[發明專利]一種用于工頻熔煉爐除塵風機節能的控制方法及其控制系統

無效

• 申請號: 201110248626.0
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102322434A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 宋執環;張宏偉;盧曉榮;蔣立
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F04D27/00
• 分類號: F04D27/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明屬于冶金技術領域，具體涉及一種用于工頻熔煉爐除塵風機節能的控制方法及其控制系統。

背景技術

銅作為國民經濟、國防軍工發展的基礎材料和重要戰略物資，降低其冶煉過程中的能耗對于提高我國能源利用效率具有重大的戰略意義。廢雜銅作為不直接依賴新銅礦開發的原材料，其冶煉再生的工頻熔煉技術近年來得到了極大的推廣，精確控制廢雜銅在工頻熔煉過程中的能耗將會極大地提高銅資源的循環利用率和資源利用率，符合國家提高能源利用效率的發展規劃。

廢雜銅成分復雜，通過工頻熔煉爐的高溫熔煉，熔點低于銅的雜質會隨著熔煉產生的高溫劇烈燃燒，產生煙氣顆粒從熔煉爐頂部的引風通道排出。比如廢雜銅中夾雜的油污、鋅、包裹銅線的絕緣橡膠或塑料等物質在熔煉爐內的高溫中劇烈燃燒，產生濃烈的煙霧；熔點高于銅的雜質會在熔融的銅液里形成固態的浮渣，通過撈渣從銅液中分離，從而實現廢雜銅提純和再生利用。

目前在國內廢雜銅的冶煉企業中，對于工頻熔煉爐內煙霧的測量主要依靠操作工人的現場目測，不同的工人在經驗不同、主觀感知不同以及疲勞狀況不同的條件下，同樣的煙霧情況也有可能給出不同的描述，所以無法客觀地量化爐內的煙霧濃度，更無法根據不同的煙霧情況自動地調整除塵風機的轉速。

廢雜銅在工頻熔煉爐的熔煉屬于間歇過程，每一爐的熔煉都需要多次加料、攪拌和撈渣等工序。熔煉爐的頂部是煙霧的引風通道，通過除塵風機形成的負壓迅速排走爐內的煙霧，防止煙霧擴散。

雖然目前不少冶煉企業都為工頻熔煉爐的除塵風機配備了變頻調速器，期望工人使用變頻調速器來調節除塵風機的速度，降低能耗。但是由于缺乏有效的檢測工頻熔煉爐煙霧濃度的儀表，對于除塵風機的變頻調速還停留在依據工人對爐內煙霧的目測進行手動調速的階段。由于工人忙于上料、攪拌、撈渣，無法及時而且準確的調整除塵風機的速度，同時因為調速增加了實際的工作強度，所以工人沒有積極性去頻繁地調節風機轉速。于是在實際的生產中，除塵風機恒定高速運行，變頻調速器就成了擺設，無法實現節能的目的。

除塵風機恒定高速運行雖能確保煙霧從引風通道迅速排出，但在煙霧濃度較小時，低速即可實現煙霧的迅速排出；在除塵風機無需高速運行的工況下，如果還保持恒定高速運行，不但除塵風機自身浪費大量的電能，而且會帶走了大量用于熔煉加熱的熱量，延長冶煉的時間，造成工頻加熱電能的巨大浪費；同時，排煙通道的后半段處于恒定的高風壓環境，將降低煙霧回收布袋的使用壽命。

發明內容

針對現有技術所存在的上述技術缺陷，本發明提供了一種用于工頻熔煉爐除塵風機節能的控制方法及其控制系統，實時根據熔煉爐內煙霧的濃度大小，調節除塵風機的轉速，實現工頻熔煉的節能減排。

一種用于工頻熔煉爐除塵風機節能的控制方法，包括如下步驟：

(1)實時采集工頻熔煉爐內的圖像；

(2)對所述的圖像進行圖像處理，從圖像中提取出火光亮度信息和背景清晰度信息；

(3)根據所述的火光亮度信息和背景清晰度信息，判斷確定工頻熔煉爐內的煙霧濃度等級；

(4)根據所述的煙霧濃度等級確定對應的頻率信號；

(5)根據所述的頻率信號控制除塵風機的轉速。

所述的火光亮度信息為圖像的像素平均亮度值，所述的背景清晰度信息為圖像的邊緣像素個數。

所述的步驟(3)中，判斷確定工頻熔煉爐內的煙霧濃度等級為：先將圖像的像素平均亮度值和邊緣像素個數分別量化成大小在[0，255]區間和[0，15000]區間內的數值，然后根據以下對應關系進行判定：

當圖像的像素平均亮度值在[230，255]內，且邊緣像素個數在[0，10]內，則判定工頻熔煉爐內的煙霧濃度等級為1；

當圖像的像素平均亮度值在[200，230]內，且邊緣像素個數在[10，50]內，則判定工頻熔煉爐內的煙霧濃度等級為2；

當圖像的像素平均亮度值在[150，200]內，且邊緣像素個數在[0，100]內，則判定工頻熔煉爐內的煙霧濃度等級為3；

當圖像的像素平均亮度值在[90，200]內，且邊緣像素個數在[500，10000]內，則判定工頻熔煉爐內的煙霧濃度等級為4；

當圖像的像素平均亮度值在[30，80]內，且邊緣像素個數在[20，15000]內，則判定工頻熔煉爐內的煙霧濃度等級為5；

當圖像的像素平均亮度值在[0，20]內，且邊緣像素個數在[0，20]內，則判定工頻熔煉爐內的煙霧濃度等級為6；

其余情況，則判定工頻熔煉爐內的煙霧濃度等級為7。