轉(zhuǎn)爐干法一次除塵風(fēng)機(jī)控制對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

馬穩(wěn)鋒+++孟晨+++吳濤

摘 要：轉(zhuǎn)爐干法（LT）一次除塵因其能耗低、除塵效果好、煤氣回收率高的諸多特點(diǎn)已普遍替代傳統(tǒng)OG法成為市場(chǎng)主流。風(fēng)機(jī)作為干法除塵的核心設(shè)備之一，是連接除塵器與后續(xù)切換回收系統(tǒng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其控制的合理性和運(yùn)行的穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐干法一次除塵；風(fēng)機(jī)控制；系統(tǒng)穩(wěn)定

引言

安全和穩(wěn)定是企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)的前提，干法除塵作為轉(zhuǎn)爐煉鋼的煙氣處理核心部分，直接關(guān)系到煉鋼以及后續(xù)工序的正常運(yùn)行。

1 干法除塵系統(tǒng)穩(wěn)定性控制要點(diǎn)

（1）控制好各關(guān)鍵點(diǎn)避免除塵與轉(zhuǎn)爐連鎖導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐頻繁提槍，煉鋼中斷；（2）控制泄爆次數(shù)，降低泄爆能量，減小對(duì)設(shè)備造成的損傷；（3）合理控制煤氣回收和放散過程，避免頻繁緊急切換。

2 避免風(fēng)機(jī)原因提槍

風(fēng)機(jī)軸承溫度、電機(jī)軸承溫度、電機(jī)繞組溫度、風(fēng)機(jī)震動(dòng)、風(fēng)機(jī)失速、風(fēng)機(jī)速度過低都會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐緊急提槍?？刂骑L(fēng)機(jī)的加速時(shí)機(jī)，加速斜率，轉(zhuǎn)爐不同階段的運(yùn)行速度，通過變頻器設(shè)置避開風(fēng)機(jī)共振頻率，保證設(shè)備安全。

3 控制泄爆頻率

干法煤氣除塵泄爆的直接原因是內(nèi)部氣體達(dá)到了爆炸極限混合比CO>9%且O2>6%，同時(shí)電場(chǎng)內(nèi)部發(fā)生閃絡(luò)電火花，點(diǎn)燃CO迅速燃燒膨脹，導(dǎo)致泄爆發(fā)生。由于高壓電場(chǎng)內(nèi)部閃絡(luò)放電無法避免，因此控制吹煉階段煙氣中氧含量就顯得尤為重要，行業(yè)內(nèi)主要采取兩種措施：

（1）降低開吹時(shí)氧槍吹氧壓力和流量，減小初期CO生成量使其在爐口完全燃燒生產(chǎn)CO2，也減少未參與燃燒反應(yīng)的O2進(jìn)入煙道。同時(shí)生成的非爆炸性氣體CO2呈煙氣柱充滿煙道并帶動(dòng)非吹煉階段煙道中的空氣至放散煙囪。

（2）在蒸發(fā)冷卻器出口加裝氮?dú)獯祾哐b置，當(dāng)吹煉三脫鐵水，或者進(jìn)行補(bǔ)吹時(shí)，提前開啟氮?dú)忾y向煙道中吹入氮?dú)膺M(jìn)行稀釋，降低含氧量。

在此我們亦可以在轉(zhuǎn)爐開吹階段降低吹氧量，同時(shí)合理的降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來使裙罩口的CO完全燃燒，避免其過多的進(jìn)入除塵器電場(chǎng)。

4 合理控制煤氣回收和放散過程

干法除塵的一大優(yōu)點(diǎn)就是煤氣回收效率高，且回收氣體干凈（粉塵量低于10mg/Nm3，且含水量較OG法低）。利用裝于風(fēng)機(jī)后部的激光氣體分析儀，回收系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)煤氣含量，當(dāng)系統(tǒng)具備回收條件且在線測(cè)得CO>25%且O2<1%，持續(xù)一段時(shí)間之后，放散杯閥關(guān)閉，回收杯閥打開，系統(tǒng)由放散狀態(tài)轉(zhuǎn)化為回收。這一階段需要注意的是，為了防止氣柜氣體回流，在回收杯閥出入口設(shè)置了差壓變送器，只有當(dāng)杯閥前后為正壓，即除塵系統(tǒng)管路壓力大于氣柜壓力才允許杯閥打開和回收，這一差壓值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置在200～300Pa。轉(zhuǎn)爐吹煉開始后，準(zhǔn)備回收時(shí)控制系統(tǒng)需要密切監(jiān)視該點(diǎn)差壓，若CO含量滿足回收條件，而差壓不能滿足，或者回收的過程中這個(gè)差壓波動(dòng)比較劇烈，甚至出現(xiàn)負(fù)壓，那將嚴(yán)重威脅系統(tǒng)安全。遇到這種情況就需要給風(fēng)機(jī)合理的提速，保證正壓維持整個(gè)回收過程。

5 風(fēng)機(jī)變頻控制策略

轉(zhuǎn)爐一個(gè)工藝周期包含準(zhǔn)備、兌鐵水、吹煉、測(cè)溫取樣、出鋼、濺渣護(hù)爐、出渣等不同階段，各階段轉(zhuǎn)爐的吹氧量和產(chǎn)生的煙氣量區(qū)別也都很大。非吹煉階段，系統(tǒng)煙氣量很小，除塵器接近于空載，系統(tǒng)阻力也較小，風(fēng)機(jī)可以低速運(yùn)行；吹煉階段，碳氧反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量燃燒氣體和粉塵，煙氣中也含有大量未完全燃燒的CO，此時(shí)需要采用高速將爐口煙塵及時(shí)排出。兌鐵完成轉(zhuǎn)為吹煉階段，要求風(fēng)機(jī)從50%的低速在15-30s內(nèi)提高至接近滿速，在吹煉期間，風(fēng)機(jī)以高速運(yùn)行，時(shí)間約為12-14min；測(cè)溫取樣和出鋼階段，工藝又要求風(fēng)機(jī)從高速迅速降到低速，所以在轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)中，對(duì)風(fēng)機(jī)的加速與減速響應(yīng)速度都有較高要求。

在實(shí)際的工藝控制過程中，根據(jù)氧槍信號(hào)、爐口傾角和爐口微差壓，實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)速度自動(dòng)控制。吹煉階段通過一個(gè)PID控制器控制爐口微差壓，使煙罩內(nèi)與大氣壓力基本一致，保證爐口煙氣全部被排出又不過量的吸入空氣。吹氧過程中，因燃燒關(guān)系，轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的煙氣量與吹氧量成比例相應(yīng)變化，因此將瞬時(shí)吹氧量（單位Nm3/h）與爐口壓力控制器的輸出信號(hào)以及一個(gè)常數(shù)相乘，加到各階段煙氣流量設(shè)定的串級(jí)比例控制器上。當(dāng)吹氧速度發(fā)生變化，該比例控制能夠通過改變爐口差壓控制器的輸出信號(hào)，確保風(fēng)機(jī)抽走的煙氣量在相同的比例上立即得到適應(yīng)。

圖1給出了轉(zhuǎn)爐各階段干法除塵ID風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的一個(gè)參考值：

文章論述的這種控制方法，經(jīng)過山東傳洋干法煤氣等項(xiàng)目實(shí)踐，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，投產(chǎn)6個(gè)月內(nèi)泄爆次數(shù)控制在了3次以內(nèi)，且泄爆原因多是由于轉(zhuǎn)爐工操作不當(dāng)。由于安裝精細(xì)，控制方式先進(jìn)，該風(fēng)機(jī)半年內(nèi)從未發(fā)生過緊急情況和故障停機(jī)，系統(tǒng)除塵效率和穩(wěn)定性也遠(yuǎn)高于國內(nèi)同行。

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