風(fēng)機液力耦合器調(diào)速在煉鋼廠的應(yīng)用

封卓

摘 要：布袋除塵風(fēng)機被廣泛應(yīng)用于煉鋼生產(chǎn)工藝的煙氣除塵中。布袋除塵風(fēng)機一般都是利用液力耦合器對風(fēng)機進行調(diào)速驅(qū)動的。以漣鋼210轉(zhuǎn)爐廠為研究對象，根據(jù)用戶點在煉鋼各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中除塵需求的差異，應(yīng)用液力耦合器的風(fēng)機自動調(diào)速功能對風(fēng)機風(fēng)力進行調(diào)控，從而有效地降低了電機的輸出功率，提高了除塵效果，實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：布袋除塵；液力耦合器；連鎖控制；節(jié)能環(huán)保

中圖分類號：TH137.331 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）13-0032-02

1 概述

布袋除塵風(fēng)機以其對細微粉塵收集的效率高和適應(yīng)性強，可收集不同性質(zhì)的粉塵，以及結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定等特點被廣泛應(yīng)用于建材、冶金、化工等行業(yè)。其工作原理是塵粒在繞過濾布纖維時，因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截，使含塵煙氣經(jīng)過導(dǎo)流系統(tǒng)后均勻地進入除塵器本體的濾布纖維過濾區(qū)過濾，凈化后的煙氣由風(fēng)口直接排出。液力耦合器作為除塵風(fēng)機的動力傳輸設(shè)備，它又被稱為液力聯(lián)軸器。液力聯(lián)軸器內(nèi)局部充滿工作液體，當(dāng)泵輪在原動機帶動下旋轉(zhuǎn)時，工作液體便會被泵輪葉片驅(qū)動，在離心力的作用下，工作液體沿泵輪工作腔的曲面流向渦輪，同時產(chǎn)生切向力；當(dāng)泵輪內(nèi)的工作液體流到渦輪腔時，由切向力推動渦輪葉片，這樣，渦輪便會得到轉(zhuǎn)矩。所以，液力耦合器是一種非剛性的連軸器，它連接著原動機的輸出軸和風(fēng)機動力輸入軸，利用液體與泵輪、渦輪葉片之間的相互作用而產(chǎn)生動力矩，從而將原動機的力矩傳送到風(fēng)機上去，通過調(diào)整機構(gòu)和力矩的傳送，進而達到調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速的目的。

2 布袋除塵工藝及設(shè)備簡介

漣鋼210轉(zhuǎn)爐廠的2座210 t轉(zhuǎn)爐共設(shè)計了3臺布袋除塵風(fēng)機，分別為二次除塵風(fēng)機、混鐵爐脫硫除塵風(fēng)機和精煉爐除塵風(fēng)機。單臺風(fēng)機設(shè)計風(fēng)量1 200 000 m3/h，液力耦合器型號為YOTCP-1250，風(fēng)機電機型號為YKK800-8 10 kV、2 500 kW，電動執(zhí)行器型號為ZH1600-K，控制采用西門子PLC.3臺布袋除塵風(fēng)機傳動液力耦合器利用電動執(zhí)行器調(diào)節(jié)傳輸力矩，進而調(diào)整風(fēng)機轉(zhuǎn)速，達到控制風(fēng)力調(diào)整吸入的煙氣量的目的。

3 現(xiàn)狀及改進措施

3.1 現(xiàn)狀

自210轉(zhuǎn)爐廠投產(chǎn)以來，3臺布袋除塵風(fēng)機長期處于高速運行的狀態(tài)，無法根據(jù)生產(chǎn)節(jié)奏來調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速，需要人工通知操作人員進行升速、降速控制，不能實時控制，所以，除塵效果差，容易造成環(huán)境污染。由于不同崗位的操作人員之間的溝通不到位，長期存在不能及時升速的問題，使得用戶點除塵吸力不夠，導(dǎo)致煙氣不能及時被抽走，進而造成環(huán)境污染。

3.2 改進措施

針對上述情況，我廠對3臺布袋除塵風(fēng)機的調(diào)速方式進行了控制優(yōu)化，通過自動化控制程序?qū)Τ龎m風(fēng)機的轉(zhuǎn)速進行實時調(diào)節(jié)，以達到根據(jù)用戶使用情況實時調(diào)節(jié)風(fēng)速、節(jié)能和及時抽走煙氣的目的。

3.2.1 轉(zhuǎn)爐二次除塵

將轉(zhuǎn)爐分為兌鐵、冶煉、出鋼三個階段，使除塵閥門與相應(yīng)的冶煉階段進行連鎖控制。將轉(zhuǎn)爐的氧槍PLC與除塵PLC建立通訊連接，將轉(zhuǎn)爐除塵閥狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至轉(zhuǎn)爐二次除塵PLC，由轉(zhuǎn)爐二次除塵PLC再根據(jù)爐前閥門的開關(guān)狀態(tài)和使用個數(shù)實時控制、調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速。

3.2.2 混鐵爐脫硫除塵

建立脫硫PLC、混鐵爐PLC與混鐵爐脫硫除塵PLC的通訊連接，將3個脫硫站的攪拌位除塵閥門開關(guān)信號與扒渣位除塵閥門開關(guān)信號、混鐵爐兌鐵和出鐵時的除塵閥門的開關(guān)信號和8#高爐兌鐵時的除塵閥門開關(guān)信號傳送至混鐵爐脫硫除塵PLC，混鐵爐脫硫除塵PLC根據(jù)混鐵爐脫硫區(qū)域除塵閥門的開關(guān)狀態(tài)和閥門、開關(guān)的個數(shù)實時控制、調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速。

因為混鐵爐出鐵閥門管徑大和脫硫除塵效果不佳，所以，在這幾個閥門信號到來時，人為增加了閥門的計算個數(shù)。例如，出鐵除塵閥開時，按兩個除塵閥門打開進行計算。

3.2.3 精煉除塵

精煉爐允許高壓合閘的信號在畫面制作按鈕，限制每一爐鋼只允許操作一次，并保持信號持續(xù)一爐鋼的時間。然后，建立精煉PLC與精煉除塵PLC的通訊連接，將允許高壓合閘作為精煉爐準(zhǔn)備生產(chǎn)的信號發(fā)送至精煉除塵PLC.

由于精煉皮帶上料時同樣會產(chǎn)生大量的煙塵，所以，需要建立精煉皮帶上料PLC與精煉除塵PLC之間的通訊連接，把精煉皮帶上料的運行信號發(fā)送至精煉除塵PLC.精煉除塵PLC根據(jù)信號判斷精煉爐是否生產(chǎn)，在生產(chǎn)的前6 min，煙氣量產(chǎn)生較大時，使風(fēng)機處于高速運轉(zhuǎn)的狀態(tài)之后降速，再根據(jù)2座精煉爐的狀態(tài)配合給出不同的風(fēng)機速度。

3.2.4 程序控制優(yōu)化

以上自動控制和風(fēng)機轉(zhuǎn)速優(yōu)化都是通過西門子PLC程序控制實現(xiàn)的自動連鎖，通過對各個用戶端狀態(tài)的實時判斷來操控風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。由于3臺布袋除塵都采用的是液力耦合器調(diào)速，因此，只有通過對液力耦合器點動執(zhí)行器的調(diào)節(jié)來控制風(fēng)機轉(zhuǎn)速。然而在實踐過程中發(fā)現(xiàn)，在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)節(jié)奏緊張時，各個除塵閥門的動作比較頻繁，因此，調(diào)速也相對頻繁。在頻繁的升速、降速過程中，高壓電機經(jīng)常存在過流現(xiàn)象，并且頻繁的升速、降速也容易損壞設(shè)備。針對這一情況，我們采用分步、分階段加減速的控制方式，對液力耦合器、執(zhí)行器的給定是每隔3 s只增加0.1的輸出值，這樣大大減少了調(diào)速過程中的電流沖擊，同時，也減少了因電流過大導(dǎo)致高壓設(shè)備跳閘而影響生產(chǎn)的事故發(fā)生。

4 效果

實現(xiàn)3臺布袋除塵風(fēng)機速度與各個用戶端閥門的連鎖控制比以往人為調(diào)速更為實時、準(zhǔn)確，這大大節(jié)省了人力成本，同時，還避免了因升速不及時造成的環(huán)境污染，并且使得風(fēng)機不再長時間處于高速運行的狀態(tài)。這樣做，不僅保護了設(shè)備，還延長了設(shè)備的使用壽命。設(shè)備經(jīng)過改進后，各個用戶點的除塵效果得到了明顯的改善。

5 結(jié)束語

液力耦合器控制風(fēng)機調(diào)速已在很多場合被廣泛采用，然而液力耦合器在調(diào)速范圍和調(diào)速精度等問題上與變頻器調(diào)速相比還存在一定差距。最新的除塵風(fēng)機設(shè)計越來越趨向于使用高壓變頻器進行變頻調(diào)速，但是，由于高壓變頻器價格昂貴，操作維護復(fù)雜成為了阻礙其推廣的重要原因。因此，我們在利用現(xiàn)有液力耦合器調(diào)速的方式下，對其控制方式進行優(yōu)化，使其最大限度地發(fā)揮出調(diào)速和節(jié)能的效果。

參考文獻

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[2]楊曉鳳，李開峰.淺談液力聯(lián)軸器的使用[J].科技信息（科學(xué)教研），2008（23）.

〔編輯：白潔〕

Abstract： Dust bag fans are widely used in steel production processes in flue dust. Dust bag fan usually use hydraulic coupling for speed on the fan drive. In LIANGANG 210 converter plant for the study， the difference in steelmaking dust needs of the production processes according to the user point of application of hydraulic coupling automatic fan speed control function to regulate wind turbine， thus effectively reducing the output of the motor power， improved dust effects， to achieve energy saving targets.

Key words： dust bag； hydraulic coupling； chain of control； energy saving