煉鐵廠生石灰倉頂除塵器及給料設備電控系統(tǒng)

胡 希（上海西重所重型機械成套有限公司，上海，201900）

?

煉鐵廠生石灰倉頂除塵器及給料設備電控系統(tǒng)

胡 希
（上海西重所重型機械成套有限公司，上海，201900）

摘要：煉鐵廠生石灰料倉除塵器和給料設備是重要的工藝設備。除塵效果不好會造成嚴重的環(huán)境污染，給料設備的運行是否順暢影響著生產(chǎn)效率和質(zhì)量。本文以除塵器和生石灰給料設備的電控性能為著眼點，從電氣的角度看問題，較詳細地介紹了電氣控制方案，希望能提供應用參考，和同行交流。

關鍵詞：生石灰；除塵器；控制系統(tǒng)

1 原倉頂除塵器及給料設備的缺點

某煉鐵廠一、二期生石灰料倉于1989年投入使用，由于倉頂除塵器的過濾面積設計小于實際使用要求，導致除塵能力不足，且清灰方式為振打清灰，清灰效果差，繼而造成氣力輸送到石灰槽內(nèi)的壓力超過槽頂布袋的泄壓壓力，引起泄壓閥打開，造成二次揚塵；當安裝在泄壓閥上的二次除塵發(fā)生灌腸現(xiàn)象時，槽體壓力升高，存在使料倉可能變?yōu)閴毫θ萜鞯奈ｋU，對現(xiàn)場操作維護人員的安全構成很大的危害。為完善除塵器性能，改善操作維護人員的工作環(huán)境及工作的安全性，某煉鐵廠決定對一、二期6臺倉頂除塵器進行改造。

以C1、C2、C3、C4、C5分別作為6臺倉頂除塵器所在工位的代號，除C1有2個料倉、2臺除塵器外，其它都是1個料倉、1臺除塵器，共6臺除塵器。

C4給料系統(tǒng)原設備是星型卸料閥用變頻電機，螺旋輸送機用工頻電機，皮帶稱（機）用變頻控制，實踐中螺旋給料和皮帶稱量系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)噴料現(xiàn)象，而且皮帶秤到加濕機頭部沒有完全密封，生產(chǎn)時現(xiàn)場揚塵嚴重。因此也需要對該部分進行改造。

2 電氣方案

2.1 電動蝶閥。在C1料倉進氣管尾部裝氣力輸送電動蝶閥，C1有2個料倉，故有2個蝶閥，并且對應每個電動蝶閥增加旁通手動閥門便于檢修。C2一分為二，相應地也變成有2個料倉，也各安裝1個電動蝶閥和手動閥門。C3、C4料倉各自進氣管道尾部也裝1個電動蝶閥和旁通手動閥門。

2.2 料位計。每個料倉都安裝高料位計、高高料位計，采用非接觸式的雷達波料位計。

2.3 除塵器有脈沖噴吹清灰功能。2.4 在C3、C4和C5每個倉設置2臺空氣炮（氣源壓力0.3～0.7MPa），并且保留原有的料倉振動器，以此改善落料效果，滿足生產(chǎn)需要。

2.5 螺旋秤重裝置。螺旋輸送機的密封性較好，能更好地解決揚塵問題。拆除C4原有預給料螺旋機和皮帶秤，采用預給料螺旋機+螺旋秤形式。原輸送系統(tǒng)中，星型卸料閥用變頻電機，預給料螺旋輸送機用工頻電機，皮帶稱（機）用變頻控制。當星型卸料閥給料增多時，由于螺旋輸送機是恒速，容易發(fā)生堵塞噴料。同時，計量秤皮帶機的速度對輸料量的影響也較復雜。皮帶機的前級是恒速螺旋機，如果皮帶機變慢，也容易噴料。為了解決原系統(tǒng)噴料問題，改造后設備卸料閥和螺旋機用變頻電機（可變速），螺旋秤用工頻電機（恒速）。見下圖。

3 電氣控制系統(tǒng)簡介

（1）C1有大、小2個料倉，每個料倉各有進氣蝶閥（電控），即共有2個電動蝶閥（每個功率0.05KW，電流0.45A， AC380V）。當料位低于高料位時開電控蝶閥，到達高高料位關蝶閥。到達高高料位設聲光報警，報警裝置安裝于控制柜上。

每個料倉的高料位、高高料位信號、蝶閥開到位、關到位信號、過流報警信號送中控室DCS系統(tǒng)，再由中控室給出相應的蝶閥控制信號到控制柜實現(xiàn)蝶閥控制。

每個倉的高料位、高高料位信號，蝶閥開到位、關到位信號同時在控制柜上指示燈顯示。

倉頂除塵器有脈沖噴吹清灰功能，由脈沖控制儀實現(xiàn)控制。小料倉的倉頂除塵器有7只脈沖閥，大料倉的倉頂除塵器有11只脈沖閥。

控制柜安裝在現(xiàn)場，在控制柜上可以手動控制蝶閥、也可以根據(jù)料位信號來自動控制蝶閥，并可以切換到遠程控制，由中控室來控制蝶閥。

（2）C2和C1類似，有大、小2個料倉，每個料倉各有進氣蝶閥（電控），即共有2個電動蝶閥（每個功率0.05KW，電流0.45A，AC380V），其電氣控制和C1相同。

脈沖噴吹清灰的控制和C1相同。

（3）C3是1個料倉。其控制類似于C1。有脈沖噴吹清灰功能，9只脈沖閥，由脈沖控制儀實現(xiàn)控制。

C3增加2個空氣炮（每個空氣炮裝1個脈沖閥，手動操作），操作箱裝在料倉旁?？諝馀陔娫碊C24V來自現(xiàn)場控制柜。

（4）C4料倉的電氣控制與和C3料倉的電氣控制相同。

（5）C5的控制對象是2個空氣炮（每個空氣炮裝1個脈沖閥，手動操作），控制箱裝在料倉旁，在控制箱上操作。

除塵器有脈沖噴吹清灰功能，由脈沖控制儀實現(xiàn)控制。除塵器有12只脈沖閥。

（6）噴吹清灰控制要求：從第一個脈沖閥開始噴吹，按順序一直噴吹到最后一個脈沖閥完成，這樣為一個清灰周期。脈沖閥打開時間為0.1s（可調(diào)），脈沖閥之間的間隔時間為10s（可調(diào)），一個噴吹清灰循環(huán)周期時間間隔是1～120min（可調(diào)）。當清灰間隔時間達到時，再進行下一次清灰，清灰過程和上一次一樣。

根據(jù)上述對脈沖控制的要求，選用了上海袋式除塵配件有限公司的脈沖控制儀（DMK-6CSD-12-AC220V）實現(xiàn)脈沖控制。該脈沖控制儀的部分主要參數(shù)如下表。

?

除了滿足脈沖時間和循環(huán)間隔要求外。本項目每個除塵器中所使用的清灰脈沖閥數(shù)量是7～12個，DMK-6CSD-12能滿足要求。

（7）螺旋稱重裝置和給料控制

螺旋秤的瞬時流量Qt為：

式中：k——修正系數(shù)（通稱稱重系數(shù)）由系統(tǒng)調(diào)試時確定的常數(shù)；

式中K0為綜合修正系數(shù)或稱綜合稱重系數(shù)。如果恒定，k0就為常數(shù) 。那么t0到t1時間段中螺旋秤的累計流量為：

由于螺旋旋轉(zhuǎn)每一圈輸出的體積是相同的，如果不考慮物料粒度、黏附性、流動狀態(tài)等物理特性的影響，螺旋轉(zhuǎn)速n就能表征料流線速度（流量）。

計量螺旋秤的稱重傳感器（在稱重現(xiàn)場）給出瞬時重量信號（4～20mA），速度傳感器（在稱重現(xiàn)場）給出速度脈沖信號，這些信號送到稱重控制儀表（在電氣控制柜）中，經(jīng)過與設定流量值的比較運算，根據(jù)運算結(jié)果，送出3個信號給中控室DCS（負荷率4～20mA/0～100%、輸送量/0～45t/h、馬達控制輸送4～20mA），由中控室DCS發(fā)出電機控制信號（電機運轉(zhuǎn)指令、速度給定信號4～20mA）給變頻調(diào)速器，自動調(diào)節(jié)星型閥和預給料螺旋機的速度，控制給料量。

由于計量螺旋中的物料流速無法直接測量，只能以螺旋轉(zhuǎn)速為代表。但是，螺旋轉(zhuǎn)速會隨著物料負荷、電網(wǎng)頻率和電壓等條件的波動而變化。物料流速隨之變化，便產(chǎn)生計量誤差。通過設置測速系統(tǒng)，在計算料量時可以進行速度補償。

控制柜和變頻器送出電機運行狀態(tài)信號（電源準備完畢信號、電機運行中信號、電機故障信號、電機轉(zhuǎn)速4～20mA）到中控室的DCS。

現(xiàn)場有螺旋秤操作箱。螺旋秤現(xiàn)場操作箱上有啟動按鈕，停止按鈕，緊急停止鈕，故障指示燈，運行燈，停止燈，試燈按鈕。

（8）中控室內(nèi)的DCS/PLC控制器十分重要，連接著工廠內(nèi)各生產(chǎn)部位，一旦損壞后果嚴重，所以螺旋秤、變頻器柜和中控室聯(lián)系的模擬量輸入輸出信號經(jīng)過隔離（本柜裝有信號隔離模塊）再送DCS/PLC，以分隔故障點，保護中控室控制器。

4 電動蝶閥的控制形式和要求

圖4-1 單相電動蝶閥的控制電路

圖4-2 計算機控制蝶閥的控制電路

電動蝶閥自帶控制電路有多種形式，各有其應用范圍。有些是適用于單相220V電機，如圖4-1，有些是適用于計算機遠程信號控制，如圖4-2，等等。形式差異很大，不能通用。所以有必要對蝶閥的控制要求作出說明，以正確選用相應的蝶閥自帶控制電路。

本次改造中所用電動蝶閥自帶控制電路應該符合下列條件：

（1）電動蝶閥電源是3相、AC380V。

（2）電動蝶閥必須有開啟到位信號和關閉到位信號，如上圖。

（3）電動蝶閥可以不自帶過載保護。因為在其應用的外圍電路已經(jīng)設計有過載保護。

圖4-3是符合條件的蝶閥自帶控制電路（框內(nèi)是自帶控制電路）。

圖4-3 三相電動蝶閥的控制電路

參考文獻

孫秉禮 候貴斌.螺旋秤的發(fā)展和應用.《四川水泥》，2014-11.

Dust collector and feeding equipment control system for the top of the iron making plant

Hu Xi
（Shanghai Heavy Machinery Co.， Ltd.，Shanghai，201900）

Abstract：Quicklime silo dust remover and quicklime feeding equipment are important technical equipment in ironmaking plant.Dust removal effect is not good will cause serious environmental pollution.The running states of feeding equipment affect production efficiency and quality.In this paper，focusing on the electrical performance of the dust collector and the quicklime feeding equipment，the electrical control solutions are introduced in detail.And I am glad to share experience with counterparts through this project.

Keywords：lime；dust collector；control system