【文章內(nèi)容簡介】 應(yīng)將 鐵口頂吸罩 設(shè)置在 寬長的風(fēng)口平臺(tái)外沿。頂吸罩 在設(shè)計(jì)時(shí)可以 分為 兩 部分 即 前罩和后罩。后罩分為可活動(dòng)的兩部分，平放在風(fēng)口平臺(tái)上， 這樣 在檢修時(shí) 可 由叉車分別移走 ，而 前罩固定在風(fēng)口平臺(tái)上。同時(shí)在泥刨機(jī)、開口機(jī)的對(duì)側(cè) 要 設(shè)一個(gè)側(cè)吸罩，一 可 配合頂吸罩 把 煙塵 抽排掉 ，另一方面 也可以封擋 鐵口產(chǎn)生的煙氣。側(cè)吸罩、頂吸罩的內(nèi) 部和 表面均噴涂 了 耐火材料，這樣可以 防止高溫烘烤 而使 罩體變形。示意圖如圖 所示： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 高爐出鐵場(chǎng)袋式除塵系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì) 12 圖 “鐵口強(qiáng)力抽風(fēng)”抽風(fēng)罩示意 圖 “鐵口強(qiáng)力抽風(fēng)”煙塵捕集方式在國內(nèi)外都是一種新的理念，從她在國內(nèi)外各種環(huán)境的使用效果來看，人們是非常滿意的，它可以在爐前出鐵口區(qū)域?qū)焿m基本捕集，且開、堵鐵口的時(shí)候，沒有明顯的煙塵沖出，使用這種捕集方式后，出鐵場(chǎng)內(nèi)無煙霧彌漫現(xiàn)象，操作崗位的粉塵濃度都低于國家標(biāo)準(zhǔn)。使用這種煙塵捕集方式后，不需再設(shè)二次除塵措，這樣也節(jié)省了很大部分投資，所以本設(shè)計(jì)選擇采用“鐵口強(qiáng)力抽風(fēng)”煙塵捕集方式。 通常渣口上方空間很小，如果安裝頂吸罩有困難，可將頂吸罩換成吹吸罩。吸氣罩設(shè)在渣口側(cè)部 或頂部，再在吸氣罩口對(duì)面設(shè)置吹風(fēng)口，這樣就形成一層空氣幕，從而阻止了煙氣的散逸，同時(shí)也讓煙氣一起流向吸氣罩。 設(shè) 計(jì) 吹吸罩的 時(shí)候要注意以下幾點(diǎn)： 1）吹風(fēng)口高度要合適； 2）吹、吸風(fēng)口的間距適當(dāng)； 3）煙氣的氣流速度對(duì)吹、吸罩是否有影響等。要保證對(duì)煙塵的有效控制，只有使吸風(fēng)口的抽風(fēng)量為射流末端風(fēng)量的 — 倍，吸風(fēng)口前射流末端的平均速度保持一定的數(shù)值（大于 — 1m/s）。 固定鐵水 /渣罐的除塵罩 很多鋼鐵廠的煉鐵高爐的鐵水 /渣澆注方式仍然是鐵水 /渣罐位為固定位置 ,出鐵場(chǎng)用這樣的方式 澆注鐵水，固定罐位較多，一般在 4 個(gè)以上， 因總只有一個(gè)固定罐位在進(jìn)行澆注鐵水，如果全部同時(shí)進(jìn)行對(duì)應(yīng)除塵點(diǎn)的抽塵，那么將需要很大的除塵風(fēng)量，而沒有進(jìn)行鐵水澆注的固定罐位就造成能源的浪費(fèi)，這肯定是不可取的，而我們常采用的辦法是使用氣動(dòng)或電動(dòng)或電液推桿的閥門進(jìn)行控制，使其輪流切換工作。這樣，就可以按一個(gè)固定罐位除塵風(fēng)量的 倍對(duì)罐位處的攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 高爐出鐵場(chǎng)袋式除塵系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì) 13 除塵總風(fēng)量進(jìn)行取值 。 采用這樣方式除塵時(shí)，為了盡可能地覆蓋鐵水罐中煙氣的擴(kuò)散面積，在設(shè)計(jì)中要盡量考慮增大罩口面積；在除塵罩外的區(qū)域應(yīng)盡量用平臺(tái)的形式進(jìn)行封閉，不留豁口，以防 止由于橫穿氣流等外部因素的影響，使煙氣偏向而串入出鐵場(chǎng)內(nèi)；其次我們可以開觀察窗對(duì)罐位鐵水液面進(jìn)行觀察。而對(duì)于渣罐位的抽風(fēng)除塵方式，基本與鐵水罐位的抽風(fēng)除塵方式相同，唯一不同的是煙塵相對(duì)小一些而以，所以我們可以取單個(gè)罐位除塵風(fēng)量為 4 410 ～ 6 410 hm/3 。 如果鐵水 /渣罐位 只有 2 個(gè) ，那么建議采用全抽的方式除塵，而不要再設(shè)置電動(dòng)等閥門去進(jìn)行控制了。 鐵水罐位、渣水罐位煙氣捕集罩 因?yàn)殍F水、鐵渣對(duì)空罐的沖擊，在相應(yīng)的罐位也會(huì)產(chǎn)生大量煙氣。通過在 擺動(dòng)流嘴處設(shè)置容積式密閉罩，然后再在罩的側(cè)部設(shè)置抽風(fēng)口， 四周密封 ,密閉罩上設(shè)觀察門 .所設(shè)置的抽風(fēng)口的位置應(yīng)與觀察門的位置在相對(duì)的一邊，這樣就可以使煙氣流向抽風(fēng)口一側(cè)，而在觀察門處就可以清晰的看到鐵水罐的鐵水液面。 在數(shù)個(gè)支鐵溝固定放入鐵水的工藝時(shí)，每個(gè)鐵水罐位上方應(yīng)分別設(shè)置頂吸罩。在鐵水流嘴兩邊設(shè)檢修門、檢修 平臺(tái)及觀察窗。為了有效控制風(fēng)量，在每個(gè)罩的管道上都安裝一個(gè)電動(dòng)閥門，這樣電動(dòng)閥就可以根據(jù)鐵水罐的工作狀況進(jìn)行風(fēng)量的切換控制。 將擋風(fēng)板加掛在渣水罐位、鐵水罐位外側(cè)，以減少車間外部的橫向風(fēng)流對(duì)煙氣的捕集產(chǎn)生影響。 除塵系統(tǒng)工藝流程 高爐出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)工藝流程圖如圖 ： 圖 高爐出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)工藝流程圖 將高爐出鐵場(chǎng)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙塵通過除塵系統(tǒng)風(fēng)管引入袋式除塵器內(nèi)進(jìn)行凈化 ,風(fēng)機(jī)設(shè)置在除塵器與煙囪之間 ,凈化后的煙氣 (含塵 50mg/m3)由煙囪排入大氣。以某鋼廠高爐（ 1200m3）除塵工藝為例，見圖 。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 高爐出鐵場(chǎng)袋式除塵系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì) 14 圖 某鋼廠高爐（ 1200m3）除塵工藝流程示意 除塵器收集下來的除塵灰卸輸灰系統(tǒng)、中間灰倉、加濕機(jī)等卸載到汽車上外運(yùn)。 檢測(cè)點(diǎn) 除塵罩煙氣濃度 出鐵場(chǎng)煙塵控制系統(tǒng)的控制對(duì)象為出鐵場(chǎng)環(huán)境煙塵，要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的 PLC 智能控制，關(guān)鍵是要得到環(huán)境煙塵反饋量。因此本方案對(duì)出鐵場(chǎng)主要的塵源點(diǎn)處的出鐵口抽風(fēng)罩、渣口罩、鐵水罐罩、渣水罐罩的煙塵濃度進(jìn)行檢 測(cè)，得到各點(diǎn)的煙塵濃度，根據(jù)各個(gè)點(diǎn)煙塵濃度的大小對(duì)出鐵場(chǎng)環(huán)境煙塵的影響程度不同調(diào)整權(quán)值，通過煙塵濃度檢測(cè)綜合得到出鐵場(chǎng)環(huán)境煙塵濃度反饋量。然后根據(jù)出鐵場(chǎng)環(huán)境煙塵濃度與環(huán)境煙塵期望值之間的偏差，通過 PLC 智能控制器對(duì)除塵風(fēng)機(jī)做出調(diào)速控制，從而調(diào)節(jié)除塵風(fēng)力，對(duì)塵源點(diǎn)煙塵進(jìn)行有效地捕集。具體有以下幾個(gè)檢測(cè)點(diǎn)： 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 高爐出鐵場(chǎng)袋式除塵系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì) 15 除塵器的控制點(diǎn) 脈沖袋式除塵器主要由上箱體、塵氣室、灰斗、噴吹裝置、濾袋及濾袋框架、輸灰裝 置等部件組成。含塵氣體由除塵器進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入塵氣室后，氣流斷面突然擴(kuò)大，因慣性氣流中一部分大顆粒粉塵就落人灰斗，而顆粒小的粉塵就會(huì)進(jìn)入濾袋室，通過篩分、慣性、粘附、靜電和擴(kuò)散等作用小顆粒粉塵就被阻留、收集在濾袋的外側(cè)，被凈化后的氣體就進(jìn)入袋內(nèi)并在凈氣室匯集，再通過出口管道將其排出。為了防止在負(fù)壓運(yùn)行的時(shí)候?yàn)V袋被吸癟，濾袋內(nèi)都設(shè) 有骨架。 濾袋經(jīng)一段時(shí)間的過濾操作后，塵粒由于粘附等作用，在濾布網(wǎng)孔之間會(huì)產(chǎn)生架橋現(xiàn)象，這樣就導(dǎo)致濾布的孔徑越來越小，濾布的表面及網(wǎng)孔便很快截留粉塵而形成粉塵層。隨著粉塵不斷的積累在濾袋的 外表面，設(shè)備的阻力就不斷上升，當(dāng)壓差達(dá)到設(shè)定值或運(yùn)行到設(shè)定的時(shí)間時(shí)， PLC 就會(huì)通過壓力控制儀發(fā)出信號(hào)，使噴吹裝置立即工作，噴吹閥動(dòng)作后，壓縮空氣通過噴嘴射人各濾袋內(nèi)，由于膨脹便產(chǎn)生了反向氣流和加速度的作用，這樣使附在濾袋外表面的粉塵落人灰斗，經(jīng)輸灰裝置將其排出。噴吹一結(jié)束，濾袋就恢復(fù)過濾得狀態(tài)。主要控制點(diǎn)有 1. 排氣口閥 這些控制點(diǎn)主要是通過 PLC 根據(jù)壓力和阻力信號(hào)等有關(guān)信號(hào)進(jìn)行控制。 其他控制點(diǎn) 風(fēng)機(jī)閥門，電機(jī)電流、電壓、轉(zhuǎn)速檢測(cè) PLC 控制方案 根據(jù)對(duì)高爐出鐵場(chǎng)工藝的研究，高爐出鐵工藝過程為間歇式工作方式。如圖 所示，分為出鐵期間和非出鐵期間（即煉鐵期間） 。在一個(gè)煉鐵出鐵周期內(nèi)，高爐煉鐵期間一般約兩個(gè)小時(shí)，而出鐵期間的時(shí)間的長短差異很大，這由每爐煉攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 高爐出鐵場(chǎng)袋式除塵系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì) 16 鐵量的多少、出鐵時(shí)鐵水的流量大小等因素決定，一般三個(gè)小時(shí)左右不等。在一個(gè)煉鐵出鐵周期內(nèi)，出鐵時(shí)間占了一大部分。 圖 高爐煉鐵出鐵時(shí)間周期 根據(jù)上面對(duì)高爐出鐵工藝過程進(jìn)行的分析，為了節(jié)約能源，本方案提出除塵控制系統(tǒng)只在出鐵的期間進(jìn)行高耗能工作，在高爐的非出鐵的 期間除塵系統(tǒng)就低速運(yùn)行；控制系統(tǒng)采集開口機(jī)動(dòng)作開關(guān)量信號(hào)，來作為高爐出鐵和除塵系統(tǒng)高速運(yùn)行的信號(hào)；同時(shí)采集電動(dòng)泥炮動(dòng)作開關(guān)量信號(hào)，來作為高爐出鐵完畢和除塵系統(tǒng)低速運(yùn)行的信號(hào)；除塵系統(tǒng)這樣運(yùn)行可以節(jié)約很多能源。 然而更復(fù)雜的問題是研究如何在出鐵的期間充分利用除塵風(fēng)力達(dá)到最佳的節(jié)能效果。針對(duì)此問題，對(duì)出鐵場(chǎng)煙塵特點(diǎn)以及出鐵工藝進(jìn)行分析后，此方案提出，在出鐵的期間，除塵系統(tǒng)在保證除塵的效果前提下，應(yīng)根據(jù)煙塵的濃度大小對(duì)除塵風(fēng)力進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳節(jié)能的效果。 為了從根本上解決節(jié)能問題 ,本文利用 PLC 控制技術(shù) ,對(duì)風(fēng)機(jī)在出鐵期間自動(dòng)跟蹤煙塵濃度進(jìn)行調(diào)速控制及非出鐵期間電機(jī)自動(dòng)低速運(yùn)行，系統(tǒng)根據(jù)出鐵期間的工藝過程 ,實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的全自動(dòng)變速運(yùn)行。對(duì)吸塵罩電動(dòng)碟閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遠(yuǎn)程開閉控制，以達(dá)到節(jié)能的理想運(yùn)行效果，使整個(gè)控制系統(tǒng)做到自動(dòng)判斷、決策和控制。 出鐵場(chǎng)煙塵控制系統(tǒng)的控制對(duì)象為出鐵場(chǎng)環(huán)境煙塵，要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的 PLC 控制，關(guān)鍵是要得到環(huán)境煙塵的各項(xiàng)參數(shù)反饋量。因此本方案對(duì)出鐵場(chǎng)主要的塵源點(diǎn)處的出鐵口抽風(fēng)罩、渣口罩、鐵水罐罩、渣水罐罩的煙塵濃度進(jìn)行檢測(cè)，得到各點(diǎn)的煙塵濃度，根據(jù)各個(gè)點(diǎn)煙塵濃度的大小 PLC 自動(dòng)對(duì)出鐵場(chǎng)環(huán)境煙 塵的影響程度不同調(diào)整權(quán)值，然后根據(jù)出鐵場(chǎng)環(huán)境煙塵濃度與環(huán)境煙塵期望值之間的偏差，通過 PLC 對(duì)各檢測(cè)點(diǎn)的閥門進(jìn)行控制，從而確定閥門開和關(guān)的個(gè)數(shù)以及閥門開度，對(duì)塵源點(diǎn)煙塵進(jìn)行有效地捕集。 而在出鐵場(chǎng)環(huán)境煙塵控制系統(tǒng)中，除塵器入口煙塵溫度和除塵器阻力都要影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行和煙塵捕集效果，對(duì)除塵風(fēng)力的調(diào)節(jié)有一定的約束影響，因此環(huán)境煙塵控制系統(tǒng)對(duì)這兩個(gè)過程量進(jìn)行采集，并將信號(hào)送往 PLC，從而判斷出除塵器的壓差，對(duì)除塵器進(jìn)行有效控制 。 根據(jù)對(duì)國內(nèi)外出鐵場(chǎng)工藝的研究，雖然出鐵場(chǎng)除塵罩布置不盡相同， 但是一攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 高爐出鐵場(chǎng)袋式除塵系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì) 17 般出鐵場(chǎng)以鐵口側(cè)吸罩 1 個(gè)，鐵口頂吸罩 2 個(gè)，鐵水罐罩 3 個(gè)，渣罐罩 6 個(gè)，為比較典型的布置，其中鐵口罩、鐵水罐罩、渣罐罩、為輪換工作。出鐵場(chǎng)除塵系統(tǒng)除塵罩由 PLC 控制閥門開閉，由于閥門較多， 本方案中通過 PLC 對(duì)系統(tǒng)中除塵管道閥門進(jìn)行自動(dòng)控制， 檢測(cè)除塵管道閥門“開”，“閉”狀態(tài)，結(jié)合出鐵場(chǎng)除塵工藝根據(jù)出鐵場(chǎng)煙塵濃度及其變化自動(dòng)作出判斷決策。 由開關(guān)量輸入模塊對(duì)各個(gè)除塵罩閥門“開”， “閉”狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)以及檢測(cè)是否正確開閉； PLC根據(jù)檢測(cè)到的煙塵濃度及其變化判斷閥門開閉，由開關(guān)量輸出模塊輸出各個(gè)除塵 罩閥門的“開”，“閉”信號(hào)。 出鐵開始時(shí)，對(duì)應(yīng)的閥門應(yīng)及時(shí)打開；鐵水罐、渣罐有鐵水、渣鐵流入時(shí)，所對(duì)應(yīng)的除塵罩除塵管道閥門必需打開，其余沒有鐵水、渣鐵流入鐵罐的除塵罩除塵管道閥門必需關(guān)閉，以免漏風(fēng)影響除塵效果；出鐵完畢時(shí)，出鐵場(chǎng)相關(guān)閥門應(yīng)及時(shí)關(guān)閉。 對(duì)于混風(fēng)閥，當(dāng)除塵器入口溫度超過限定溫度時(shí)，混風(fēng)閥門應(yīng)及時(shí)打開，混和低溫空氣降溫，以保證除塵器安全生產(chǎn)。 出鐵場(chǎng) PLC 煙塵控制系統(tǒng)，還可以檢測(cè)電機(jī)的電流、電壓、轉(zhuǎn)速，進(jìn)行能耗計(jì)算，可以更加直觀的看到系統(tǒng)的節(jié)能效果。 布袋除塵器的控制 1． 除塵器工作 原理 負(fù)壓脈沖布袋除塵器處在風(fēng)機(jī)的負(fù)壓端，除塵器結(jié)構(gòu)采用上排風(fēng)下進(jìn)風(fēng)外濾式結(jié)構(gòu)，袋濾室是相互分隔的，當(dāng)某一袋濾室進(jìn)行清灰時(shí)，通過控制機(jī)構(gòu)控制脈沖閥，噴出高壓氣體并帶人大量空氣噴吹濾袋上的粉塵，使粉塵落人灰斗，通過輸灰系統(tǒng)把粉塵運(yùn)走，含塵氣體從濾料孔隙流過，干凈氣體通過排風(fēng)管排人大氣中。圖 為負(fù)壓脈沖布袋除塵器系統(tǒng)流程圖。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 高爐出鐵場(chǎng)袋式除塵系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì) 18 圖 負(fù)壓脈沖布袋除塵器系統(tǒng)流程圖 2．控制內(nèi)容 除塵器的控制內(nèi)容有清灰、卸灰、輸灰和排灰，并要求設(shè)備能夠進(jìn)行單功及聯(lián) 動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制。 為了設(shè)備單體調(diào)試時(shí)在除塵器現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)操作，所以采用單動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)控制。 在聯(lián)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，除塵器的清灰系統(tǒng)通過差壓或定時(shí)控制，并和刮扳機(jī)進(jìn)行聯(lián)鎖。只有在刮扳機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，才可以清灰。清灰程序中脈沖閥噴吹的時(shí)間和清灰的周期能根據(jù)運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。 順序啟動(dòng) ：從除塵器電氣室或中央控制室發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)指令，斗式提升機(jī)運(yùn)行，1min 后集合刮板輸送運(yùn)行， 30s 后切出刮板輸送機(jī)運(yùn)行。斗式提升機(jī)要與儲(chǔ)灰倉料位控制器聯(lián)鎖，只有正常料位時(shí)斗式提升機(jī)才能啟動(dòng)。 順序停止 ：從 除塵器電氣室或中央控制室發(fā)出停止指令，或儲(chǔ)灰倉灰滿的情況下，系統(tǒng)開始順序停機(jī)。首先切出刮板輸送機(jī)停止， 1min 后停集合刮板輸送機(jī)， 2 ～ 5min 后停止斗式提升機(jī) 。切出刮板輸送機(jī)停止運(yùn)行同時(shí)。清灰系統(tǒng)、卸灰系統(tǒng)也停止運(yùn)行。 事故停止 ：儲(chǔ)灰倉料位到上跟位置或輸灰設(shè)備發(fā)生機(jī)械故障，若 15min 后仍不消失，事故信號(hào)則按正常停機(jī)程序停止全部輸灰設(shè)備，并向除塵器電氣室及中央 控制室發(fā)出故障信號(hào)。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 高爐出鐵場(chǎng)袋式除塵系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)