一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法及系统与流程

1.本发明涉及一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法及系统，属于磁悬浮风机的控制技术领域。


背景技术：

2.双膛石灰窑是目前最先进的石灰生产装备之一，广泛的应用于工业石灰和建筑石灰的生产。双膛石灰窑由两个竖式窑膛组成，生产过程中，a窑膛作为燃烧膛，b窑膛作为蓄热膛，经过一个周期后，a窑膛和b窑膛进行交换角色，从而连续生产石灰。在双膛窑换向过程中，首先要将燃烧膛内压力(～40kp)通过助燃风管道和冷却风管道上的放空阀释放掉，使炉膛压力降为常压。放空阀虽然能快速有效的将炉膛内压力降为常压，但是会对助燃磁悬浮风机和冷却磁悬浮风机产生冲击。
3.磁悬浮风机已经广泛应用于工业生产环节中，也日益被人们所接受。但磁悬浮风机在石灰窑系统中，特别是在双膛石灰窑中的使用目前较少，还处于尝试阶段，目前存在的问题主要有以下两个方面：第一，需要根据双膛石灰窑工艺特点设计修改磁悬浮风机的运转参数，以避免压力短时间变为零对磁悬浮风机的冲击。第二，磁悬浮风机作为助燃磁悬浮风机和成品冷却磁悬浮风机，在使用的过程中可能会出现喘振、过载等问题。
4.因此，对于本领域技术人员来说，亟需一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮助燃鼓磁悬浮风机的控制方法，使得磁悬浮风机能够与双膛石灰窑工艺相匹配，实现稳定运行。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，该方法能够对磁悬浮风机的设定风量进行精准调控，有效避免磁悬浮风机进行喘振。
6.另外，本发明还提供了应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制系统。
7.本发明的技术方案为：一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，所述控制方法包括：根据双膛石灰窑不同工艺段的所需总风量q初步确定不同工艺段中磁悬浮风机的数量n1及每台磁悬浮风机的设定风量q0；判断磁悬浮风机的设定风量是否满足设定的条件，若不满足设定的条件，则根据调整原则调整磁悬浮风机的设定风量和数量，最终确定磁悬浮风机的设定风量和数量；若满足设定的条件，则启动磁悬浮风机，对双膛石灰窑的a窑膛或b窑膛供风；当磁悬浮风机启动后，实时监控双膛石灰窑系统所需风量与磁悬浮风机总设定风量之间的偏差，若偏差为零，则无需调整；若偏差不等于零，则根据情况调整磁悬浮风机的设定风量或台数；当a窑膛和b窑膛进行切换时，则开启放空阀，将助燃风管道和冷却风管道中的压力降为零，同时将磁悬浮风机的转速降低到第一设定转速值v1；当达到设定切换时间后，关闭放空阀，将磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2，将管道压
力快速升压到风机理论工作压力。
8.根据本发明优选的，所述工艺段包括助燃工艺段和冷却工艺段，在助燃工艺段中，磁悬浮风机用于提供助燃风，在冷却工艺段中，磁悬浮风机用于提供冷却风。
9.根据本发明优选的，根据双膛石灰窑不同工艺段的所需总风量q初步确定不同工艺段中磁悬浮风机的数量n1及每台磁悬浮风机的设定风量q0；包括：通过对所需总风量q与磁悬浮风机的额定风量q
额定
的比值取整，得到的整数再加一，得到磁悬浮风机的初定数量n0；单台磁悬浮风机的设定风量q0等于q/n0，若aq
额定
≤q0≤q
额定
，a为比例常数，则该工艺段中所需启动磁悬浮风机的数量n1等于n0；若q0＜aq
额定
，a为比例常数，则该工艺段中所需启动磁悬浮风机的数量n1等于n0-1；进一步优选的，a取值范围为45%-50%。a的取值根据磁悬浮风机的参数来确定，经验数值，在该取值范围内能够保证使得在大于等于aq
额定
风量的前提下，磁悬浮风机启动后基本不喘振。
10.根据本发明优选的，在判断磁悬浮风机的设定风量是否满足设定的条件之前，先根据双膛石灰窑系统的参数得到风机理论工作压力，再将风机理论工作压力带入磁悬浮风机的性能曲线，得到风机理论工作压力下对应的喘振工作点，大于喘振工作点对应的流量q
喘振
的流量即为磁悬浮风机的理论工作流量范围。其中，磁悬浮风机的性能曲线的横坐标为进口流量即磁悬浮风机的流量(m3/min)，纵坐标为出口压力，即磁悬浮风机的工作压力（kpa）。
11.根据本发明优选的，所述判断磁悬浮风机的设定风量是否满足设定的条件，若不满足设定的条件，则根据调整原则调整磁悬浮风机的设定风量和数量，最终确定磁悬浮风机的设定风量和数量；若满足设定的条件，则启动磁悬浮风机，对双膛石灰窑的a窑膛或b窑膛供风；包括：（1）在风机理论工作压力下，判断磁悬浮风机的设定风量q0是否大于等于（1+b）q
喘振
，b表示第二比例常数，用于保证单台磁悬浮风机的抗波动能力，b的取值范围在0.1-0.15；抗波动能力指的是当双膛石灰窑系统所需风量有较小的变动时，通过调整磁悬浮风机的风量来满足需求；若磁悬浮风机的设定风量q0小于（1+b）q
喘振
，则最终确定磁悬浮风机的数量n2为初始确定的磁悬浮风机n1的数量减去一台，然后进行步骤（2）；若磁悬浮风机的设定风量q0大于等于（1+b）q
喘振
，则最终确定磁悬浮风机的数量n2等于初始确定的磁悬浮风机的数量n1，然后进行步骤（2）；（2）从最终确定的n2台磁悬浮风机中选择一台作为补风风机，其他n2-1台作为定风风机，补风风机用于在所需总风量有变动时调整总设定风量，可以是随机选择n2中任意一台作为补风风机；然后判断所选择的补风风机的当前风量q
补
与补风风机调节范围q
调
之和是否小于等于磁悬浮风机的额定风量q
额定
：q
调
等于（20~30）%q
喘振
；对于多台磁悬浮风机运行时，当所需总风量有变动时，如果对所有的磁悬浮风机的设定风量都进行调控则不利于对磁悬浮风机的稳定运行，并磁悬浮风机的调整存在一定的阈值，如果将所需风量的变动均分到每个磁悬浮风机中，每台的调节量可能比较小，设置一台补风风机则可以克服上述问
题，当总风量变动时，优先调控补风风机的设定风量，使得调节更加便捷和稳定。
12.若q
补
+q
调
≤q
额定
，则启动磁悬浮风机运行；若q
补
+q
调
＞q
额定
，且（q
补
+q
调-q
额定
）≤（n-1）（q
额定-q
补
），则将定风风机的设定风量调大（q
补
+q
调-q
额定
）/(n2-1)，补风风机的设定风量调小q
补
+q
调-q
额定
；若q
补
+q
调
＞q
额定
，且（q
补
+q
调-q
额定
）＞（n-1）（q
额定-q
补
），则将定风风机的设定风量调大（q
额定-q
补
）/(n2-1)，补风风机的设定风量调大（n2-1）（q
额定-q
补
）；针对该种情况，则选择对补风风机的调节范围q
调
进行让步，以满足磁悬浮风机的正常运行。
13.如此设置的好处在于，能够保证补风风机的调节输出风量能力，在所需总风量变化可调节范围内，优先调整补风风机。
14.根据本发明优选的，所述若偏差不等于零，则根据情况调整磁悬浮风机的设定风量或台数；包括：a、当所述偏差大于零时，偏差大于零指的是当所需要的设定风量增加的情况；若补风风机的调节量大于偏差时，则调整补风风机的设定风量；若补风风机的调节量小于偏差时，则先将补风风机的设定风量调整第一调节量，再将偏差与第一调节量的差值均分到每个定风风机的设定风量中；补风风机的第一调节量为风机风机额定风量与当前补风风机的设定风量的差值；b、当所述偏差小于零时，偏差小于零指的是当所需要的设定风量减小的情况；若补风风机的调节量大于偏差的绝对值时，则调整补风风机的设定风量；若补风风机的调节量小于偏差绝对值时，则先将补风风机的设定风量调整第二调节量，再将偏差绝对值与第二调节量的差值均分到每个定风风机的设定风量中；补风风机的第二调节量为当前补风风机的设定风量与（1+b）q
喘振
的差值；由于原料、燃料等存在些许的差别，由于双膛石灰窑在运行的过程中，所需的设定风量可能会出现偏差，通过调整补风风机或者定风风机能够应对系统对磁悬浮风机风量的变化。
15.根据本发明优选的，所述如偏差不等于零，则根据情况调整磁悬浮风机的设定风量或台数；还包括：当补风风机的第一调节量与n2-1倍的定风风机的第一最大调节量之和小于偏差时，则再启动一台磁悬浮风机，并在启动前确定每台磁悬浮风机的设定风量；定风风机的第一最大调节量为风机风机额定风量与当前定风风机的设定风量的差值；此时属于风量增加比较大的情况。
16.当补风风机的第二调节量与n2-1倍的定风风机的第二最大调节量之和小于偏差绝对值时，则关闭一台磁悬浮风机，并在重新启动磁悬浮风机前确定磁悬浮风机的设定风量。定风风机的第二最大调节量为定风风机的当前定风风机的设定风量与（1+b）q
喘振
的差值。此时属于风量减少比较大的情况。
17.根据本发明优选的，所述当a窑膛和b窑膛进行切换时，则开启放空阀，将助燃风管道和冷却风管道中的压力降为零，同时将磁悬浮风机的转速降低到第一设定转速值v1；当达到设定切换时间后，关闭放空阀，将磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2，将管道压力快速升压到风机理论工作压力；该过程需要同时满足如下条件：（1）将磁悬浮风机的转速降低到第一设定转速值v1所需要的时间为t1,磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2所需要的时间
为t2，（t1+t2）小于等于a窑膛和b窑膛的设定切换时间；且t2小于18s；（2）磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2的过程中，磁悬浮风机的工作点位于风机的理论工作流量范围内，不发生喘振。
18.另一方面，本发明提供一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制系统，包括：初步确定模块，用于根据双膛石灰窑不同工艺段的所需总风量q初步确定不同工艺段中磁悬浮风机的数量n1及每台磁悬浮风机的设定风量q0；设定风量判断和调节模块，用于判断磁悬浮风机的设定风量是否满足设定的条件，若不满足设定的条件，则根据调整原则调整磁悬浮风机的设定风量和数量，最终确定磁悬浮风机的设定风量和数量；若满足设定的条件，则启动磁悬浮风机，对双膛石灰窑的a窑膛或b窑膛供风；风量偏差监控模块，用于当磁悬浮风机启动后，实时监控双膛石灰窑系统所需风量与磁悬浮风机总设定风量之间的偏差，若偏差为零，则无需调整；若偏差不等于零，则根据情况调整磁悬浮风机的设定风量或台数；风机切换模块，用于当a窑膛和b窑膛进行切换时，则开启放空阀，将助燃风管道和冷却风管道中的压力降为零，同时将磁悬浮风机的转速降低到第一设定转速值v1；当达到设定切换时间后，关闭放空阀，将磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2，将管道压力快速升压到风机理论工作压力。
19.本发明的有益效果为：1.本发明在磁悬浮风机启动前，根据双膛石灰窑不同工艺段的所需总风量q初步确定不同工艺段中磁悬浮风机的数量n1及设定风量q0能够在风机启动前对磁悬浮风机抗波动能力进行预设，同时能够避免磁悬浮风机发生喘振；当风机启动后，双膛石灰窑系统所需风量与磁悬浮风机总设定风量之间的偏差，适应性的调整磁悬浮风机的设定风量或台数；使得磁悬浮风机能够更好的在双膛石灰窑系统中稳定运行。
20.2.在现有技术中，当a窑膛和b窑膛进行切换时，在管道中设置阀门进行憋压，以保证悬浮风机能够正常运行，降低切换时管道压力突然为零对悬浮风机的冲击。而本发明中，当a窑膛和b窑膛进行切换时，采用降低速度的方式，减少管道压力骤变带给磁悬浮风机的冲击，更加节约能源，避免了空气悬浮风机在该领域的应用时不憋压无法保持稳定悬浮运行的类似状况。
21.3.在双膛石灰窑系统中采用磁悬浮鼓风机替代罗茨风机能有效降低低频噪声，减少对人听力的损伤。与罗茨风机相比，由于磁悬浮风机不需要润滑油，所以，也没有费油无害化处理费用，以及润滑油漏油的现象；磁悬浮鼓风机只需要定期更换过滤器，无其他机械维护（如皮带维护等）；因此，磁悬浮风机维护简单，维护费用低。
附图说明
22.图1为本发明提供的磁悬浮风机启动前的调节过程示意图。
23.图2为本发明提供的磁悬浮风机设定风量判断和调节的一个过程示意图。
24.图3为本发明提供的磁悬浮风机设定风量判断和调节的另一个过程示意图。
25.图4为本发明提供的一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制系统的示意图。
具体实施方式
26.下面将以图示揭露本技术的若干个实施方式，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，构成本技术的一部分说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及说明是用来解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，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。
27.本技术使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。此外，在本公开各个实施例中，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
28.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以互相结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求保护的范围之内。
29.实施例1本实施例提供给一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，所述控制方法包括：磁悬浮风机启动前，先确定磁悬浮风机的设定风量和磁悬浮风机的数量，包括：根据双膛石灰窑不同工艺段的所需总风量q初步确定不同工艺段中磁悬浮风机的数量n1及每台磁悬浮风机的设定风量q0；双膛石灰窑所需要的助燃最大总风量或者最大冷却总风量根据现有技术由石灰窑控制系统根据窑体的最大生产能力计算得到，该计算过程为现有技术。
30.判断磁悬浮风机的设定风量是否满足设定的条件，若不满足设定的条件，则根据调整原则调整磁悬浮风机的设定风量和数量，最终确定磁悬浮风机的设定风量和数量；若满足设定的条件，则启动磁悬浮风机，对双膛石灰窑的a窑膛或b窑膛供风；当磁悬浮风机启动后，实时监控双膛石灰窑系统所需风量与磁悬浮风机总设定风量之间的偏差，若偏差为零，则无需调整；若偏差不等于零，则根据情况调整磁悬浮风机的设定风量或台数；当a窑膛和b窑膛进行切换时，则开启放空阀，将助燃风管道和冷却风管道中的压力降为零，同时将磁悬浮风机的转速降低到第一设定转速值v1；当达到设定切换时间后，关闭放空阀，将磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2，将管道压力快速升压到风机理论工作压力。其中，设定切换时间为双膛石灰窑控制系统的设定值，设定时间在1min左右,不同的机型可能有所不同。
31.实施例2本实施例提供给一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，与实施例1的区别在于：所述工艺段包括助燃工艺段和冷却工艺段，在助燃工艺段中，磁悬浮风机用于提供助燃风，在冷却工艺段中，磁悬浮风机用于提供冷却风。
32.实施例3本实施例提供给一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，与实施例1的区别在于：
根据双膛石灰窑不同工艺段的所需总风量q初步确定不同工艺段中磁悬浮风机的数量n1及每台磁悬浮风机的设定风量q0；包括：通过对所需总风量q与磁悬浮风机的额定风量q
额定
的比值取整，得到的整数再加一，得到磁悬浮风机的初定数量n0；单台磁悬浮风机的设定风量q0等于q/n0，若aq
额定
≤q0≤q
额定
，a为比例常数，则该工艺段中所需启动磁悬浮风机的数量n1等于n0；若q0＜aq
额定
，a为比例常数，则该工艺段中所需启动磁悬浮风机的数量n1等于n0-1；进一步优选的，a取值范围为45%-50%。a的取值根据磁悬浮风机的参数来确定，经验数值，在该取值范围内能够保证使得在大于等于aq
额定
风量的前提下，磁悬浮风机启动后基本不喘振。
33.实施例4本实施例提供给一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，与实施例1的区别在于：在判断磁悬浮风机的设定风量是否满足设定的条件之前，先根据双膛石灰窑系统的参数得到风机理论工作压力，再将风机理论工作压力带入磁悬浮风机的性能曲线，得到风机理论工作压力下对应的喘振工作点，大于喘振工作点对应的流量q
喘振
的流量即为磁悬浮风机的理论工作流量范围。其中，磁悬浮风机的性能曲线的横坐标为进口流量即磁悬浮风机的流量(m3/min)，纵坐标为出口压力，即磁悬浮风机的工作压力（kpa）。
34.实施例5本实施例提供给一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，与实施例1和实施例4的区别在于：如图1所示，所述判断磁悬浮风机的设定风量是否满足设定的条件，若不满足设定的条件，则根据调整原则调整磁悬浮风机的设定风量和数量，最终确定磁悬浮风机的设定风量和数量；若满足设定的条件，则启动磁悬浮风机，对双膛石灰窑的a窑膛或b窑膛供风；包括：（1）在风机理论工作压力下，判断磁悬浮风机的设定风量q0是否大于等于（1+b）q
喘振
，b表示第二比例常数，用于保证单台磁悬浮风机的抗波动能力，b的取值范围在0.1-0.15；抗波动能力指的是当双膛石灰窑系统所需风量有较小的变动时，通过调整磁悬浮风机的风量来满足需求；若磁悬浮风机的设定风量q0小于（1+b）q
喘振
，则最终确定磁悬浮风机的数量n2为初始确定的磁悬浮风机n1的数量减去一台，然后进行步骤（2）；若磁悬浮风机的设定风量q0大于等于（1+b）q
喘振
，则最终确定磁悬浮风机的数量n2等于初始确定的磁悬浮风机的数量n1，然后进行步骤（2）；（2）从最终确定的n2台磁悬浮风机中选择一台作为补风风机，其他n2-1台作为定风风机，补风风机用于在所需总风量有变动时调整总设定风量，可以是随机选择n2中任意一台作为补风风机；然后判断所选择的补风风机的当前风量q
补
与补风风机调节范围q
调
之和是否小于等于磁悬浮风机的额定风量q
额定
：q
调
等于（20~30）%q
喘振
；对于多台磁悬浮风机运行时，当所需总风量有变动时，如果对所有的磁悬浮风机的设定风量都进行调控则不利于对
磁悬浮风机的稳定运行，并磁悬浮风机的调整存在一定的阈值，如果将所需风量的变动均分到每个磁悬浮风机中，每台的调节量可能比较小，设置一台补风风机则可以克服上述问题，当总风量变动时，优先调控补风风机的设定风量，使得调节更加便捷和稳定。
35.若q
补
+q
调
≤q
额定
，则启动磁悬浮风机运行；若q
补
+q
调
＞q
额定
，且（q
补
+q
调-q
额定
）≤（n-1）（q
额定-q
补
），则将定风风机的设定风量调大（q
补
+q
调-q
额定
）/(n2-1)，补风风机的设定风量调小q
补
+q
调-q
额定
；若q
补
+q
调
＞q
额定
，且（q
补
+q
调-q
额定
）＞（n-1）（q
额定-q
补
），则将定风风机的设定风量调大（q
额定-q
补
）/(n2-1)，补风风机的设定风量调大（n2-1）（q
额定-q
补
）；针对该种情况，则选择对补风风机的调节范围q
调
进行让步，以满足磁悬浮风机的正常运行。
36.如此设置的好处在于，能够保证补风风机的调节输出风量能力，在所需总风量变化可调节范围内，优先调整补风风机。
37.实施例6本实施例提供给一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，与实施例1和实施例4的区别在于：根据基于k-means聚类算法的风机理论工作压力分析模型，确定当前双膛石灰窑系统的参数下风机理论工作压力；包括：(1)构建数据集：采集以往石灰窑的燃料的种类、石灰石原料的种类、风机的工作压力作为一组数据，并获取石灰窑的产量；其中风机可以是罗茨风机，该型号的风机在双膛石灰窑中的应用比较成熟。
38.当石灰窑的产量满足所需要的产量时，则保留该组数据；否则，删除该组数据；将以往石灰窑的燃料的种类、石灰石原料的种类、风机的工作压力作为一组数据，构建训练数据集；(2)训练基于k-means聚类算法的风机理论工作压力分析模型；2-1、将石灰窑的燃料的种类、石灰石原料的种类、风机的工作压力组成的三维向量作为分类对象；2-2、初始化k个聚类中心，k为正整数，k个聚类中心分别为c1，c2，...ck；每一个聚类中心均为石灰窑的燃料的种类、石灰石原料的种类、风机的工作压力组成的三维向量；2-3、根据分类对象与聚类中心的距离，将每个分类对象划分到距离最近的聚类中心的类中；2-4、将每一类中的所有对象的均值作为新的聚类中心；2-5、重复步骤2-3和2-4，聚类过程不断迭代，直到得到的新的聚类中心与上一次得到的聚类中心的距离小于设定值为止。
39.（3）将当前的石灰窑的燃料的种类、石灰石原料的种类和风机工作压力的预设值作为一组数据输入到训练好的基于k-means聚类算法的风机理论工作压力分析模型中，并将该组数据划分到距离类别中心最近邻的类别中，进而得到风机的工作压力，将所述得到风机的工作压力作为风机理论工作压力。风机工作压力的预设值可根据风机的工作人员的经验进行设定。
40.实施例7本实施例提供给一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，与实施例1的
区别在于：如图2所示，所述若偏差不等于零，则根据情况调整磁悬浮风机的设定风量或台数；包括：a、当所述偏差大于零时，偏差大于零指的是当所需要的设定风量增加的情况；若补风风机的调节量大于偏差时，则调整补风风机的设定风量；若补风风机的调节量小于偏差时，则先将补风风机的设定风量调整第一调节量，再将偏差与第一调节量的差值均分到每个定风风机的设定风量中；补风风机的第一调节量为风机风机额定风量与当前补风风机的设定风量的差值；b、当所述偏差小于零时，偏差小于零指的是当所需要的设定风量减小的情况；若补风风机的调节量大于偏差的绝对值时，则调整补风风机的设定风量；若补风风机的调节量小于偏差绝对值时，则先将补风风机的设定风量调整第二调节量，再将偏差绝对值与第二调节量的差值均分到每个定风风机的设定风量中；补风风机的第二调节量为当前补风风机的设定风量与（1+b）q
喘振
的差值；由于原料、燃料等存在些许的差别，由于双膛石灰窑在运行的过程中，所需的设定风量可能会出现偏差，通过调整补风风机或者定风风机能够应对系统对磁悬浮风机风量的变化。
41.实施例8本实施例提供给一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，与实施例7的区别在于：如图3所示，所述如偏差不等于零，则根据情况调整磁悬浮风机的设定风量或台数；还包括：当补风风机的第一调节量与n2-1倍的定风风机的第一最大调节量之和小于偏差时，则再启动一台磁悬浮风机，并在启动前确定每台磁悬浮风机的设定风量，确定过程可根据实施例1-5中提供的方式。定风风机的第一最大调节量为风机风机额定风量与当前定风风机的设定风量的差值；此时属于风量增加比较大的情况。
42.当补风风机的第二调节量与n2-1倍的定风风机的第二最大调节量之和小于偏差绝对值时，则关闭一台磁悬浮风机，并在重新启动磁悬浮风机前确定磁悬浮风机的设定风量，确定过程可根据实施例1-5中提供的方式。定风风机的第二最大调节量为定风风机的当前定风风机的设定风量与（1+b）q
喘振
的差值。此时属于风量减少比较大的情况。
43.需要说的明的是，上述情况主要是针对当更换原料、燃料或者调整双膛石灰窑的产量时，对于助燃风或者冷却风的需要波动比较明显，此时需要增开一台磁悬浮鼓风机或者关闭一台磁悬浮鼓风机，一般增开或关闭磁悬浮风机会选择在窑膛切换时进行，对磁悬浮风机的运行以及双膛石灰窑的膛内气氛的影响相对较小，更有利于系统的稳定运转。
44.实施例9本实施例提供给一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，与实施例1的区别在于：当a窑膛和b窑膛进行切换时，则开启放空阀，将助燃风管道和冷却风管道中的压力降为零，同时将磁悬浮风机的转速降低到第一设定转速值v1；当达到设定切换时间后，关闭放空阀，将磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2，将管道压力快速升压到风机理论工作压力；该过程需要同时满足如下条件：
（1）将磁悬浮风机的转速降低到第一设定转速值v1所需要的时间为t1,磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2所需要的时间为t2，（t1+t2）小于等于a窑膛和b窑膛的设定切换时间；t2小于18s；（2）磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2的过程中，磁悬浮风机的工作点位于风机的理论工作流量范围内，不发生喘振。
45.第一设定转速值v1的取值范围在12000-13000r/min，第二设定转速值v2的取值范围在15000-20500r/min。
46.实施例10本发明提供一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制系统，用于实现实施例1-9任一项所提供的控制方法，包括：如图4所示，初步确定模块，用于根据双膛石灰窑不同工艺段的所需总风量q初步确定不同工艺段中磁悬浮风机的数量n1及每台磁悬浮风机的设定风量q0；设定风量判断和调节模块，用于判断磁悬浮风机的设定风量是否满足设定的条件，若不满足设定的条件，则根据调整原则调整磁悬浮风机的设定风量和数量，最终确定磁悬浮风机的设定风量和数量；若满足设定的条件，则启动磁悬浮风机，对双膛石灰窑的a窑膛或b窑膛供风；风量偏差监控模块，用于当磁悬浮风机启动后，实时监控双膛石灰窑系统所需风量与磁悬浮风机总设定风量之间的偏差，若偏差为零，则无需调整；若偏差不等于零，则根据情况调整磁悬浮风机的设定风量或台数；风机切换模块，用于当a窑膛和b窑膛进行切换时，则开启放空阀，将助燃风管道和冷却风管道中的压力降为零，同时将磁悬浮风机的转速降低到第一设定转速值v1；当达到设定切换时间后，关闭放空阀，将磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2，将管道压力快速升压到风机理论工作压力。
47.上述说明示出并描述了本技术的优选实施方式，但如前对象，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文对象构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：根据双膛石灰窑不同工艺段的所需总风量q初步确定不同工艺段中磁悬浮风机的数量n1及每台磁悬浮风机的设定风量q0；判断磁悬浮风机的设定风量是否满足设定的条件，若不满足设定的条件，则根据调整原则调整磁悬浮风机的设定风量和数量，最终确定磁悬浮风机的设定风量和数量；若满足设定的条件，则启动磁悬浮风机，对双膛石灰窑的a窑膛或b窑膛供风；当磁悬浮风机启动后，实时监控双膛石灰窑系统所需风量与磁悬浮风机总设定风量之间的偏差，若偏差为零，则无需调整；若偏差不等于零，则根据情况调整磁悬浮风机的设定风量或台数；当a窑膛和b窑膛进行切换时，则开启放空阀，将助燃风管道和冷却风管道中的压力降为零，同时将磁悬浮风机的转速降低到第一设定转速值v1；当达到设定切换时间后，关闭放空阀，将磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2，将管道压力升压到风机理论工作压力。2.根据权利要求1所述的一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，其特征在于，所述工艺段包括助燃工艺段和冷却工艺段，在助燃工艺段中，磁悬浮风机用于提供助燃风，在冷却工艺段中，磁悬浮风机用于提供冷却风。3.根据权利要求1所述的一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，其特征在于，根据双膛石灰窑不同工艺段的所需总风量q初步确定不同工艺段中磁悬浮风机的数量n1及每台磁悬浮风机的设定风量q0；包括：通过对所需总风量q与磁悬浮风机的额定风量q
额定
的比值取整，得到的整数再加一，得到磁悬浮风机的初定数量n0；单台磁悬浮风机的设定风量q0等于q/n0，若aq
额定
≤q0≤q
额定
，a为比例常数，则该工艺段中所需启动磁悬浮风机的数量n1等于n0；若q0＜aq
额定
，a为比例常数，则该工艺段中所需启动磁悬浮风机的数量n1等于n0-1。4.根据权利要求1所述的一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，其特征在于，在判断磁悬浮风机的设定风量是否满足设定的条件之前，先得到风机理论工作压力，再将风机理论工作压力带入磁悬浮风机的性能曲线，得到风机理论工作压力下对应的喘振工作点，大于喘振工作点对应的流量q
喘振
的流量即为磁悬浮风机的理论工作流量范围。5.根据权利要求4所述的一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，其特征在于，所述判断磁悬浮风机的设定风量是否满足设定的条件，若不满足设定的条件，则根据调整原则调整磁悬浮风机的设定风量和数量，最终确定磁悬浮风机的设定风量和数量；若满足设定的条件，则启动磁悬浮风机，对双膛石灰窑的a窑膛或b窑膛供风；包括：（1）在风机理论工作压力下，判断磁悬浮风机的设定风量q0是否大于等于（1+b）q
喘振
，b表示第二比例常数，用于保证单台磁悬浮风机的抗波动能力，b的取值范围在0.1-0.15；若磁悬浮风机的设定风量q0小于（1+b）q
喘振
，则最终确定磁悬浮风机的数量n2为初始确定的磁悬浮风机n1的数量减去一台，然后进行步骤（2）；若磁悬浮风机的设定风量q0大于等于（1+b）q
喘振
，则最终确定磁悬浮风机的数量n2等于初始确定的磁悬浮风机的数量n1，然后进行步骤（2）；（2）从最终确定的n2台磁悬浮风机中选择一台作为补风风机，其他n2-1台作为定风风
机，补风风机用于在所需总风量有变动时调整总设定风量，然后判断所选择的补风风机的当前风量q
补
与补风风机调节范围q
调
之和是否小于等于磁悬浮风机的额定风量q
额定
：q
调
等于（20~30）%q
喘振
；若q
补
+q
调
≤q
额定
，则启动磁悬浮风机运行；若q
补
+q
调
＞q
额定
，且（q
补
+q
调-q
额定
）≤（n-1）（q
额定-q
补
），则将定风风机的设定风量调大（q
补
+q
调-q
额定
）/(n2-1)，补风风机的设定风量调小q
补
+q
调-q
额定
；若q
补
+q
调
＞q
额定
，且（q
补
+q
调-q
额定
）＞（n-1）（q
额定-q
补
），则将定风风机的设定风量调大（q
额定-q
补
）/(n2-1)，补风风机的设定风量调大（n2-1）（q
额定-q
补
）。6.根据权利要求5所述的一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，其特征在于，所述若偏差不等于零，则根据情况调整磁悬浮风机的设定风量或台数；包括：a、当所述偏差大于零时，若补风风机的调节量大于偏差时，则调整补风风机的设定风量；若补风风机的调节量小于偏差时，则先将补风风机的设定风量调整第一调节量，再将偏差与第一调节量的差值均分到每个定风风机的设定风量中；补风风机的第一调节量为风机风机额定风量与当前补风风机的设定风量的差值；b、当所述偏差小于零时，若补风风机的调节量大于偏差的绝对值时，则调整补风风机的设定风量；若补风风机的调节量小于偏差绝对值时，则先将补风风机的设定风量调整第二调节量，再将偏差绝对值与第二调节量的差值均分到每个定风风机的设定风量中；补风风机的第二调节量为当前补风风机的设定风量与（1+b）q
喘振
的差值。7.根据权利要求6所述的一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，其特征在于，所述如偏差不等于零，则根据情况调整磁悬浮风机的设定风量或台数；还包括：当补风风机的第一调节量与n2-1倍的定风风机的第一最大调节量之和小于偏差时，则再启动一台磁悬浮风机，并在启动前确定每台磁悬浮风机的设定风量；定风风机的第一最大调节量为风机风机额定风量与当前定风风机的设定风量的差值；当补风风机的第二调节量与n2-1倍的定风风机的第二最大调节量之和小于偏差绝对值时，则关闭一台磁悬浮风机，并在重新启动磁悬浮风机前确定磁悬浮风机的设定风量；定风风机的第二最大调节量为定风风机的当前定风风机的设定风量与（1+b）q
喘振
的差值。8.根据权利要求1所述的一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，其特征在于，所述当a窑膛和b窑膛进行切换时，则开启放空阀，将助燃风管道和冷却风管道中的压力降为零，同时将磁悬浮风机的转速降低到第一设定转速值v1；当达到设定切换时间后，关闭放空阀，将磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2，将管道压力升压到风机理论工作压力；该过程需要同时满足如下条件：（1）将磁悬浮风机的转速降低到第一设定转速值v1所需要的时间为t1,磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2所需要的时间为t2，（t1+t2）小于等于a窑膛和b窑膛的设定切换时间；且t2小于18s；（2）磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2的过程中，磁悬浮风机的工作点位于风机的理论工作流量范围内。9.一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制系统，用于实现权利要求1-8任一项所
述的控制方法，其特征在于，包括：初步确定模块，用于根据双膛石灰窑不同工艺段的所需总风量q初步确定不同工艺段中磁悬浮风机的数量n1及每台磁悬浮风机的设定风量q0；设定风量判断和调节模块，用于判断磁悬浮风机的设定风量是否满足设定的条件，若不满足设定的条件，则根据调整原则调整磁悬浮风机的设定风量和数量，最终确定磁悬浮风机的设定风量和数量；若满足设定的条件，则启动磁悬浮风机，对双膛石灰窑的a窑膛或b窑膛供风；风量偏差监控模块，用于当磁悬浮风机启动后，实时监控双膛石灰窑系统所需风量与磁悬浮风机总设定风量之间的偏差，若偏差为零，则无需调整；若偏差不等于零，则根据情况调整磁悬浮风机的设定风量或台数；风机切换模块，用于当a窑膛和b窑膛进行切换时，则开启放空阀，将助燃风管道和冷却风管道中的压力降为零，同时将磁悬浮风机的转速降低到第一设定转速值v1；当达到设定切换时间后，关闭放空阀，将磁悬浮风机的转速由第一设定转速值v1增加到第二设定转速值v2，使得磁悬浮风机的风量达到设定风量。

技术总结
本发明涉及一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法及系统，属于磁悬浮风机的控制技术领域。该方法包括：初步确定磁悬浮风机的数量及设定风量；当设定风量和数量不满足条件时，则调整设定风量和数量，然后启动磁悬浮风机。当磁悬浮风机启动后，根据实时监控所需风量与总设定风量之间的偏差，调整设定风量或台数。当窑膛切换时，则开启放空阀，同时将风机的转速降低；切换完成后，关闭放空阀，增加转速，使得磁悬浮风机的风量达到设定风量。本发明提供了一种应用于双膛石灰窑的磁悬浮风机的控制方法，该方法能够对磁悬浮风机的设定风量进行精准调控，有效避免磁悬浮风机进行喘振，使得磁悬浮风机能够在双膛石灰窑系统中稳定运行。定运行。


技术研发人员：赵延广 杨耀鹏 李大同 刘晋
受保护的技术使用者：山东华东风机有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/8/31