【正文】 在此謹向?qū)熤乱陨钌畹闹x 意 ! 感謝幾年來在校學習過程中所有老師的辛勤培養(yǎng)和教育。從論文的選題、方案的制定到最后的論文定稿，每一個環(huán)節(jié)都是在導師張老師和周老師的悉心指導下完成的。 [10] 馬竹梧，劉玠。除塵工程設計手冊，化學工業(yè)出版社。且由 于采用分室停風脈沖噴吹清灰，噴吹一次就可以徹底清灰，所以延長了清灰周期，壓氣耗量和清灰能耗大為降低。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 結(jié)束語 31 結(jié)束語 本文通過對除塵系統(tǒng)的分析，針對出鐵場除塵系統(tǒng)的具體情況，設計了合理的閥門、電機、除塵器，并對其進行 PLC 智能控制。以前采用的繼電器等元器件，線路復雜，故障點多，維護不方便。 3）采用了 組態(tài)軟件 對系統(tǒng)進行監(jiān)控，可實現(xiàn)參數(shù)設定、實時數(shù)據(jù)動態(tài)顯示、遠程控制、 歷史數(shù)據(jù)記錄、打印和報警及操作人員權(quán)限設定等功能。 箱體密封性好，檢查門漏風率很低；進、出口風道布置緊湊，氣流阻力?。粨Q袋方便。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng)配置 28 圖 自動工作方式控制流程圖 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng)特點及 優(yōu)勢 29 5 系統(tǒng)特點及優(yōu)勢 系統(tǒng)的特點 1）本設計采用了 PLC 可編程控制器進行系統(tǒng)控制， PLC 能根據(jù)系統(tǒng)工作過程的實際情況進行自動控制，使除塵系統(tǒng)能高效率工作。利用這些歷史和實時數(shù)據(jù)就可以對系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行實時了解并進行系統(tǒng)的控制管理，而且這些數(shù)據(jù)還可以供統(tǒng)計分析使用。上位機是總線上一個站點，與 PLC 的進行實時通迅。主要的畫 面監(jiān)控點有：吸口處煙氣壓力和溫度及出口處煙氣壓力；主風機出口處的壓力；除塵器進口處的壓力以及各種報警信號等。為了避免影響整個系統(tǒng)的工作， PLC 必須要下傳錯誤組織塊，因為當某塊模塊故障不能工作或不存攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng)配置 27 在時， CPU 就不會有相應錯誤組織塊的響應，就會導致 CPU 停機。 為了保證生產(chǎn)安全，避免意外事故的發(fā)生，控制系統(tǒng)都設置了保護系統(tǒng)，當一些重要設備出現(xiàn)故障，如耦合器或風機轉(zhuǎn)軸的溫度過高的時候， PLC 就會發(fā)出信號，進行聲光報警。其中接近開關發(fā)生故障引起的無信號或雙信號是故障率最高的，對于在執(zhí)行的過程中導致的 PLC 不可靠動作，如果僅僅靠現(xiàn)場的反饋信號來對卸灰過程進行控制，那么程序就會一直等待信號的到來或者直接導致無法進行下一步。由 PLC 對電動冷風閥的開關進行控制，可使進入除塵器的煙氣溫度得到精確的控制，從而可以確保布袋除塵器的安全。 PLC 執(zhí)行程序的過程分為輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段， 圖 為除塵系統(tǒng)自動工作方式攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng)配置 26 控制流程圖 。 功能塊分為流量壓力功能塊，溫度轉(zhuǎn)換功能塊，卸灰功能塊，脈沖功能塊， 公共括板機功能塊。 軟件設計及系統(tǒng)具體控制 程序采用梯形圖語言編制，將程序分為獨立、單個的程序段，每個程序段放在不同的邏輯塊中，完成不同的功能。數(shù)字量輸入模塊 3 個， 6ES7 321— 1BL00— 0AA 0。當 DP 接口故障時亮 電源模塊采用 PS 307 5A， PLC 的供電電源選用 220VA C 不間斷電源 UPS 供電。 CPU 處于“ STOP”或“ HOLD”或“ Startup”狀態(tài)時亮；在存儲器復位時 LED 以 頻率 閃爍；在存儲器置位時 LED 以 2Hz頻率閃爍。至少有一個 I/O 被強制狀態(tài)時亮。 CPU 硬件或軟件錯誤時亮。 7）操作方式選擇開關 CPU 模塊上有操作方式選擇開關 操作方式選擇開關像鑰匙一樣可以取出，當取 出時，就不能改變操作方式，從而防止非法地刪除或改寫用戶程序。 3）方便用戶的參數(shù)賦 值 軟件工具帶有標準用戶接口，可以給所有模塊進行參數(shù)賦值。 16） 戶外型二線制感應式接近開關：顯示 排氣口閥、雙層卸灰閥閥 門的關和開的狀態(tài)。 9） 溫度傳感器：監(jiān)測煙氣溫度，并將溫度傳給 PLC。 5） 雙層卸灰閥、灰斗振動器：雙層卸灰閥和灰斗振動器的配合工作來完成對灰斗內(nèi)灰的卸灰工作。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 系統(tǒng)配置 23 4 系統(tǒng)配置 硬件配置 除塵系統(tǒng)硬件配置 1)煙氣捕集罩：集中收集出鐵場 散發(fā)的煙氣，讓產(chǎn)生的煙氣盡量通過捕集罩進入除塵器凈化，提供除塵效率，讓出鐵場外煙塵濃度達到最低。在“聯(lián)動”檔時，可在電氣室或爐前操作室實現(xiàn)風機區(qū)域聯(lián)動或全系統(tǒng)聯(lián)動。 風機控制 風機系統(tǒng)包括風機入口調(diào)節(jié)閥、液力偶合器和電機等主體設備及輔助設備。為了防止斷鏈現(xiàn)象發(fā)生，每臺電動機控制回路加一個沖擊電流繼電器。為了保證壓縮空氣的壓力值(正常時為 )并能夠隨時觀察壓縮空氣壓力值，在壓縮空氣儲氣罐上安裝 一臺 壓力變送器 ，當壓力值低于 時報警， 除塵器按照正常停機程序停止運行?？偛顗盒盘柡兔總€室差壓信號送人 PLC 機。 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 21 圖 PLC 執(zhí)行程序的過程分為輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，程序流程如圖 所示 。如果除塵器灰量較大，室與室之間卸灰的時間間隔也需相應縮短。 采用 PLC 控制的噴吹清灰程序流程如圖 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 20 圖 噴吹清灰程序流程 2）卸灰、輸灰、排灰控制過程 粉塵落入灰斗后，經(jīng)過一段時間開始卸灰，首先打開雙層卸灰閥下 閥；幾秒鐘后，關閉下閥， 再打開上閥；幾秒鐘后，關用上閥。當除塵器內(nèi)的粉塵不斷積聚在濾袋外壁，濾袋的阻力就不斷增加，在阻力達到設定值(1960Pa 左右 )后，各室就開始進行輪流清灰。清灰系統(tǒng)、卸灰系統(tǒng)也停止運行。斗式提升機要與儲灰倉料位控制器聯(lián)鎖，只有正常料位時斗式提升機才能啟動。 在聯(lián)動運轉(zhuǎn)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(lián)鎖。 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(jié)構(gòu)采用上排風下進風外濾式結(jié)構(gòu)，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(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。 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(jù)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。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(jù)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(diào)整權(quán)值，然后根據(jù)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(shù)以及閥門開度，對塵源點煙塵進行有效地捕集。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(jù)煙塵的濃度大小對除塵風力進行自動調(diào)節(jié)，以達到最佳節(jié)能的效果。在一個煉鐵出鐵周期內(nèi)，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。噴吹一結(jié)束，濾袋就恢復過濾得狀態(tài)。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(cè)，被凈化后的氣體就進入袋內(nèi)并在凈氣室匯集，再通過出口管道將其排出。 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(xiàn)系統(tǒng)的 PLC 智能控制，關鍵是要得到環(huán)境煙塵反饋量。 將擋風板加掛在渣水罐位、鐵水罐位外側(cè)，以減少車間外部的橫向風流對煙氣的捕集產(chǎn)生影響。通過在 擺動流嘴處設置容積式密閉罩，然后再在罩的側(cè)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(cè)，而在觀察門處就可以清晰的看到鐵水罐的鐵水液面。 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(nèi)；其次我們可以開觀察窗對罐位鐵水液面進行觀察。 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。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(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、堵鐵口的時候，沒有明顯的煙塵沖出，使用這種捕集方式后，出鐵場內(nèi)無煙霧彌漫現(xiàn)象，操作崗位的粉塵濃度都低于國家標準。頂吸罩 在設計時可以 分為 兩 部分 即 前罩和后罩。 鐵口強力抽風方式的特點 主要有 ：采取 了 頂吸加側(cè)吸的抽 風方式強力 的進行排煙，風口平臺 進行了 加長加寬， 并 加大爐前抽風量， 使 風口平臺區(qū)域鐵口產(chǎn)生的煙氣得到最大限度 地捕集， 這樣就 不 用再 設二次除塵措施。 高爐出鐵場總污染物的 30%是出鐵口產(chǎn)生的煙塵。 捕集罩的形狀要有 利于罩內(nèi)煙氣向排煙口流動 ，為了使 罩內(nèi)煙氣能很好的排出，排煙口的位置要設計合適。各處塵源點吸塵罩的設計原則為 :應 該 考慮抽風位置 要 適宜，風量 要 適中，罩型結(jié)構(gòu) 要 正確，控制罩口的風速 要 足夠， 為了保證 捕集效率 高 ，并 盡量避免 太 多 的 粗顆粒 跑 入 系統(tǒng) 管道。 ③ 煙塵量： 。 高爐出鐵場每產(chǎn)生 1噸鐵水，平均散發(fā)出 23kg 煙塵，大型的高爐每天生產(chǎn)鐵水萬噸以上，形成的煙塵量達 25噸以上。 中、小型的高爐，一般只有一個出鐵口。這些部位全位于操作人員呼吸帶以下，即出鐵場平臺平面的下方，其產(chǎn)生的煙氣直接影響到操作人員。由 PLC根據(jù)各項參數(shù)進行系統(tǒng)的有效控制。要求設備能夠進行單功及聯(lián)動運轉(zhuǎn)的控制 。即某一座高爐工作就打開對應的蝶閥，其它蝶閥關閉。完成整個出鐵場的除塵。當這些地方產(chǎn)生了煙塵時，就通過它們上方的吸塵罩將煙塵吸到除塵器中。圖 是攀鋼 2 號高爐出鐵場除塵工藝 圖 2 .2 出鐵場除塵示意圖 高爐有兩個出鐵口，兩個渣口，高爐分為南出 鐵場和北出鐵場，分別都配有一個鐵水擺動流嘴。經(jīng)過充分的相互接觸，進行熱交換，逐步還原，最后到爐的下部生成鐵水，同時產(chǎn)生爐渣。主體系統(tǒng)主要由五部分構(gòu)成，它們是：高爐，狂槽，除塵器，出鐵場，熱風爐。由于高爐煉鐵的技術經(jīng)濟指 標好，工藝非常簡單，產(chǎn)量很大，而且可靠，效率也非常的高。根據(jù)中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會袋式除塵委員會的相關預測， 國家對環(huán)境保護越來越重視， 我國從十一五規(guī)劃對環(huán)境保護大大提高了要求，預計布袋除塵 系統(tǒng)將會主導市場 ， 這也是國際發(fā)展趨勢。另外 ，還有利用高壓水噴射、高壓蒸汽噴射的除塵設備。例如袋式除塵器著重于改進濾料