【文章內容簡介】 應將 鐵口頂吸罩 設置在 寬長的風口平臺外沿。頂吸罩 在設計時可以 分為 兩 部分 即 前罩和后罩。后罩分為可活動的兩部分，平放在風口平臺上， 這樣 在檢修時 可 由叉車分別移走 ，而 前罩固定在風口平臺上。同時在泥刨機、開口機的對側 要 設一個側吸罩，一 可 配合頂吸罩 把 煙塵 抽排掉 ，另一方面 也可以封擋 鐵口產生的煙氣。側吸罩、頂吸罩的內 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： 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 高爐出鐵場袋式除塵系統(tǒng)的控制設計 12 圖 “鐵口強力抽風”抽風罩示意 圖 “鐵口強力抽風”煙塵捕集方式在國內外都是一種新的理念，從她在國內外各種環(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)域將煙塵基本捕集，且開、堵鐵口的時候，沒有明顯的煙塵沖出，使用這種捕集方式后，出鐵場內無煙霧彌漫現象，操作崗位的粉塵濃度都低于國家標準。使用這種煙塵捕集方式后，不需再設二次除塵措，這樣也節(jié)省了很大部分投資，所以本設計選擇采用“鐵口強力抽風”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。吸氣罩設在渣口側部 或頂部，再在吸氣罩口對面設置吹風口，這樣就形成一層空氣幕，從而阻止了煙氣的散逸，同時也讓煙氣一起流向吸氣罩。 設 計 吹吸罩的 時候要注意以下幾點： 1）吹風口高度要合適； 2）吹、吸風口的間距適當； 3）煙氣的氣流速度對吹、吸罩是否有影響等。要保證對煙塵的有效控制，只有使吸風口的抽風量為射流末端風量的 — 倍，吸風口前射流末端的平均速度保持一定的數值（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 ,出鐵場用這樣的方式 澆注鐵水，固定罐位較多，一般在 4 個以上， 因總只有一個固定罐位在進行澆注鐵水，如果全部同時進行對應除塵點的抽塵，那么將需要很大的除塵風量，而沒有進行鐵水澆注的固定罐位就造成能源的浪費，這肯定是不可取的，而我們常采用的辦法是使用氣動或電動或電液推桿的閥門進行控制，使其輪流切換工作。這樣，就可以按一個固定罐位除塵風量的 倍對罐位處的攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 高爐出鐵場袋式除塵系統(tǒng)的控制設計 13 除塵總風量進行取值 。 采用這樣方式除塵時，為了盡可能地覆蓋鐵水罐中煙氣的擴散面積，在設計中要盡量考慮增大罩口面積；在除塵罩外的區(qū)域應盡量用平臺的形式進行封閉，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內；其次我們可以開觀察窗對罐位鐵水液面進行觀察。而對于渣罐位的抽風除塵方式，基本與鐵水罐位的抽風除塵方式相同，唯一不同的是煙塵相對小一些而以，所以我們可以取單個罐位除塵風量為 4 410 ～ 6 410 hm/3 。 如果鐵水 /渣罐位 只有 2 個 ，那么建議采用全抽的方式除塵，而不要再設置電動等閥門去進行控制了。 鐵水罐位、渣水罐位煙氣捕集罩 因為鐵水、鐵渣對空罐的沖擊，在相應的罐位也會產生大量煙氣。通過在 擺動流嘴處設置容積式密閉罩，然后再在罩的側部設置抽風口， 四周密封 ,密閉罩上設觀察門 .所設置的抽風口的位置應與觀察門的位置在相對的一邊，這樣就可以使煙氣流向抽風口一側，而在觀察門處就可以清晰的看到鐵水罐的鐵水液面。 在數個支鐵溝固定放入鐵水的工藝時，每個鐵水罐位上方應分別設置頂吸罩。在鐵水流嘴兩邊設檢修門、檢修 平臺及觀察窗。為了有效控制風量，在每個罩的管道上都安裝一個電動閥門，這樣電動閥就可以根據鐵水罐的工作狀況進行風量的切換控制。 將擋風板加掛在渣水罐位、鐵水罐位外側，以減少車間外部的橫向風流對煙氣的捕集產生影響。 除塵系統(tǒng)工藝流程 高爐出鐵場除塵系統(tǒng)工藝流程圖如圖 ： 圖 高爐出鐵場除塵系統(tǒng)工藝流程圖 將高爐出鐵場生產過程中產生的煙塵通過除塵系統(tǒng)風管引入袋式除塵器內進行凈化 ,風機設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 。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 高爐出鐵場袋式除塵系統(tǒng)的控制設計 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、加濕機等卸載到汽車上外運。 檢測點 除塵罩煙氣濃度 出鐵場煙塵控制系統(tǒng)的控制對象為出鐵場環(huán)境煙塵，要實現系統(tǒng)的 PLC 智能控制，關鍵是要得到環(huán)境煙塵反饋量。因此本方案對出鐵場主要的塵源點處的出鐵口抽風罩、渣口罩、鐵水罐罩、渣水罐罩的煙塵濃度進行檢 測，得到各點的煙塵濃度，根據各個點煙塵濃度的大小對出鐵場環(huán)境煙塵的影響程度不同調整權值，通過煙塵濃度檢測綜合得到出鐵場環(huán)境煙塵濃度反饋量。然后根據出鐵場環(huán)境煙塵濃度與環(huán)境煙塵期望值之間的偏差，通過 PLC 智能控制器對除塵風機做出調速控制，從而調節(jié)除塵風力，對塵源點煙塵進行有效地捕集。具體有以下幾個檢測點： 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 高爐出鐵場袋式除塵系統(tǒng)的控制設計 15 除塵器的控制點 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風口進入塵氣室后，氣流斷面突然擴大，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進入濾袋室，通過篩分、慣性、粘附、靜電和擴散等作用小顆粒粉塵就被阻留、收集在濾袋的外側，被凈化后的氣體就進入袋內并在凈氣室匯集，再通過出口管道將其排出。為了防止在負壓運行的時候濾袋被吸癟，濾袋內都設 有骨架。 濾袋經一段時間的過濾操作后，塵粒由于粘附等作用，在濾布網孔之間會產生架橋現象，這樣就導致濾布的孔徑越來越小，濾布的表面及網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，設備的阻力就不斷上升，當壓差達到設定值或運行到設定的時間時， PLC 就會通過壓力控制儀發(fā)出信號，使噴吹裝置立即工作，噴吹閥動作后，壓縮空氣通過噴嘴射人各濾袋內，由于膨脹便產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，經輸灰裝置將其排出。噴吹一結束，濾袋就恢復過濾得狀態(tài)。主要控制點有 1. 排氣口閥 這些控制點主要是通過 PLC 根據壓力和阻力信號等有關信號進行控制。 其他控制點 風機閥門，電機電流、電壓、轉速檢測 PLC 控制方案 根據對高爐出鐵場工藝的研究，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） 。在一個煉鐵出鐵周期內，高爐煉鐵期間一般約兩個小時，而出鐵期間的時間的長短差異很大，這由每爐煉攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 高爐出鐵場袋式除塵系統(tǒng)的控制設計 16 鐵量的多少、出鐵時鐵水的流量大小等因素決定，一般三個小時左右不等。在一個煉鐵出鐵周期內，出鐵時間占了一大部分。 圖 高爐煉鐵出鐵時間周期 根據上面對高爐出鐵工藝過程進行的分析，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)就低速運行；控制系統(tǒng)采集開口機動作開關量信號，來作為高爐出鐵和除塵系統(tǒng)高速運行的信號；同時采集電動泥炮動作開關量信號，來作為高爐出鐵完畢和除塵系統(tǒng)低速運行的信號；除塵系統(tǒng)這樣運行可以節(jié)約很多能源。 然而更復雜的問題是研究如何在出鐵的期間充分利用除塵風力達到最佳的節(jié)能效果。針對此問題，對出鐵場煙塵特點以及出鐵工藝進行分析后，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，應根據煙塵的濃度大小對除塵風力進行自動調節(jié)，以達到最佳節(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 ,對風機在出鐵期間自動跟蹤煙塵濃度進行調速控制及非出鐵期間電機自動低速運行，系統(tǒng)根據出鐵期間的工藝過程 ,實現風機的全自動變速運行。對吸塵罩電動碟閥實現自動遠程開閉控制，以達到節(jié)能的理想運行效果，使整個控制系統(tǒng)做到自動判斷、決策和控制。 出鐵場煙塵控制系統(tǒng)的控制對象為出鐵場環(huán)境煙塵，要實現系統(tǒng)的 PLC 控制，關鍵是要得到環(huán)境煙塵的各項參數反饋量。因此本方案對出鐵場主要的塵源點處的出鐵口抽風罩、渣口罩、鐵水罐罩、渣水罐罩的煙塵濃度進行檢測，得到各點的煙塵濃度，根據各個點煙塵濃度的大小 PLC 自動對出鐵場環(huán)境煙 塵的影響程度不同調整權值，然后根據出鐵場環(huán)境煙塵濃度與環(huán)境煙塵期望值之間的偏差，通過 PLC 對各檢測點的閥門進行控制，從而確定閥門開和關的個數以及閥門開度，對塵源點煙塵進行有效地捕集。 而在出鐵場環(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)的正常運行和煙塵捕集效果，對除塵風力的調節(jié)有一定的約束影響，因此環(huán)境煙塵控制系統(tǒng)對這兩個過程量進行采集，并將信號送往 PLC，從而判斷出除塵器的壓差，對除塵器進行有效控制 。 根據對國內外出鐵場工藝的研究，雖然出鐵場除塵罩布置不盡相同， 但是一攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 高爐出鐵場袋式除塵系統(tǒng)的控制設計 17 般出鐵場以鐵口側吸罩 1 個，鐵口頂吸罩 2 個，鐵水罐罩 3 個，渣罐罩 6 個，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 對系統(tǒng)中除塵管道閥門進行自動控制， 檢測除塵管道閥門“開”，“閉”狀態(tài)，結合出鐵場除塵工藝根據出鐵場煙塵濃度及其變化自動作出判斷決策。 由開關量輸入模塊對各個除塵罩閥門“開”， “閉”狀態(tài)進行檢測以及檢測是否正確開閉； PLC根據檢測到的煙塵濃度及其變化判斷閥門開閉，由開關量輸出模塊輸出各個除塵 罩閥門的“開”，“閉”信號。 出鐵開始時，對應的閥門應及時打開；鐵水罐、渣罐有鐵水、渣鐵流入時，所對應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閉，以免漏風影響除塵效果；出鐵完畢時，出鐵場相關閥門應及時關閉。 對于混風閥，當除塵器入口溫度超過限定溫度時，混風閥門應及時打開，混和低溫空氣降溫，以保證除塵器安全生產。 出鐵場 PLC 煙塵控制系統(tǒng)，還可以檢測電機的電流、電壓、轉速，進行能耗計算，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 負壓脈沖布袋除塵器處在風機的負壓端，除塵器結構采用上排風下進風外濾式結構，袋濾室是相互分隔的，當某一袋濾室進行清灰時，通過控制機構控制脈沖閥，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)把粉塵運走，含塵氣體從濾料孔隙流過，干凈氣體通過排風管排人大氣中。圖 為負壓脈沖布袋除塵器系統(tǒng)流程圖。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 高爐出鐵場袋式除塵系統(tǒng)的控制設計 18 圖 負壓脈沖布袋除塵器系統(tǒng)流程圖 2．控制內容 除塵器的控制內容有清灰、卸灰、輸灰和排灰，并要求設備能夠進行單功及聯 動運轉的控制。 為了設備單體調試時在除塵器現場進行手動操作，所以采用單動運轉控制。 在聯動運轉的時候，除塵器的清灰系統(tǒng)通過差壓或定時控制，并和刮扳機進行聯鎖。只有在刮扳機運轉時，才可以清灰。清灰程序中脈沖閥噴吹的時間和清灰的周期能根據運行的狀態(tài)進行調整。 順序啟動 ：從除塵器電氣室或中央控制室發(fā)出運轉指令，斗式提升機運行，1min 后集合刮板輸送運行， 30s 后切出刮板輸送機運行。斗式提升機要與儲灰倉料位控制器聯鎖，只有正常料位時斗式提升機才能啟動。 順序停止 ：從 除塵器電氣室或中央控制室發(fā)出停止指令，或儲灰倉灰滿的情況下，系統(tǒng)開始順序停機。首先切出刮板輸送機停止， 1min 后停集合刮板輸送機， 2 ～ 5min 后停止斗式提升機 。切出刮板輸送機停止運行同時。清灰系統(tǒng)、卸灰系統(tǒng)也停止運行。 事故停止 ：儲灰倉料位到上跟位置或輸灰設備發(fā)生機械故障，若 15min 后仍不消失，事故信號則按正常停機程序停止全部輸灰設備，并向除塵器電氣室及中央 控制室發(fā)出故障信號。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 高爐出鐵場袋式除塵系統(tǒng)的控制設計