气成分，使得主抽风机频率与烧结物料量更加精确地匹配，实现主抽风机频率的循环调节，能够进一步提高调节精确度。
S103、计算大烟道有效风量。
有效风量是指单位物料烧结过程中参与燃烧的空气量，大烟道有效风量是指当前烧结物料量下参与燃烧的空气量。由于烧结终点预先设定，利用步骤S101获取的烧结物料量计算料层的垂直烧结速度，以及利用垂直烧结速度与有效风量之间的关系计算大烟道有效风量。
大烟道有效风量计算过程如下：
E=S台车*H料层*V台车*ρ    （1）
其中：E是单位时间的烧结物料量；S台车是烧结台车宽度；H料层是料层厚度；V台车是烧结台车速度；ρ是烧结物料密度。
预设烧结终点不变的情况下，物料到达烧结终点时刚好被烧透，物料层被烧透所用的时间t1与物料从烧结台车的起始位置运行到烧结终点的时间t2相等，即：
t1=t2                     （2）
而，t1=H料层/V⊥           （3）
其中：H料层是料层厚度；V⊥是料层的垂直烧结速度。
以及，t2=N/V台车，        （4）
其中：N是预设烧结终点距烧结起始位置的距离，V台车是烧结台车速度。
将上述公式（2）（3）（4）带入到公式（1）中，得到：
V⊥=E/S台车/ρ/N    （5）
参见上述公式（5），由于烧结物料量E已经在步骤S101中获取，对于生产特定物料的烧结系统，预设烧结终点距烧结起始点的距离N已知，烧结台车宽度S台车和烧结物料密度ρ均是已知量，因此，能够得到料层的垂直烧结速度V⊥。
生产过程中，垂直烧结速度与有效风量有如下关系：
V⊥=Q有/E/Qt标           （6）
其中：Q有是大烟道有效风量，Qt标是标准状态下单位物料充分焙烧所需要参与燃烧的风量，该参数由物料种类决定，Qt标是已知参数。
通过公式（6），再结合烧结物料量就能够计算出大烟道有效风量，即步骤S101获取的烧结物料量所对应的大烟道有效风量。
S104、计算有效风率。
有效风率指的是烧结过程中有效风量占总风量的比例。
在物料层烧结过程中，不会将主抽风机产生的风量中的氧气完全消耗掉，而是仅仅有一部分氧气参与烧结反应，所以，通过烟气成分可以了解烧结过程中物料消耗氧气的情况。在本实施例中，检测大烟道烟气成分，主要检测单位体积烟气中O2、CO、CO2、N2、NO、NO2 的含量。
由于空气进入烧结反应过程中，氧气需参与铁矿石固相反应及焦炭燃烧等反应，因此进气中的氧经烧结过程后，其在烟气中氧气的量会发生变化；由于氮不参与铁矿石的固相反应，所以氮经过烧结过程后以NO、NO2、N2的形式存在，在烟气中可准确测量。
根据物质不变定律，空气中氮气和氧气的含量稳定，这样根据烟气中氮气量和被氧化的氮气量，就可以计算得到进入到大烟道内的氮气和氧气的量，同时根据测得的烟气中剩余氧气量，利用公式（a）可准确计算得到参与反应氧气量。

其中：
空气中氧气量/空气中氮气量为一个常数；被氧化氮气量可以通过烟气分析仪中检测得的NO、NO2量计算得到；烟气中氮气量也可以通过烟气分析仪中检测得到的N2量计算得到。
因此，可以计算得到参与反应氧气量。
当计算得到参与反应氧气量后，利用公式（b），可以计算得到大烟道有效风率K。

其中：K为大烟道有效风率，烟气中剩余氧气量可以通过烟气分析仪中检测得到的O2量计算得到。
S105、查找料层阻力。
对于一台尺寸固定的烧结系统来说，烧结物料量变化，会导致料层厚度和料层阻力发生变化，如果烧结原料按照标准配比混合，烧结物料量与料层阻力就会形成相对稳定的对应关系，利用对应关系数据就能够形成对应关系表。这时，当得知其中一个参数，就会根据该对应关系表的指示，得到另一个参数。其中，所述对应关系表可以采用多次采样统计的方法，或计算的方法得到，此不再赘述。在另外的实施例中，采用系统测量得到综合阻力代替所述产量变化后的料层阻力，更能综合反映系统的阻力状况，使系统控制更准确。
本步骤中在烧结物料量和料层阻力对应关系表中查找所述烧结物料量对应的料层阻力。
S106、计算大烟道目标负压。
利用有效风率、大烟道有效风量及料层阻力计算大烟道目标负压。具体计算过程如下。
通过公式（8）并结合烧结物料量计算大烟道目标风量Q目标。
Q目标=Q有/K       （8）
通过公式（9）并结合烧结物料量计算大烟道目标负压P目标。
P目标=S*Q目标2      （9）
其中，S是料层阻力。
S107、查找主抽风机目标转速。
利用大烟道负压与主抽风机转速的对应关系，查找大烟道目标负压对应的主抽风机目标转速。上述大烟道负压与主抽风机转速的对应关系指的是大烟道在不同的负压工况对应的主抽风机转速，在实际工作过程中，主抽风机转速通过实验、检测和统计得到。
S108、调节主抽风机频率。
利用步骤S107得到的主抽风机目标转速，调节主抽风机当前频率至所述主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率，从而实现对主抽风机频率的调节。
本发明实施例一提供的烧结系统主抽风机变频控制方法利用获取的烧结物料量和大烟道烟气成分，以及已知的预设终点最终计算出大烟道目标负压，并根据大烟道目标负压调节主抽风机当前频率，实现主抽风机频率能够随烧结物料量的变化动态调节，实现主抽风机的功率消耗与负载变化之间的动态平衡，能够降低烧结过程中主抽风机功率与负载变化不匹配导致的电能消耗和损失。
通过实施例一可知，只要作为负载的烧结物料量发生变化，都需要调节主抽风机的频率，使主抽风机的功耗与负载的变化相适应，最终实现节能。然而主抽风机作为系统设备，对它的调节会对整个烧结系统的稳定性产生不利影响。因此，基于上述实施例一的另外实施例提供了一个改进的方案，该方案在负载，即烧结物料量变化较大时，调节主抽风机，而在负载变化较小时，调节风箱阀门开度，这样将主抽风机的调节和风箱阀门开度的调节结合起来，在负载变化较小时，用风箱阀门开度的调节达到主抽风机频率调节的效果，从而实现对整个烧结系统影响较小的节能调节。
具体说，在实施例一的步骤S106和步骤S107之间，还包括下述步骤：
S1、检测大烟道当前负压。
S2、计算大烟道当前负压与大烟道目标负压的差值。
S3、判断所述差值是否大于或等于预设负压阈值，如果是，执行步骤S107，否则，执行步骤S4。
S4、调节风箱阀门的开度，以使大烟道当前负压等于所述大烟道目标负压。
烧结系统中，风量的有效性随着风量的增加而减少，反之随着风量的减少而增加。例如，料层阻力随着烧结过程持续时间越长而越来越小，料层阻力的减小使通过料层的风量越来越大，而参与烧结的有效风量（即风中含有的氧）则越来越少，对应的风量有效性也就越来越小，此时，通过调节风箱阀门开度（关闭），适当增加风箱负压，就有利于保持有效风量。
步骤S3的作用在于，判断负载的变化大小，以决定调节主抽风机还是调节风箱阀门开度，或者说决定调节手段的选择，以便在负载变化不大时，通过对风箱阀门的调节代替对主抽风机的调节，从而使调节对烧结系统的影响尽可能小。
步骤S4的作用在于，确定风箱阀门的开度变大还是变小。风箱阀门开度调节的目标就是使得大烟道当前负压等于所述大烟道目标负压。
实施例二
实施例二在实施例一基础之上进行改进。本发明实施例提供的控制方法中，烧结物料量获取的准确度是影响主抽风机调节效果的重要因素，如何提高烧结物料量获取的准确度是本领域技术人员研发的重点。
请参考附图3，该图示出了实施例二提供的烧结系统主抽风机变频控制方法流程。
图3所示流程，包括：
S201、检测所有布料出口物料流量。
连续或周期性地检测布料机所有布料出口的物料流量，即检测单位时间内布料机所有布料出口的物料量。该步骤中，连续或周期性地检测布料机的所有布料出口的物料流量，以实现对布料机的所有布料出口实施连续多次测量，以供后续烧结物料量的计算。
S202、累加布料机所有布料出口物料流量的均值。
即，将步骤S201检测的每个布料出口物料流量求均值，然后，累加所有布料出口物料流量的均值。
S203、利用累加结果计算烧结物料量。
根据步骤S202中累加得到的结果计算烧结物料量的计算，上述累加结果乘以设定时间即可得到设定时间内的烧结物料量。
其中，连续检测是在一个特定的时间段内，以较小的时间间隔持续采集多次所有布料出口的物料流量，适合由于设备原因导致的布料出口的物料流量波动情况下的物料流量检测。这个特定的时间段长度随设备状态而动态调节，而时间间隔则依实际情况预先设置，例如时间间隔可以设置为1秒，1.5秒或2秒。当以该时间间隔采集布料出口的物料流量时，如果连续几次，如3次，采集的某个布料出口物料流量的波动大于一个设定的百分比，如5%，则会延长布料流量的采集时间，直到所述采集时间大于或等于调节的极限值，或累计的物料流量采集时间大于或等于调节的极限值，或者，所有布料出口连续三次采集的物料流量波动小于设定的百分比。所述调节的极限值是一个经验值，如20秒。
这个特定的时间段实际上是步骤S203的执行周期，时间结束就要计算一次烧结物料量，进一步执行后续步骤，进而完成一次调节。
所述周期性检测是在一个特定时间段内，以较大的时间间隔持续采集多次所有布料出口的物料量，适合设备状态稳定，布料流量波动小于允许值情况下的物料流量检测。因此，周期性检测的特定时间段通常较长，例如300秒，时间间隔也较大，例如5秒或10秒。
在另外的实施例中，首先采用周期性检测的方式，如果连续两次采集的某个布料出口物料流量的波动大于一个设定的百分比，则启动连续检测方式，从而使物料流量检测更符合实际情况，即有利于系统的及时调节，又有利于系统设备的稳定运行。
另一个关于采集物料流量变化的例子参考图4所示的实施例三。
实施例二中，步骤204‑210与实施例一中的步骤S102‑108一一对应，此不赘述。
相对于实施例一，实施例二提供的烧结系统主抽风机变频的控制方法提供了一种更为优化的烧结物料量获取方式，通过连续或者周期性地检测布料机所有布料出口的物料流量，然后对布料机所有布料出口连续或周期检测结果的均值累加，利用累加结果计算烧结物料量。通过多次检测而且以多次检测结果的均值计算烧结物料量的方式能够降低检测误差，即能够提高获取烧结物料量的精确度。另外，上述优选方案对布料机所有布料出口进行检测，即在烧结物料输送源头处检测，能够在较短的时间内获取当前较真实的烧结物料量数据，降低烧结物料量数据获取的滞后导致的主抽风机当前频率的调节滞后。
在基于所述实施例二的另外实施例中，具体说，在实施例二的步骤S208和S209之间，还包括下述步骤：
S1、检测大烟道当前负压；
S2、计算大烟道当前负压与大烟道目标负压的差值；
S3、判断所述差值是否大于或等于预设负压阈值，如果是，执行步骤S209，否则，执行步骤S4；
S4、调节风箱阀门的开度，以使大烟道当前负压等于所述大烟道目标负压。
实施例三
在烧结物料量获取过程中，烧结物料量的波动具有不确定性，例如波动时间和波动幅度不确定。
为此，实施例三对实施例二进行优化。请参考附图4，该图示出了实施例三提供的烧结系统主抽风机变频控制方法流程。
图4所示流程，在步骤S302和步骤S304之间还包括：
步骤S303、判断相邻两次累加结果之差是否小于或等于预设物料量阈值，如果是，这说明整个布料机布料出口的物料流量波动较小，烧结物料量较为稳定，可以作为初始参数，执行步骤S304；否则，执行步骤S302。
本实施例中，步骤S301‑S302相当于实施例二中的步骤S201‑S202，步骤S304至S311与实施例二中的S203至S2010一一对应，相应部分请参考实施例二中的内容，此不赘述。
按照实施例三，对布料机所有布料出口的物料流量稳定性有一个初步的判断，然后根据判断结果执行相应操作，实现在布料机布料出口的物料流量相对稳定的前提下检测数据，能够提高获取烧结物料量的精确度。
在另外的实施例中，在步骤S302和步骤S303之间还包括判断步骤，如果累计的物料流量采集时间大于或者等于调节的极限值，或者，布料机的所有布料出口连续三次采集的物料流量波动小于设定的百分比，则转步骤304；否则，转步骤303。
在基于所述实施例三的另外实施例中，具体说，在实施例三的步骤S309和S310之间，还包括下述步骤：
S1、检测大烟道当前负压。
S2、计算大烟道当前负压与大烟道目标负压的差值。
S3、判断所述差值是否大于或等于预设负压阈值，如果是，执行步骤S310，否则，执行步骤S4。
S4、调节风箱阀门的开度，以使大烟道当前负压等于所述大烟道目标负压。
实施四
上述实施例二和实施例三，均在布料机的布料出口处获取物料流量进而计算烧结物料量。对于生产特定物料的烧结系统，预设烧结终点到烧结起点的距离N已知，烧结台车宽度S台车和烧结物料密度ρ均已知，所以通过检测料层厚度H料层和烧结台车速度V台车，通过公式（1）计算烧结物料量。具体的操作过程，请参考附图5，该图示出了本发明实施例四提供的烧结系统主抽风机变频控制方法流程。
图5所示流程，包括：
S401、检测料层厚度和烧结台车速度。
S402、计算烧结物料量。
根据实施例一中的公式（1）计算烧结物料量。
该实施例中，步骤S403至S409与实施例一中的S102至S108一一对应，此不赘述。本实施例提供的控制方法，通过对料层厚度和烧结台车速度检测计算烧结物料量。
为使得检测结果更加准确，优选的，上述步骤S401中，检测烧结台车与布料机布料出口对应部位的料层厚度。该部位的料层厚度最能直接反应烧结物料量的最新变化，而且对该部位的检测能够及时实现后续步骤的调节，最终实现对主抽风机频率的调节更加及时、准确。
在基于所述实施例四的另外实施例中，具体说，在实施例四的步骤S407和S408之间，还包括下述步骤：
S1、检测大烟道当前负压。
S2、计算大烟道当前负压与大烟道目标负压的差值。
S3、判断所述差值是否大于或等于预设负压阈值，如果是，执行步骤S408，否则，执行步骤S4。
S4、调节风箱阀门的开度，以使大烟道当前负压等于所述大烟道目标负压。
实施例五
请参考附图6，图6示出了本发明实施例五提供的控制方法流程。
图6所示流程中，步骤S508至步骤S511实现如下：
S508、获取主抽风机当前转速a；
S509、判断主抽风机目标转速b与主抽风机当前转速a之差是否大于预设转速阈值，如果是，执行步骤S511；否则，执行步骤S510。
S510、调节主抽风机当前频率至主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。
S511、设定调节间距调节主抽风机频率向主抽风机目标频率变化，执行步骤S509。
实施例五提供的控制方法中， 当主抽风机目标转速与主抽风机当前转速之差大于预设转速阈值时，按照设定调节间距对主抽风机当前频率进行调节，例如以1赫兹为一个调节间距，直到当调节后的主抽风机频率与主抽风机目标频率之差小于所述预设转速阈值，最后直接将调节后的主抽风机频率调节到主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。当然，如果以1赫兹为一个调节间距，那么设定值应该小于1赫兹。实施例五提供的控制方法尽量避免主抽风机功率的大幅度调节，能够保证设备的平稳性，延长烧结系统各个设备的寿命。
实施例五中，步骤S501至步骤S507与步骤S101至步骤S107一一对应，此不赘述。
在基于所述实施例五的另外实施例中，具体说，在实施例五的步骤S506和S507之间，还包括下述步骤：
S1、检测大烟道当前负压。
S2、计算大烟道当前负压与大烟道目标负压的差值。
S3、判断所述差值是否大于或等于预设负压阈值，如果是，执行步骤S507，否则，执行步骤S4。
S4、调节风箱阀门的开度，以使大烟道当前负压等于所述大烟道目标负压。
实施例六
基于上述实施例一，实施例六提供一种烧结系统主抽风机变频控制系统。请参考附图7，该图示出了实施例六提供的烧结系统主抽风机变频控制系统的结构。
图7所示系统，包括：
初始参数获取单元601，用于获取烧结物料量和大烟道烟气成分；所述烧结物料量可以是根据产量计划预先设定的值，也可以是通过检测等手段得到的检测值。采用烟气分析仪检测参与烧结反应的大烟道烟气成分。大烟道烟气成分可以直接在大烟道内进行检测，也可以通过检测各个风箱的烟气成分进行计算得到。
第一计算单元602，用于利用烧结物料量和预设烧结终点计算料层的垂直烧结速度，利用垂直烧结速度和有效风量的关系计算大烟道有效风量，以及利用大烟道烟气成分计算有效风率；
第一查找单元603，用于在烧结物料量和料层阻力对应关系表中查找所述烧结物料量对应的料层阻力。
对于一台尺寸固定的烧结系统来说，烧结物料量变化，会导致料层厚度和料层阻力发生变化，如果烧结原料按照标准配比混合，烧结物料量与料层阻力就会形成相对稳定的对应关系，利用对应关系数据就能够形成对应关系表。这时，当得知其中一个参数，就会根据该对应关系表的指示，得到另一个参数。其中，所述对应关系表可以采用多次采样统计的方法，或计算的方法得到，此不再赘述。在另外的实施例中，采用系统测量得到综合阻力代替所述产量变化后的料层阻力，更能综合反映系统的阻力状况，使系统控制更准确。
本步骤中在烧结物料量和料层阻力对应关系表中查找所述烧结物料量对应的料层阻力。
第二计算单元604，用于利用有效风率、大烟道有效风量及料层阻力计算大烟道目标负压，其中，大烟道目标负压=料层阻力*大烟道目标风量2，大烟道目标风量=大烟道有效风量/有效风率。
利用有效风率、大烟道有效风量及料层阻力计算大烟道目标负压。具体计算过程如下。
通过公式（8）并结合烧结物料量计算大烟道目标风量Q目标。
Q目标=Q有/E/K       （8）
通过公式（9）并结合烧结物料量计算大烟道目标负压P目标。
P目标=SQ目标2      （9）
其中，S是料层阻力。
第二查找单元605，用于利用大烟道目标负压与主抽风机转速对应关系表查找大烟道目标负压对应的主抽风机目标转速。
利用大烟道负压与主抽风机转速的对应关系，查找大烟道目标负压对应的主抽风机目标转速。上述大烟道负压与主抽风机转速的对应关系指的是大烟道在不同的负压工况对应的主抽风机转速，在实际工作过程中，主抽风机转速通过实验、检测和统计得到。
控制单元606，用于调节主抽风机当前频率至所述主抽风机目标转速对应的主抽风机目标频率。
上述控制系统的各个计算模块的计算过程参考实施例一中的描述，该控制系统所具有的有益效果请参考方法部分的有益效果，此不赘述。
在基于实施例六的其他实施例中，第二计算单元604和第二查找单元605之间，还包括下述单元（图7中未示出）：
负压测量单元，用于检测大烟道当前负压。
判断单元，计算大烟道当前负压与大烟道目标负压的差值，以及，判断所述差值是否大于或等于预设负压阈值，如果所述差值大于或等于预设负压阈值，则指示第二查找单元查找大烟道目标负压对应的主抽风机目标转速，否则，指示控制单元调节风箱阀门的开度，以使大烟道当前负压等于所述大烟道目标负压。
本实施例中的控制单元，与实施例六中的控制单元606相比，已经发生变化。
实施例七
本实施例在实施例六的基础之上进行改进。
请参考附图8，其中的初始参数获取单元701包括：
物料流量检测子单元7011，用于连续或周期性地检测布料机所有布料出口的物料流量；
物料流量计算子单元7012，用于累加检测得到的所有布料出口物料流量的均值，根据累加结果计算烧结物料量。
本实施例所述系统，通过连续或者周期性地检测所有布料出口的物料流量，以及对所有布料出口连续或者周期性检测结果的均值进行累加，根据累加结果计算烧结物料量。该种方式通过多次测量且以多次测量的均值求烧结物料量，能够降低测量的误差，进而提高烧结物料量获取的精确度。
另外，该方案对布料机的布料出口的物料量进行测量，即在物料的输送源头处检测，可以及时获取最真实的烧结物料量，降低数值获取的滞后导致的调节滞后。
在基于实施例七的其他实施例中，第二计算单元704和第二查找单元705之间，还包括下述单元（图7中未示出）：
风量测量单元，用于检测大烟道当前风量；
判断单元，计算大烟道当前负压与大烟道目标负压的差值，以及，判断所述差值是否大于或等于预设负压阈值，如果所述差值大于或等于预设负压阈值，则指示第二查找单元查找大烟道目标负压对应的主抽风机目标转速，否则，指示控制单元调节风箱阀门的开度，以使大烟道当前负压等于所述大烟道目标负压。本实施例中的控制单元，与实施例七中的控制单元706相比，已经发生变化。
本实施例中的第一计算单元702、第一查找单元703、第二计算单元704、第二查找单元705和控制单元706分别与实施例六中的第一计算单元602、第一查找单元603、第二计算单元604、第二查找单元605和控制单元606一一对应，且功能相同，具体请参考实施例六，此不赘述。
本发明实施例一至七中所述的烧结物料量，指的是单位时间内烧结系统加工的烧结物料量，其单位为吨/时间。可以是每小时的烧结系统加工的烧结物料量，单位为吨/小时；也可以为每天加工的烧结物料量，其单位为吨/天。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。