【正文】 比例分別為 %及 44%，而濕式除塵器僅為 %，旋風式為 %。 （ 3） .高可靠性方向發(fā)展。例如袋式除塵器著重于改進濾料和其清灰方式，使其相宜于高溫、大煙氣量的需要，擴大應用范圍。寬間距或者脈沖高壓電除塵器、環(huán)形噴吹袋式除塵器、順氣流噴吹袋式除塵器等等，這都是最近 20 年來發(fā)展起來的新型除塵設備。另外 ，還有利用高壓水噴射、高壓蒸汽噴射的除塵設備。進入了七十年代我國就開始出現了一批 專門 生產 各類 除塵器的企業(yè)，到現在為止大部分已經成為了我國 除塵器行業(yè)的骨干企業(yè) 。根據中國環(huán)保產業(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。現代煉鐵法主要就是高爐煉鐵法和非高爐煉鐵法。由于高爐煉鐵的技術經濟指 標好，工藝非常簡單，產量很大，而且可靠，效率也非常的高。高爐煉鐵的主導地位在今后很長的時間內都不會改變。主體系統(tǒng)主要由五部分構成，它們是：高爐，狂槽，除塵器，出鐵場，熱風爐。高爐煉鐵工藝流程如下圖 圖 高爐工藝流程框圖 煉鐵就是在高爐內進行還原反應得到鐵水。經過充分的相互接觸，進行熱交換，逐步還原，最后到爐的下部生成鐵水，同時產生爐渣。除塵的方法是在除塵的地點如槽下，出鐵場等安裝頂吸罩，控制蝶閥和吸塵管道。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。因為 2 號高爐采用普通高爐煉鐵，所以在出鐵過程中會產生大量的煙塵。當這些地方產生了煙塵時，就通過它們上方的吸塵罩將煙塵吸到除塵器中。 被除塵器凈化后的煙氣由出風口排出，通過風機，最后由煙囪排入大氣。完成整個出鐵場的除塵。主要要對出鐵口、渣口，鐵水、渣水罐位的煙塵進行捕集控制。即某一座高爐工作就打開對應的蝶閥，其它蝶閥關閉。 4)由于出鐵場除塵系統(tǒng)的煙氣溫度較高，所以應在煙氣進除塵器前的管道上安裝一臺電動冷風閥，當煙氣溫度超過 設定溫度值上限值時 ，打開電動冷風閥向系統(tǒng)內混入冷空氣，降低煙氣溫度以保證除塵器安全工作。要求設備能夠進行單功及聯動運轉的控制 。 6) 為了節(jié)省占地，除塵系統(tǒng)采用高架布置，一層為風機房及除塵控制室，二層為除塵器平臺。由 PLC根據各項參數進行系統(tǒng)的有效控制。 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 9 3 高爐出鐵場袋式除塵系統(tǒng)的控制設計 煙塵特點及其參數 煙塵特點 根據高爐出鐵場生產作業(yè)的具體情況，出鐵場煙塵具有以下特點： ①污染源 (煙塵 )比較分散，污染范圍較廣。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，其產生的煙氣直接影響到操作人員。因此，在高爐正常出鐵的時候，出鐵場內大約有一半的面積在不同程度地產生輻射熱，散發(fā)煙塵及其他有害氣體；在出鐵的末期，出鐵口容易噴 CO 煙氣，不僅僅污染周圍環(huán)境，而且直接影響了工人的身體健康和爐前的正常生產。 中、小型的高爐，一般只有一個出鐵口。根據部分高爐出鐵場的實測，出鐵場內的粉塵濃度高達 60007000mg/m3；大型高爐與中小型高爐不同，隨著高爐日產量的增加，出鐵次數和出鐵時間也同時增加，一個鐵口還沒出完鐵時，另一個鐵口就開始出鐵了，出鐵場的煙塵也就不斷地散發(fā)出來。 高爐出鐵場每產生 1噸鐵水，平均散發(fā)出 23kg 煙塵，大型的高爐每天生產鐵水萬噸以上，形成的煙塵量達 25噸以上。 污染物參數 ① 煙氣溫度：溫度不一，以出鐵口、擺動流嘴、撇渣器處的溫度較高，一次煙塵平均溫度為 80100℃。 ③ 煙塵量： 。 表 煙塵分散度 粒徑 /μ m 1 1～ 3 3～ 5 5～ 10 10 出鐵口處 /% 16 29 27 鐵水罐處 /% 7 ⑤ 煙塵成分：含 Fe、 FeO、 SiO CaO、 MgO、 P 、 S 等 ，如表 所示 表 煙塵成分 化學 成分 Fe2O3 SiO2 C Al2O3 CaO MgO 比例 /% ～ ～ ～ ～ ～ ⑥ 煙氣成分： CO、 CO SO N O2等。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，罩型結構 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。捕集罩設計得不好 ， 即 便 抽風量足夠大，同樣不能取得 較 好的捕集效率。 捕集罩的形狀要有 利于罩內煙氣向排煙口流動 ，為了使 罩內煙氣能很好的排出，排煙口的位置要設計合適。煙塵捕集盡可能采用頂吸罩。 高爐出鐵場總污染物的 30%是出鐵口產生的煙塵。 出鐵口的煙氣在熱壓和爐壓的作用下呈噴射狀從出鐵口射出并迅速上升擴散，彌漫在整個出鐵場內，所以捕集鐵口煙氣的關鍵，是解決開、堵鐵口及出鐵后期產生的大量煙氣。 鐵口強力抽風方式的特點 主要有 ：采取 了 頂吸加側吸的抽 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。 采用上述 四種密閉措施 和 煉鐵機械設備的封擋作用 后 ，基本使得主鐵溝上方形成一個閉合空間，即能封擋煙氣 也能 貯留 煙氣還能封擋和 貯留外濺的鐵花， 而且 減少 了 橫向氣流對煙氣流動軌跡的影響。頂吸罩 在設計時可以 分為 兩 部分 即 前罩和后罩。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。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。 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。 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。 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。 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。 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。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。在鐵水流嘴兩邊設檢修門、檢修 平臺及觀察窗。 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。以某鋼廠高爐（ 1200m3）除塵工藝為例，見圖 。 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。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。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。 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。噴吹一結束，濾袋就恢復過濾得狀態(tài)。 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。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。 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。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。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。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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。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。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。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 。