轉(zhuǎn)爐二次除塵風閥優(yōu)化改造與實施

賈永坡

摘 要：針對原有的設計，轉(zhuǎn)爐二次除塵管道入口風閥為調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)開度根據(jù)轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)在兌鐵、吹煉、出鋼過程中決定開度的大小。然而開度不同卻不能夠有效控制爐口陣發(fā)性廠房冒煙現(xiàn)象。維修難度大、故障率高，采用人工現(xiàn)場長期打開后，即費電又會產(chǎn)生黑煙。為了杜絕廠房頂大面積冒黑煙，必須對二次除塵風閥進行合理改造。

關(guān)鍵詞：風閥；二次除塵；PLC；轉(zhuǎn)爐煙氣

1 前言

隨著現(xiàn)代煉鋼技術(shù)的提高和轉(zhuǎn)爐兌鐵速度的加快，特別是在加入含有碳氫化合物的低質(zhì)廢鋼時，將產(chǎn)生大量的陣發(fā)性煙氣并在爐口上方燃燒、引起煙氣溫度的急劇上升和體積膨脹，導致二次煙氣普集能力下降

轉(zhuǎn)爐煉鋼過程包括：裝料、吹煉、出鋼、濺渣等階段，每隔階段中都有大量煙氣產(chǎn)生。

由于一次除塵裝置不能處理轉(zhuǎn)爐在其他階段產(chǎn)生的煙氣污染，由此誕生了轉(zhuǎn)爐煙氣二次除塵裝置，采用轉(zhuǎn)爐密閉形式的集塵罩捕集轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)過程中所有階段的煙氣，包括轉(zhuǎn)爐吹煉是從一次除塵煙罩口逸出的部分煙氣。

邯寶煉鋼廠3座轉(zhuǎn)爐二次除塵管道入口風閥長期處于爐后高溫烘烤現(xiàn)場環(huán)境溫度高，普通調(diào)節(jié)閥門都處于超高溫狀態(tài)工作，閥板容易變形，動作不靈活存在缺陷，幾乎都處于癱瘓狀態(tài)，電機功率固定有限，原有的閥門因故障原因長期處于打開狀態(tài)，除塵效果達不到環(huán)保要求，所以每座轉(zhuǎn)爐在整個煉鋼過程中經(jīng)常造成煉鋼廠房內(nèi)冒煙，污染環(huán)境或除塵風機一直高速運行，白白浪費大量電能。這與煉鋼廠設備控制先進的理念定位非常不符，必須對二次除塵入口風閥控制進行改造。

2 具體改造措施

（1）更換入口風閥為耐高溫氣動開關(guān)閥門6套。原有的轉(zhuǎn)爐二次除塵管道入口風閥為調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)開度根據(jù)轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)在兌鐵、吹煉、出鋼過程中由于現(xiàn)場生產(chǎn)節(jié)湊較快，然而已經(jīng)不能夠有效控制爐口陣發(fā)性廠房冒煙現(xiàn)象。更換快速切斷閥門后，根據(jù)工藝要求可以實現(xiàn)快速打開或關(guān)閉狀態(tài)。

（2）遠程站柜內(nèi)重新配盤加裝繼電器和開關(guān)各12套。電氣控制系統(tǒng)需要進行相應的升級改造，包括電源及一系列元器件進行參與控制。

（3）優(yōu)化遠程控制PLC程序。根據(jù)項目改造要求，對二次除塵管道入口風閥PLC控制程序進行升級、一級計算機的HMI界面、與二級數(shù)據(jù)傳輸接口進行改進和增加，保證二次除塵系統(tǒng)按照除塵工藝要求進行自動控制。在原系統(tǒng)手動控制方式的基礎上，增加自動控制功能。

（4）修改WINCC控制畫面，增加手動、自動、閥開、閥關(guān)等按鈕，增加開到位、關(guān)到位遠程顯示圖標。

為了符合現(xiàn)場設備操作的需要，主控操作畫面修改為手/自動一體的按鈕操作欄，可以根據(jù)實際情況采用選擇操作方式。同時增加開關(guān)現(xiàn)象，準確的顯示閥門開關(guān)的實際情況。

（5）閥門現(xiàn)場到遠程站線路改造。由于現(xiàn)場環(huán)境復雜，多處線路損壞，更換閥體后必須重新鋪設電纜，使新電纜滿足閥門控制要求。每個閥門需鋪設2根限位線，1根電磁閥線。3座轉(zhuǎn)爐12個閥門全部重新鋪設。

3 轉(zhuǎn)爐爐前、爐后除塵閥門與轉(zhuǎn)爐信號做聯(lián)鎖

在設計前期，轉(zhuǎn)爐爐前爐后除塵風閥靠近轉(zhuǎn)爐本體，環(huán)境溫度很高，調(diào)節(jié)閥門的長期正常工作很難得到保證，并且除塵閥門的直徑比較大，調(diào)節(jié)控制的時間很長，不適合煉鋼的緊湊節(jié)奏，很容易出現(xiàn)還在閥門在開關(guān)過程中而轉(zhuǎn)爐已經(jīng)進行作業(yè)，冒煙的幾率比較大，所以全部更換為快速切斷閥。

將轉(zhuǎn)爐的狀態(tài)分為：爐次開始（平均3min）、加廢鋼（平均3min）、兌鐵時期（平均5min）、吹煉時期（平均15～17min）、出鋼時期（平均7～9min）、倒渣時期（平均2～3min）、濺渣時期（平均4～5min）。通過西門子S7-LINK工具建立二次除塵和3座轉(zhuǎn)爐的連接，將三座轉(zhuǎn)爐的狀態(tài)傳輸?shù)蕉纬龎m系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)根據(jù)每座轉(zhuǎn)爐的狀態(tài)控制爐前和爐后閥門的開度。

當加廢鋼、兌鐵、出渣、加料、吹煉、出鋼、爐次開始等任一信號出現(xiàn)時爐前風閥打開。

當吹煉、出鋼、爐次開始等信號出現(xiàn)時爐后風閥打開。

結(jié)合現(xiàn)場實際情況通過不同的改進，以上參數(shù)設定基本能夠滿足轉(zhuǎn)爐除塵的需要，明顯減少爐口冒煙次數(shù)。除塵效果良好達到了預期目的，基本達到了環(huán)保標準的要求。

4 經(jīng)濟效益方面

經(jīng)濟效益：高壓電機運行為10kV電壓、高速與中速時閥門關(guān)閉比閥門打開電流要減小10A、1天大約12h為關(guān)閉狀態(tài)、1年365天、1度電費0.55元、共3座轉(zhuǎn)爐、2臺高壓電機。

10kV×10A×12小時=1200kW.T（度）

1200度×365天×0.55元=240900（元）

240900×3×2=144.54（萬元）

1年可節(jié)約電費約144.54萬元

5 結(jié)語

邯寶煉鋼廠二次除塵入口風閥改造成功實施，取得了如下益出：轉(zhuǎn)爐兌鐵時的環(huán)境得到改善；廠房冒煙現(xiàn)象得到控制；改造后的切斷閥成本低，周期短，設備故障率明顯降低，除塵效果達到最佳狀態(tài)。

參考文獻

[1]（奧）A R Hampel.黃建東轉(zhuǎn)爐二次煙氣凈化系統(tǒng)[J].世界鋼鐵，2007，（5）：45.

[2]工業(yè)廢氣凈化與利用[M].化學工業(yè)出版社與環(huán)境科學與工業(yè)出版中心，2005.

[3]煉鋼工業(yè)大氣污染物排放標準[M].北京：中國環(huán)境出版社出版，2012.

[4]張殿印.張學義.除塵技術(shù)手冊[M].北京冶金工業(yè)出版社，2002.

[5]鋼鐵企業(yè)冶金通風設計手冊[M].北京冶金工業(yè)出版社，1996.

（作者單位：河鋼邯鋼邯寶煉鋼廠）