16噸黃銅爐組除塵設(shè)施的改造

閆 飛

中鋁洛陽銅業(yè)有限公司熔鑄廠，河南洛陽 471039

0 引言

中鋁洛陽銅業(yè)有限公司熔鑄廠16噸黃銅熔鑄爐組，是現(xiàn)代化的工頻感應(yīng)電爐，主要對切削銅屑、電解銅邊角料、銅加工材廢料、金屬鋅等冶煉原料進行高溫冶煉。整個冶煉過程包括原料的添加、高溫熔煉、轉(zhuǎn)爐與鑄造生產(chǎn)等四個階段。在冶煉過程中，冶煉原料通過感應(yīng)加熱，當溫度達到1200℃狀態(tài)下進行冶煉，在冶煉過程中會產(chǎn)生非常多的煙塵，這些煙塵的主要成分是氧化鋅。為了保護環(huán)境，避免對生態(tài)環(huán)境造成危害，必須對這些煙塵進行凈化，目前通常使用的是冶煉爐內(nèi)的除塵系統(tǒng)，但是，這種爐內(nèi)除塵系統(tǒng)的效果并不理想，根本無法對煙塵進行完全處理，特別是在進行加料或者壓料的過程中，只有打開爐門才能完成操作，這樣就導(dǎo)致大量的煙塵被直接排放出來，從而給整個廠房造成污染，導(dǎo)致崗位粉塵的濃度超標嚴重，從而嚴重影響冶煉工人的身體健康。

在制定本方案的過程中，首先考慮的是節(jié)約原則，在保證不更換設(shè)備的前提條件下達到清除熔煉過程中產(chǎn)生的煙塵，整個清除過程重點利用現(xiàn)有的爐內(nèi)煙氣捕捉系統(tǒng)來實現(xiàn)。為確保除塵效果良好，達到煙塵凈化的要求，針對加料、出銅這兩個階段的煙塵，我們采用新增加的屋頂煙氣捕捉系統(tǒng)來進行除塵。原除塵器和風機電機等設(shè)備已不能滿足新系統(tǒng)的需要，需將這部分設(shè)備拆除，并利用拆除后的空間布置新除塵系統(tǒng)。

1 除塵方案的確定

1）確定排煙方式

在16噸黃銅電爐中原來存在著能夠凈化冶煉過程產(chǎn)生煙塵的除塵系統(tǒng)。但是，在工作過程中只有打開爐蓋才能夠進行加料操作，這樣就會嚴重影響除塵系統(tǒng)的除塵效果，從而導(dǎo)致許多煙塵從爐內(nèi)外逸，在轉(zhuǎn)爐和澆鑄階段由于排出爐外的銅液也產(chǎn)生大量煙塵，這兩個階段形成的大量煙塵就會被直接排放出來，并對廠房造成污染，同時，大量的煙塵還會通過廠房的天窗被排放到廠房的外面，從而對整個熔煉廠及周邊環(huán)境造成嚴重的污染。為了捕集這些煙塵，在方案制定過程中我們通過認真分析，選擇了利用屋頂罩進行煙塵捕集的方法對這些煙塵進行捕集的方法。我們將屋頂罩安裝在廠房的頂部，這樣既不會對車輛的運行造成影響，也不會對爐前的工人造成影響。

2）確定排煙量

在確定排煙量的過程中，我們認真研究了電爐冶煉的生產(chǎn)工藝以及屋頂罩的罩形、尺寸等相關(guān)問題，并針對實際生產(chǎn)狀況將爐內(nèi)工況的排煙量設(shè)計為48000m3/h，100℃；將屋頂罩工況的排煙量設(shè)計為300000m3/h，60℃。在電爐進行正常生產(chǎn)時，通過爐內(nèi)排煙系統(tǒng)進行除塵，在加料以及出銅階段通過屋頂罩排煙系統(tǒng)進行除塵，為避免兩個系統(tǒng)發(fā)生沖突，在工作過程中利用電動閥門進行控制。

3）設(shè)置除塵系統(tǒng)的管路

為節(jié)約開支，在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，通過增加電動閥門，將爐內(nèi)排煙系統(tǒng)的管路與除塵器進口相連接。將屋頂罩排煙系統(tǒng)的管路沿排煙支管與排煙主管與除塵器進口相連接，并在主觀上安裝電動閥門進行控制。

凈化后的干凈氣體通過風機送入煙囪（φ3500），最后排入大氣。被除塵器收集到一起的粉塵被插板閥、星型卸灰閥、埋刮板輸送機輸送出去，根據(jù)收集的除塵灰量，定期轉(zhuǎn)運。

4）主要設(shè)備設(shè)計或選型及設(shè)備布置

本方案設(shè)計一臺長袋低壓脈沖除塵器凈化屋頂罩捕集的煙塵，長袋低壓脈沖除塵器具有除塵效率高、運行能耗低、設(shè)備阻力低、清灰能力強、檢修維護方便、占地面積小等優(yōu)點。使用雙支撐離心風機，其主要參數(shù)為：n=960r/min，P=4500Pa，Q=330000m3/h，60℃。匹配電動機的功率為630kW，電壓10kV，絕緣等級IP44，轉(zhuǎn)速960rpm。配變頻器調(diào)節(jié)系統(tǒng)流量。

5）為給脈沖袋式除塵器清灰提供干凈的壓縮空氣，設(shè)置一套壓縮空氣系統(tǒng)，其工藝流程如下：

圖1 壓縮空氣系統(tǒng)工藝流程

2 除塵系統(tǒng)的自動控制方案

本除塵系統(tǒng)采用集中控制與機旁控制兩種控制方式，其中集中控制分為PLC自動控制。除塵器采用一套西門子公司S7系列CPU為主機的PLC控制。模擬量輸入板、模擬量輸出板、開關(guān)量輸入板、開關(guān)量輸出板，考慮了10%的備用量。

2.1 系統(tǒng)主要檢測、控制、調(diào)節(jié)項目

表1 系統(tǒng)主要檢測、控制、調(diào)節(jié)項目

各風機、電機及液偶檢測參數(shù)一次元件均由設(shè)備自帶，且各檢測點進機信號為4mA～20mA或Pt100標準信號。

2.2 PLC控制系統(tǒng)的主要功能

1）對除塵器系統(tǒng)進行本體控制與監(jiān)視；

2）對高壓配電斷路器進行控制與監(jiān)視；

3）對除塵風機、電機及液偶工況參數(shù)進行監(jiān)視；

4）對除塵系統(tǒng)中控制相關(guān)管道的電動閥門進行控制與監(jiān)視；

5）對各種事故、故障進行實時報警與監(jiān)視。

2.3 計算機控制系統(tǒng)

1）設(shè)置PLC控制系統(tǒng)完成過程數(shù)據(jù)的采集、處理及生產(chǎn)過程的操作、監(jiān)視、控制與報警；

2） PLC控制系統(tǒng)（儀表、電力專業(yè)共用）包括：工程師站（兼作操作站）一臺、通訊網(wǎng)絡(luò)、模塊柜及UPS不間斷電源等硬件和系統(tǒng)軟件，并配用DELL品牌19’’LCD顯示屏；

3）應(yīng)用軟件主要為：計算機操作系統(tǒng)、組態(tài)軟件及根據(jù)實際生產(chǎn)要求所編制的相應(yīng)的軟件等。自動控制過程中的監(jiān)控畫面如圖2。

圖2 自動控制過程中的監(jiān)控畫面

3 結(jié)論

本文介紹的除塵系統(tǒng)通過一系列電氣設(shè)備和儀表的組合，經(jīng)過PLC的控制和其與上位機間的通訊，對電氣控制系統(tǒng)進行了集中管理，使整個系統(tǒng)操作簡單，便于擴展和維護，自動化程度高。

[1]趙洪鵬.16t黃銅爐組除塵系統(tǒng)改造[J].有色設(shè)備，2010，4.

[2]牛廣君.高壓變頻器在轉(zhuǎn)爐除塵風機電機控制上的應(yīng)用[J].山西冶金，2010，6.