除尘环保设备改造技术应用

张傲寒，李海丽，刘 抗，李少松

（河钢邯钢集团邯宝焦化厂，河北 邯郸 056001）

由于冶金炉在运行过程中，不同的冶金金属品种、工艺流程、操作条件等都不形同，因此，将工艺操作分为两个生产系统，每个生产系统对应一套除尘环保设备。冶金炉动态生产系统主要由推渣车、拦渣车、装渣车等组成，除尘环保设备主要是由，旋涡分离单元为核心部件所构建的一级除尘结构，在金属冶炼加工过程当中，实现对煤粉、铝粉等金属气收集处理，保障良好的环境效益[1]。

随着环保压力的不断加大，冶金厂除尘环保设备成为重要关注点，对除尘系统设备性能和运行提出了更高的标准。冶金生产中出现炉门冒烟，除尘系统风机外部传感器损坏及线路老化，部分除尘风机的除尘器效果较差等情况，在新的环保形势下，必须对设备进行改造改进，消除缺陷提高性能[2]。

1 除尘系统风机联锁可视化功能设计

除尘系统风机属于环保重点设备，随着环保要求日益严格，甚至涉及企业生存，在严格要求除尘风机零故障停机及短时维护的情况下，必须采取除尘风机的维护及故障停机应急处理的措施，故此通过该设计达到降低风机停机事故，实现在线维护设备的目标，如图1 所示。

图1 除尘系统风机联锁功能画面

由于设备老化等原因，除尘系统风机经常出现传感器故障、线路虚接、PLC 输入点损坏等现象，造成联锁条件报警而停机。对原除尘风机报警及联锁功能程序进行调研，总结原有程序特点及可改进空间。明确需要进行的程序和操作画面的设计及编程：原系统操作页面中加入除尘风机联锁逻辑画面；在操作画面及程序中加入“联锁原因”判断功能；在操作画面及程序中加入“联锁状态”监视及操作功能；在操作画面及程序中加入“报警及联锁首出”保持功能；在操作画面及程序中加入“声响报警”功能。然后通过自主设计开发软件，完成了除尘系统风机停机联锁报警显示及紧急解锁可视化功能画面[3]。即风机停机时，引起停机的联锁条件能够清晰地显示，便于故障查找和处理；同时通过画面能够暂时解除各联锁条件，在风机正常运行中，对外部压力、温度等仪表进行在线故障排查及日常维护，减少除尘系统停机检修时间。另外增加连锁条件峰值波动延时，杜绝由于线路老化或仪表故障等造成的信号闪断停机。该设计极大程度上保障了除尘系统运行的稳定性，杜绝了除尘设备无控制停机的环保事故[4]。

2 除尘风机除尘器离线阀技术改造

两套除尘设备系统配备两套过滤面积1780m2，处理风量10.3 万m3/h 的袋式脉冲除尘器（每套除尘器有4 个独立除尘箱体）。原除尘器没有配备箱体离线控制阀，滤袋脉冲清灰过程设定在装配间隙时间，即除尘风机低速待机状态。脉冲清灰部分落灰随低速除尘风二次吸附滤袋，清灰效果差，且如遇除尘箱体局部检修必须暂停冶金生产予以配合。

针对这些设计缺陷，对现有箱体离线控制阀进行重新设计改造，改造后的除尘器由进风口阀座、升降式阀板、单活塞气动缸、气缸固定座、电磁换向阀、氮气管路、变换控制器及可编程控制器PLC 组成。离线阀阀板和进气口阀座安装于除尘器上箱体内部，单活塞气动缸、气缸固定座安装于上箱体顶部，活塞杆贯穿箱体顶板，可编程控制器PLC 位于配电室。PLC 发出脉冲清灰开启命令时，时钟控制器KA 延时2.5S 执行清灰指令，电磁换向阀换向，气缸活塞推动阀板与阀座紧密贴合，实现单个除尘箱体与除尘风隔离[5]。然后脉冲清灰开始，过程中除尘滤袋内外无相对压差，滤袋外表吸附粉尘自由落下，脉冲清灰命令结束后离线阀开启，恢复箱体与除尘风原有连通关系，如图2 所示。

图2 离线阀控制原理

增加除尘箱体离线阀后，实现了箱体离线清灰，提高了脉冲清灰效率，延长了滤袋寿命，提高滤袋透气率降低风机能耗，保持良好的装装配除尘效果。并且单个箱体日常更换滤袋或其他检修工作可以单独进行，避免整系统停车检修影响冶金炉生产效率。

3 冶金炉动态炉门灭烟装置设计装配

在冶金生产过程中，推渣车、拦渣车负责冶金炉炉门的摘门及对门，在实际操作中由于各种原因，时常会出现冶金炉炉门封闭不严情况，出现冒烟冒火现象；炉门冒出的烟气严重污染环境，需要及时对冒烟部位进行封堵；炉门低处的冒烟，可以人工站在冶金炉二层平台上进行，而炉门中上部的冒烟需要借助升降小车等设施来进行灭烟，影响生产的正常进行。

依托推渣车、拦渣车主体，设计装配了炉门灭烟装置，包括立柱、横梁、驱动装置、传动装置和载人平台；立柱固定于横梁上，横梁与拦渣车或推渣车的走行横梁固定；所述驱动装置与载人平台固定，驱动装置包括驱动电机和减速机；所述传动装置包括与减速机固定连接的驱动齿轮和固定于立柱上的齿条；立柱和载人平台之间通过导向轨和导向轮导向，通过驱动齿轮和齿条的位移实现载人平台的上下移动。当冶金炉装配金属材料后由于炉门封闭不严出现冒烟冒火现象时，针对炉门中上部的冒烟部位，操作人员首先控制移动推渣车或拦渣车将冶金炉炉门灭烟装置对准该炉门处，然后通过电控箱控制驱动电机带动减速机旋转，减速机将动力传输到驱动齿轮上，通过驱动齿轮与齿条的啮合实现载人平台的上升或下降，从而帮助操作人员对炉门冒烟冒火部位进行处理，达到良好的灭烟效果。

4 除尘器节能方案措施

4.1 方案措施

加强除尘系统设备管理，保证除尘系统管道及除尘设备的阻力参数在允许范围内运行，并且尽可能的维持风机以较低的转数运行。根据生产工艺过程的需求，通过检测冶金锅炉内的烟尘捕集罩内的有关参数及冶金生产工艺过程的其他参数，自动调节除尘风机转速，根据风机的功率与风机转速的三次方成正比的关系，要尽量降低风机转速，以便达到最佳的节能效果。

4.2 自动控制方案

根据冶金企业的生产需求，除尘风机与相关生产设备联锁，开炉时自动达到风机最低转速位，闭炉冶金时自动使风机重新达到高速速位，该开关量信号的传送可采用控制电缆送至风机控制计算或PLC。另外，也可以采用无线传输设备进行信号传输。

检测烟尘捕集罩的有关烟气参数及工艺参数，并根据其参数值自动调节除尘风机转速，从而可以达到节能的目的，信号传送可采用电缆或无线电传送。

5 结语

经过一段时间的实践验证，以上三个除尘设备改造均达到了预期目标。冶金炉灭烟装置在不影响生产的情况下，操作方便快捷，装配和出渣号间距始终一致，实现了出渣和装配灭烟的同步，缓冲器和制动器保证了人员安全；除尘器离线阀和除尘风机联锁可视化设计改造很好地保障了除尘系统运行稳定和良好的除尘效果，创造了极大的环保效益。