三次除尘系统在转炉的应用

　　摘要：转炉炼钢过程包括：装料、吹炼、出钢、溅渣等阶段，每隔阶段中都有大量烟气产生。由于一次除尘装置不能处理转炉在其它阶段产生的烟气污染，由此诞生了转炉烟气二次除尘装置，采用转炉密闭形式的集尘罩捕集转炉生产过程中所有阶段的烟气，包括转炉吹炼是从一次除尘烟罩口逸出的部分烟气。由于多方面原因导致除尘效果达不到环保要求，所以每座转炉在整个炼钢过程中经常造成炼钢厂房内冒烟，必须增加三次除尘系统。

　　关键词：风机；三次除尘；PLC；转炉烟气

　　1 前言

　　该公司始终秉承“绿色和谐、环保优先”的发展理念，持续加大环保投入，实现企业发展与环境保护的共生共赢，做绿色低碳发展的示范者和引领者。邯宝炼钢系统在加料、兑铁、吹炼、出钢过程中，阵发性烟气在炉口上方燃烧、引起烟气温度的急剧上升和体积膨胀，导致转炉二次除尘烟气捕集能力减弱。为解决这个问题，该公司于2016年10月开始建设三次除尘项目，历经半年的施工建设，于2017年3月份竣工并投入使用

　　2 转炉三次除尘控制系统概述

　　转炉三次除尘控制系统采用计算机控制技术，核心部分采用西门子S7-300PLC，由PLC对转炉三次除尘系统除尘器本体、除尘器引风机等设备的各项工艺参数的采集与处理，实现风机、管道阀门、提升阀、脉冲阀、斗式提升机、埋刮板机、卸灰电机、空气炮等设备的自动运行；并通过设在中控室的上位机实现各设备的工作状况监视和动态画面显示；当现场检修、调试或上位机出现故障时设备也可就地机旁箱上操作。PLC系统亦预留有与上级管理系统通信的以太网接口。

　　转炉三次除尘控制系统实现自动化操作，采用设备分散控制，故障分散处理，全站集中监控，提高了系统安全可靠性，为安全高效的生产建设提供有力的保证。

　　3 转炉三次除尘控制系统的软硬件组成

　　转炉三次除尘控制系统由上位机及相关辅助仪表、设备等组成。PLC控制系统的输入/输出回路及电源系统具有可靠的抗干扰隔离措施，能确保系统安全可靠。

　　3.1 硬件

　　监控系统采用一台SIEMENS公司工控机做主机、监视器选用三星公司21寸液晶显示器；监测显示除尘系统中各设备的运行状态。监控系统同时留有与上级管理系统联网的以太网通讯接口。

　　3.2 监控软件平台

　　系统选用西门子公司WINCC7.2可视化工控组态软件进行上位监控软件的组态开发，操作显示画面简洁直观，便于管理人员的操作。

　　下位PLC控制软件采用西门子公司STEP7 v5.5编程软件，编制采用模块化结构，能确保数据采集的实时性、可靠性和真实性，对瞬动信号采取有效的处理措施确保动作可靠。

　　3.3 监控系统功能

　　监控系统主要监测转炉三次除尘本体提升阀、脉冲阀、卸灰电机、斗式提升机、埋刮板机、空气炮、管道阀门、引风机的运行状态；以及引风机、除尘管道系统的温度压力检测、报警、记录；实现设备的自动、手动操作及异常功能的处理。

　　3.4 工艺控制方面

　　三次除尘项目在转炉加料跨屋顶设置总风量156万立方米/小时的排烟罩，烟罩上方通风竖井及侧面的除尘管道上均设置切断阀门。当转炉兑铁时，关闭竖井内通向大气的切换阀门，而通向除尘系统的除尘阀门自动打开，将烟气送入三次除尘系统；当转炉不兑铁时，竖井内通向大气的切换阀门打开，通向三次除尘系统的除尘阀门自动关闭，进行车间内的自然通风换气。该项目除尘器采用滤速高、重量轻、占地小、清灰强、性价比高的中压脉冲清灰袋干法除尘，处理风量可达到156万立方米/小时。项目整个系统采用机电一体化的控制，设定参数方便，自动和手动控制两种方式，运行可靠，操作简单，计算机自动跟踪记录及自动故障保护。系统设置16个独立的集中储灰仓，避免卸灰及运输过程中粉尘飞扬和撒漏等二次污染，储灰仓中的粉尘采用真空吸尘车运输方式外卖。

　　4 转炉三次阀门联锁控制

　　1）启动风机前将阀门联锁解除，风机启动完成变频器频率开至25HZ或以上，才能投入联锁；联锁投入后变频器按转炉工作状态（数量）调节速度；确认三个转炉的9个阀门的控制是否在“中控”状态；

　　a、没有转炉工作时，变频器低速运行；

　　b、一个转炉工作时，变频器按中一速度运行；

　　c、两个转炉工作时，变频器按中二速度运行；

　　d、三个转炉工作时，变频器高速运行；

　　e、废钢车间进行作业时（阀门全开），变频器强制高速运行；

　　2）联锁投入后，按需求逐一投入各转炉阀门联锁；阀门按下面关系动作；加废钢、出钢、兑铁水、出渣为转炉的一种工作状态（以下称兑铁水）；吹炼为一种工作状态（以下称吹炼）；阀门半开与全开设定值可在工控机上设定；

　　a、转炉兑铁水时，低跨两个阀门两个全开，屋顶罩处于半开状态；

　　b、转炉吹炼时，低跨两个阀门一个全开，一个关闭；屋顶罩阀门全开；

　　c、转炉不工作时，低跨两个阀门一关全开，一个半开；屋顶罩半开；

　　d、低跨两阀门可进行主副切换；

　　3）三个转炉阀门联锁投入时，可将某一个转炉阀门退出联锁控制；不投入联锁时在画面手动调节各阀门开度；

　　4）三个转炉阀门联锁投入时，对应管道烟尘浓度超过设定值时，强制对应阀门全开；

　　5 结语

　　邯宝炼钢厂250吨转炉三次除尘新增项目圆满竣工并投入使用。该项目有效增加除尘过滤面积50000平方米，区域烟气排放含尘浓度小于10毫克/立方米，除尘效果达到国家特别限制要求。

　　此外，该项目还具有“环保、实用、经济”三大优点。一是能有效解决转炉兑铁时几分钟内出现的阵发性厂房冒烟现象，使大气质量和车间操作岗位的通风环境得到改善；二是可满足转炉兑铁速度加快钢产量上升的需要，方便转炉吃廉价低质废钢；三是没有水处理费用，干法除尘的除尘风机采用变频调速运行，节能效果明显。