高爐礦槽除塵控制系統(tǒng)改造研究★

申利燕，趙瑞峰，王俊偉，2

（1.山西工程職業(yè)學(xué)院，山西 太原 030031；2.山西建邦集團(tuán)有限公司，山西 臨汾 043400）

建邦集團(tuán)煉鐵廠1 號高爐86 萬風(fēng)量機(jī)組配套布袋除塵系統(tǒng)采用氣力輸送技術(shù)。主要設(shè)備配置為：礦槽布袋除塵器袋場設(shè)置4 列，每列各設(shè)3 個灰斗，共計12 個灰斗，每個灰抖下設(shè)一個倉泵，共計12 個倉泵。除塵系統(tǒng)包含2 個氣罐，一個是壓縮空氣罐，用于操作啟動進(jìn)料閥、出料閥及加壓閥，一個是氮氣罐，用于給倉泵加壓。每個倉泵下由輸灰管道相連接，根據(jù)倉泵下灰順序依次輸灰。輸灰時灰倉里的灰按一定重量下落到倉泵，當(dāng)倉泵壓力加到設(shè)定值時，打開倉泵，通過輸灰管把灰輸送到大灰倉。該礦槽除塵系統(tǒng)有4 組輸灰管道同時輸灰，把灰塵集中到灰倉，通過輸灰管道把灰塵回輸?shù)交規(guī)?，然后加濕下放到車上輸送出去，進(jìn)行集中處理。該系統(tǒng)運行過程中存在4 組輸灰管同時加壓出料時容易堵管的問題，分析產(chǎn)生問題的主要根源，發(fā)現(xiàn)是由輸灰管道太長及輸送壓力不夠所致。

1 礦槽除塵系統(tǒng)硬件改造

重新設(shè)計輸灰管道走向和更改除塵系統(tǒng)，先將出料系統(tǒng)加壓到設(shè)定值，再打開出料閥，使除塵灰?guī)в幸欢▔毫M(jìn)入輸灰管道，加大除塵灰在管道內(nèi)的流速，減少沉積，防止堵管。把壓縮空氣更換為壓力穩(wěn)定且符合設(shè)計壓力的氮氣進(jìn)行輸灰，壓力、流速穩(wěn)定，不會因除塵灰在輸灰管道內(nèi)流速突變而造成堵管。把灰?guī)煸O(shè)計在除塵器北側(cè)，縮短了一半的輸灰距離，減少了輸灰彎頭，管道不容易磨漏、堵塞。經(jīng)和設(shè)計單位溝通，計劃取消倉頂除塵器，把灰?guī)靸?nèi)的氣體通過1 根DN=100 mm 的管道排放到除塵器入口的總管內(nèi)，節(jié)省了維護(hù)費用，降低人工成本，還不會造成冒煙現(xiàn)象。除塵系統(tǒng)硬件改造如下：

1）為增大輸灰壓力，先將進(jìn)出料系統(tǒng)加壓到預(yù)定值再出料，輸灰管道長度縮短為原來的一半，并加氮氣。

2）為了減少輸灰管道的管長度，特意在北面加了個大灰倉，輸灰全部輸?shù)奖边叺幕覀}里。

3）為保證輸灰暢通無阻，通過改變PLC 程序，從4 組輸灰管道同時輸灰，以實現(xiàn)單組循環(huán)輸灰。

2 礦槽除塵控制系統(tǒng)優(yōu)化

2.1 控制方式

該除塵控制系統(tǒng)有就地控制和監(jiān)控室組態(tài)軟件遠(yuǎn)控兩種方式。就地控制屬于手動運行模式，組態(tài)軟件監(jiān)控屬于自動運行模式。

2.1.1 倉泵就地操作流程

1）將就地控制箱首個旋鈕打到“就地”位置，手動指示燈（綠色）亮起，此時可以進(jìn)行就地操作。

2）打開進(jìn)氣閥，觀察壓力表，壓力值到達(dá)0.15 MPa（參考值）時，打開出料閥、助吹閥。

3）觀察倉泵本體壓力表，如果壓力低于0.035 MPa且穩(wěn)定15 s 以上，關(guān)閉進(jìn)氣閥、助吹閥，3 s 過后關(guān)閉出料閥。

4）依次打開排氣閥及進(jìn)料閥進(jìn)料，進(jìn)料時間視現(xiàn)場情況設(shè)定，進(jìn)料時間到時，依次關(guān)閉進(jìn)料閥及排氣閥。

5）按順序重復(fù)以上步驟，打開閥門的操作為將對應(yīng)旋鈕的白色一端指向“開”位置，反之關(guān)亦然。

2.1.2 倉泵遠(yuǎn)程操作流程

礦槽除塵控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制用wincc7.5 組態(tài)軟件實現(xiàn)對PLC 的監(jiān)測與控制作用。該系統(tǒng)的用戶窗口界面如圖1 所示，wincc7.5 組態(tài)軟件對除塵控制系統(tǒng)可實現(xiàn)實時監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)的存儲、分析和查詢及故障報警等多項功能。

圖1 礦槽除塵監(jiān)控界面

2.1.2.1 遠(yuǎn)程投入

1）將就地控制箱選擇開關(guān)打到“遠(yuǎn)控”位置，手動指示燈熄滅，觸摸屏上對應(yīng)倉泵狀態(tài)顯示為遠(yuǎn)控狀態(tài)，此時可以進(jìn)行自動操作。

2）在參數(shù)設(shè)置界面設(shè)置運行參數(shù)。

3）觀察屏幕上的氣源壓力顯示，如果大于350 kPa，則可以投入運行，此時按下屏幕上倉泵旁邊的“投入”按鈕，倉泵進(jìn)入自動運行狀態(tài)，按鈕顯示切換為退出。

4）如果倉泵運行發(fā)生故障，觸摸屏報警條內(nèi)可觀察到故障的具體情況，然后根據(jù)對應(yīng)的處理方案進(jìn)行排除，故障處理完畢后，按下復(fù)位按鈕，繼續(xù)投入運行。

5）在倉泵運行過程中，應(yīng)定時巡檢氣源壓力，如果發(fā)現(xiàn)氣源壓力低于400 kPa，或者儲氣罐壓力表顯示低于0.4 MPa 的時候，應(yīng)及時退出倉泵運行狀態(tài)，以免因為壓力不夠造成堵管。

6）倉泵運行時，如果配料倉料位過高，應(yīng)及時停止輸灰。

2.1.2.2 遠(yuǎn)程退出

1）正常退出：在倉泵輸送即將結(jié)束時，點擊退出按鈕，這樣可以避免有灰殘留在泵內(nèi)。

2）急停：直接點擊退出按鈕即可。

2.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

礦槽除塵系統(tǒng)中，PLC 控制系統(tǒng)使用西門子SIMATIC S7—200 smart。1 臺除塵器由3 臺倉泵組成，共4 組輸灰管道。該系統(tǒng)使用1 臺控制柜，由除塵監(jiān)控計算機(jī)執(zhí)行上位監(jiān)控。4 組輸灰管道運行模式由原來的同時運行，優(yōu)化成單組循環(huán)運行。第1 組運行完成，經(jīng)過延時第2 組運行，第2 組運行完成，經(jīng)過延時第3 組運行，第3 組運行完成，經(jīng)過延時第4 組運行，第4 組運行結(jié)束循環(huán)到第1 組運行。具體除塵控制流程如圖2。

圖2 礦槽除塵控制流程圖

3 倉泵常見故障及處理

3.1 倉泵無法加壓

首先檢查總氣源壓力，檢查所有供氣管道上的手動閥門是否開到位，同時檢查“進(jìn)氣閥”能否正常開啟；開啟后檢查“進(jìn)氣閥”后端的調(diào)壓閥是否有壓力顯示，如果“進(jìn)氣閥”和調(diào)壓閥都沒有故障，拆卸供氣管道和倉泵連接處法蘭；拆卸后打開“進(jìn)氣閥”觀察管道是否暢通，一般無法加壓就是管路不通的問題。

3.2 倉泵無法自動投入

檢查就地箱上的切換按鈕有沒有切換到遠(yuǎn)程上；空氣壓力有沒有達(dá)到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 倉泵本體加壓過慢

檢查所有氣動閥門是否關(guān)到位，同時打開“輸送閥”觀察調(diào)壓閥壓力表的壓力顯示是否正常，一般加壓過慢通常是倉泵或者管道存在泄露造成的，因此，只要檢查閥門或者管道是否存在泄露就可解決該故障。

3.4 倉泵堵管

當(dāng)遇到在觸摸屏上的報警條顯示輸送堵管時，主要表現(xiàn)為壓力上升過快且大于0.5 MPa，而且壓力下降不了，首先切換到就地操作，打開出料閥、排氣閥，讓倉泵本體的壓力卸掉，當(dāng)壓力卸掉后，關(guān)閉排氣閥，打開進(jìn)氣閥進(jìn)行吹管操作。觀察倉泵本體的壓力表，如果壓力依然上升且持續(xù)不下降，關(guān)閉進(jìn)氣閥，重復(fù)第一步的操作，一般來說，重復(fù)數(shù)次之后可以排通管道。

3.5 倉泵長時間無料

正常情況下，當(dāng)倉泵自動運行一段時間后，倉泵本體會有明顯的變熱，如果沒有變熱則說明上部沒有物料下來，這時應(yīng)該首先敲擊上部管道確認(rèn)上部是否有料，如果上部有料，確認(rèn)開關(guān)“進(jìn)料閥”是否開到位，上部有料且“進(jìn)料閥”完好時，關(guān)閉倉泵上部的手動插板閥，卸掉膨脹節(jié)，觀察有無雜物堵塞。

3.6 倉泵自動運行時輸送超時

當(dāng)觸摸屏上報警條顯示輸送超時，說明輸送時間已超過輸送設(shè)定的最長時間。此種情況一般由物料濕度大或氣源壓力不正常導(dǎo)致，此時應(yīng)重新設(shè)定輸送超時時間。如果檢查物料濕度大或氣源壓力均正常時，可能為堵管先兆，必須要引起注意。此時應(yīng)先檢查出料閥是否打開或是否開啟至最大位置，然后再檢查倉泵氣化裝置。擰下螺塞后，如果內(nèi)部有干燥物料流出時，拆下氣化裝置，檢查氣化過濾板有無破損及與殼體結(jié)合處有無漏灰。當(dāng)氣化裝置完好無損時，應(yīng)檢查閥門是否完好，同時用壓縮空氣將內(nèi)部物料反吹干凈，如果無法吹凈過濾板上的黏結(jié)物時，應(yīng)更換過濾板。擰下螺塞后，如果內(nèi)部有潮濕物料，則需拆下氣化裝置并卸下過濾板，進(jìn)行徹底清理，并查明漏灰、積水原因，更換過濾板。

4 結(jié)論

改造后的除塵系統(tǒng)經(jīng)過幾個月試運行，實現(xiàn)了輸灰暢通無阻，不僅避免了冒煙現(xiàn)象，還使得1 個班減少了1 個人力，維護(hù)周期也從每天1 次變成半月維護(hù)1 次，對企業(yè)來說起到了減員增效的效果。