转炉二次除尘风阀优化改造与实施

贾永坡

摘 要：针对原有的设计，转炉二次除尘管道入口风阀为调节阀，调节开度根据转炉炼钢系统在兑铁、吹炼、出钢过程中决定开度的大小。然而开度不同却不能够有效控制炉口阵发性厂房冒烟现象。维修难度大、故障率高，采用人工现场长期打开后，即费电又会产生黑烟。为了杜绝厂房顶大面积冒黑烟，必须对二次除尘风阀进行合理改造。

关键词：风阀；二次除尘；PLC；转炉烟气

1 前言

随着现代炼钢技术的提高和转炉兑铁速度的加快，特别是在加入含有碳氢化合物的低质废钢时，将产生大量的阵发性烟气并在炉口上方燃烧、引起烟气温度的急剧上升和体积膨胀，导致二次烟气普集能力下降

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他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。

邯宝炼钢厂3座转炉二次除尘管道入口风阀长期处于炉后高温烘烤现场环境温度高，普通调节阀门都处于超高温状态工作，阀板容易变形，动作不灵活存在缺陷，几乎都处于瘫痪状态，电机功率固定有限，原有的阀门因故障原因长期处于打开状态，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，污染环境或除尘风机一直高速运行，白白浪费大量电能。这与炼钢厂设备控制先进的理念定位非常不符，必须对二次除尘入口风阀控制進行改造。

2 具体改造措施

（1）更换入口风阀为耐高温气动开关阀门6套。原有的转炉二次除尘管道入口风阀为调节阀，调节开度根据转炉炼钢系统在兑铁、吹炼、出钢过程中由于现场生产节凑较快，然而已经不能够有效控制炉口阵发性厂房冒烟现象。更换快速切断阀门后，根据工艺要求可以实现快速打开或关闭状态。

（2）远程站柜内重新配盘加装继电器和开关各12套。电气控制系统需要进行相应的升级改造，包括电源及一系列元器件进行参与控制。

（3）优化远程控制PLC程序。根据项目改造要求，对二次除尘管道入口风阀PLC控制程序进行升级、一级计算机的HMI界面、与二级数据传输接口进行改进和增加，保证二次除尘系统按照除尘工艺要求进行自动控制。在原系统手动控制方式的基础上，增加自动控制功能。

（4）修改WINCC控制画面，增加手动、自动、阀开、阀关等按钮，增加开到位、关到位远程显示图标。

为了符合现场设备操作的需要，主控操作画面修改为手/自动一体的按钮操作栏，可以根据实际情况采用选择操作方式。同时增加开关现象，准确的显示阀门开关的实际情况。

（5）阀门现场到远程站线路改造。由于现场环境复杂，多处线路损坏，更换阀体后必须重新铺设电缆，使新电缆满足阀门控制要求。每个阀门需铺设2根限位线，1根电磁阀线。3座转炉12个阀门全部重新铺设。

3 转炉炉前、炉后除尘阀门与转炉信号做联锁

在设计前期，转炉炉前炉后除尘风阀靠近转炉本体，环境温度很高，调节阀门的长期正常工作很难得到保证，并且除尘阀门的直径比较大，调节控制的时间很长，不适合炼钢的紧凑节奏，很容易出现还在阀门在开关过程中而转炉已经进行作业，冒烟的几率比较大，所以全部更换为快速切断阀。

将转炉的状态分为：炉次开始（平均3min）、加废钢（平均3min）、兑铁时期（平均5min）、吹炼时期（平均15～17min）、出钢时期（平均7～9min）、倒渣时期（平均2～3min）、溅渣时期（平均4～5min）。通过西门子S7-LINK工具建立二次除尘和3座转炉的连接，将三座转炉的状态传输到二次除尘系统中，控制系统根据每座转炉的状态控制炉前和炉后阀门的开度。

当加废钢、兑铁、出渣、加料、吹炼、出钢、炉次开始等任一信号出现时炉前风阀打开。

当吹炼、出钢、炉次开始等信号出现时炉后风阀打开。

结合现场实际情况通过不同的改进，以上参数设定基本能够满足转炉除尘的需要，明显减少炉口冒烟次数。除尘效果良好达到了预期目的，基本达到了环保标准的要求。

4 经济效益方面

经济效益：高压电机运行为10kV电压、高速与中速时阀门关闭比阀门打开电流要减小10A、1天大约12h为关闭状态、1年365天、1度电费0.55元、共3座转炉、2台高压电机。

10kV×10A×12小时=1200kW.T（度）

1200度×365天×0.55元=240900（元）

240900×3×2=144.54（万元）

1年可节约电费约144.54万元

5 结语

邯宝炼钢厂二次除尘入口风阀改造成功实施，取得了如下益出：转炉兑铁时的环境得到改善；厂房冒烟现象得到控制；改造后的切断阀成本低，周期短，设备故障率明显降低，除尘效果达到最佳状态。

参考文献

[1]（奥）A R Hampel.黄建东转炉二次烟气净化系统[J].世界钢铁，2007，（5）：45.

[2]工业废气净化与利用[M].化学工业出版社与环境科学与工业出版中心，2005.

[3]炼钢工业大气污染物排放标准[M].北京：中国环境出版社出版，2012.

[4]张殿印.张学义.除尘技术手册[M].北京冶金工业出版社，2002.

[5]钢铁企业冶金通风设计手册[M].北京冶金工业出版社，1996.

（作者单位：河钢邯钢邯宝炼钢厂）