某鑄造廠中頻感應(yīng)電爐除塵系統(tǒng)運(yùn)行故障診斷與建議

秦洪建，劉統(tǒng)洲，劉新江

（機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南鄭州 450007）

某鑄造廠中頻感應(yīng)電爐除塵系統(tǒng)運(yùn)行故障診斷與建議

秦洪建，劉統(tǒng)洲，劉新江

（機(jī)械工業(yè)第六設(shè)計(jì)研究院有限公司，河南鄭州 450007）

中頻感應(yīng)電爐在鑄造生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙塵粒徑小、分散性大，治理難度較大。本文主要通過對(duì)某鑄造廠中頻感應(yīng)電爐除塵系統(tǒng)除塵管路、除塵器及風(fēng)機(jī)的實(shí)測(cè)和分析，找到其故障原因、提出改進(jìn)方法，并給出運(yùn)行、節(jié)能建議，對(duì)于鑄造車間中頻感應(yīng)電爐通風(fēng)除塵設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)管理具有一定的借鑒意義。

中頻熔煉感應(yīng)電爐；煙氣治理；故障診斷；節(jié)能

近年來，隨著中頻感應(yīng)電爐在鑄鐵件生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用比例逐漸提高，特別是大噸位電爐的應(yīng)用，使得中頻電爐除塵技術(shù)的研究越來越受到鑄造工作者的關(guān)注。筆者曾多次前往山西某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)鑄件生產(chǎn)企業(yè)幫助解決電爐除塵問題。該廠位于山西省運(yùn)城市，成立于1997年，是一家合資公司，目前是國(guó)內(nèi)最好的中、重型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、缸蓋類鑄件供應(yīng)商之一，年產(chǎn)量達(dá)到5萬噸。車間熔煉工部現(xiàn)有3臺(tái)12t進(jìn)口無芯中頻感應(yīng)電爐，配有1套布袋除塵系統(tǒng)。自2010年初開始，該套除塵系統(tǒng)運(yùn)行情況出現(xiàn)問題，工況較差，外溢的煙塵污染了整個(gè)熔煉工部，尤其以電爐加料時(shí)最為嚴(yán)重，煙塵擴(kuò)散到相鄰的造型、制芯等工部，對(duì)車間生產(chǎn)環(huán)境影響很大。

經(jīng)過對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中頻感應(yīng)電爐的除塵系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和數(shù)據(jù)分析，針對(duì)該套電爐除塵系統(tǒng)在生產(chǎn)中存在的問題進(jìn)行了故障診斷，提出相應(yīng)整改措施以及運(yùn)行維護(hù)和節(jié)能方面的建議。

1 除塵系統(tǒng)概況

1.1 除塵系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

該套中頻電爐除塵系統(tǒng)與3套12t（一對(duì)一）進(jìn)口中頻熔煉電爐（變壓器安裝容量7200kVA）配套，位于熔煉工部的中部，購(gòu)置于1999年，2008年進(jìn)行過升級(jí)改造，主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 該套中頻電爐除塵系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

1.2 系統(tǒng)主要故障

該套除塵系統(tǒng)運(yùn)行狀況差，捕集罩的煙塵捕集能力基本失效，熔煉煙塵在整個(gè)熔煉過程中全程外溢，尤其以3#爐最為嚴(yán)重，詳見圖3。

2 故障診斷

2.1 經(jīng)驗(yàn)分析

筆者首先根據(jù)車間現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)分析，捕集罩的煙塵捕集效果不好，可能是由于系統(tǒng)抽風(fēng)量不足導(dǎo)致的，造成系統(tǒng)抽風(fēng)量不足的主要原因通常有以下三種。

圖1 熔煉工部平面圖

（1）最為常見的是除塵系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)風(fēng)量不足；

（2）除塵系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)風(fēng)量本可以滿足需要，但由于維護(hù)不到位造成風(fēng)量途中損失或是風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)量不足引起系統(tǒng)風(fēng)量不足；

（3）煙氣發(fā)生量超過設(shè)計(jì)初始量，比如爐料質(zhì)量差。

通過經(jīng)驗(yàn)分析尚不能準(zhǔn)確診斷出故障的真正原因，下面筆者將通過測(cè)試分析、現(xiàn)場(chǎng)檢查、問題整改和調(diào)試驗(yàn)證4個(gè)步驟對(duì)該套除塵系統(tǒng)的故障進(jìn)行詳細(xì)診斷。

2.2 測(cè)試分析

（1）測(cè)試儀器見表2。

（2）具體運(yùn)行參數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)見表3。（3）測(cè)試數(shù)據(jù)分析結(jié)果見表4。

圖2 除塵器現(xiàn)場(chǎng)圖

圖3 熔煉現(xiàn)場(chǎng)圖

表2 測(cè)試儀器及相關(guān)參數(shù)

表3 測(cè)試數(shù)據(jù)表

表4 測(cè)試數(shù)據(jù)分析表

2.3 現(xiàn)場(chǎng)檢查

現(xiàn)場(chǎng)檢查主要包括風(fēng)機(jī)、除塵器、除塵管道、捕集罩和生產(chǎn)操作等5個(gè)方面內(nèi)容，具體檢查及故障原因推斷內(nèi)容見下表：

通過測(cè)試分析和現(xiàn)場(chǎng)檢查可以看出熔煉煙塵外溢主要是由于除塵系統(tǒng)風(fēng)量不足造成的，造成風(fēng)量不足的主要原因有以下4個(gè)方面：

（1）3臺(tái)電爐由2用1備改為3臺(tái)同時(shí)工作且爐料中廢鋼比例大，發(fā)氣量大于初始設(shè)計(jì)風(fēng)量；

（2）捕集罩與加料小車維修不及時(shí)，多處漏風(fēng)，造成系統(tǒng)風(fēng)量在途中損耗嚴(yán)重；

（3）除塵器清灰不及時(shí)，維護(hù)保養(yǎng)不到位，除塵器內(nèi)粉塵堆積，系統(tǒng)運(yùn)行阻力增大，造成風(fēng)機(jī)實(shí)際輸出風(fēng)量減少；

（4）風(fēng)機(jī)老化，葉片磨損嚴(yán)重，運(yùn)行效率低。

2.4 問題整改和調(diào)試驗(yàn)證

根據(jù)測(cè)試和檢查結(jié)果，工廠對(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行了整改，主要整改措施如下：

（1）重新核算3臺(tái)中頻電爐同時(shí)工作時(shí)的最大除塵風(fēng)量，按2臺(tái)加料（25000m3/h·臺(tái)）和1臺(tái)出鐵液（28000m3/h）時(shí)所需風(fēng)量計(jì)算，則系統(tǒng)最大除塵風(fēng)量應(yīng)為78000m3/h，可見現(xiàn)有除塵系統(tǒng)恢復(fù)正常工況后仍遠(yuǎn)不能滿足除塵要求，需解決系統(tǒng)風(fēng)量不足的問題。首先需要增加系統(tǒng)風(fēng)量，所以又增加了一套除塵系統(tǒng)與現(xiàn)有除塵系統(tǒng)并聯(lián)工作，風(fēng)量與原有除塵系統(tǒng)一致, 風(fēng)機(jī)選用變頻風(fēng)機(jī)，詳見圖6；

（2）對(duì)捕集罩和加料小車破損漏風(fēng)處進(jìn)行修補(bǔ)；

圖5 加料車與翻版罩結(jié)合面

圖6 新增電爐除塵系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)

（3）除塵器清灰，更換部分布袋，修復(fù)反吹脈沖閥；

（4）更換風(fēng)機(jī)葉片；

（5）修復(fù)除塵干管上的電動(dòng)補(bǔ)風(fēng)閥和3#電爐支管上的電動(dòng)蝶閥。

整改后除塵效果有明顯改進(jìn)，煙塵外溢的問題基本解決，車間熔煉工部工作環(huán)境滿足《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，整改后工作現(xiàn)場(chǎng)如圖7所示。

圖7 改造后電爐區(qū)工作現(xiàn)場(chǎng)

3 結(jié)論與建議

（1）鑄造廠應(yīng)加強(qiáng)除塵系統(tǒng)日常維護(hù)管理，制定詳細(xì)的設(shè)備維護(hù)規(guī)程及維護(hù)檢查制度，并在除塵器的操作規(guī)程中明確清灰周期及操作方法，保證除塵系統(tǒng)的正常工況。建議有條件的企業(yè)購(gòu)置少量測(cè)試工具，比如風(fēng)速儀、壓差計(jì)和皮托管等，設(shè)專人定期對(duì)通風(fēng)除塵設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，這樣可以準(zhǔn)確的掌握設(shè)備運(yùn)行的真實(shí)狀況，及時(shí)解決一些常見的除塵問題。

（2）中頻感應(yīng)電爐煙塵中FeO、FeO/Fe2O3、CaO容易在布袋表面結(jié)晶成塊覆蓋濾料的孔隙，使得通過布袋的氣流量下降，壓力損失增加，除塵器運(yùn)行阻力增高；另外，爐料中還帶有少量的水分和油污，因此建議選用優(yōu)質(zhì)拒水防油覆膜滌綸針刺氈濾料，濾料表面光滑、憎水透氣、易清灰、系統(tǒng)過濾效果好，運(yùn)行阻力低，節(jié)能、耐用。

（3）大風(fēng)量的中頻感應(yīng)電爐除塵系統(tǒng),由于粉塵清理難度大，宜選用離線清灰方式的除塵器，且除塵器停止運(yùn)行后,應(yīng)繼續(xù)反吹清灰兩個(gè)周期，避免空氣中水分與布袋表面灰塵結(jié)合，造成結(jié)塊糊袋。

（4）除塵器反吹控制宜采用壓差控制法，采用具有可調(diào)壓力的介質(zhì)氣體，在保證保持較好的清灰效果同時(shí)，達(dá)到延長(zhǎng)布袋疲勞壽命的效果。

（5）中頻電爐煙塵溫度較高，且子加料和澆注階段，會(huì)有火花或大顆粒的高溫質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入除塵系統(tǒng)，容易引起布袋自燃，建議新上中頻電爐除塵系統(tǒng)在布袋除塵器前增加火花捕捉器。

（6）除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮各種不利因素，精確計(jì)算系統(tǒng)阻力，保證風(fēng)機(jī)在高效點(diǎn)運(yùn)行，滿足節(jié)能、環(huán)保要求。

[1] 劉筑雄,張家平,宋高舉.鑄造防塵技術(shù)規(guī)程指南[M].2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[2] 孫一堅(jiān).簡(jiǎn)明通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑出版社，1998.

[3] 劉新江,尤丙夫.鑄鐵熔煉爐帶式除塵工藝探討，第2屆中國(guó)鑄鐵產(chǎn)業(yè)沙龍論文集[C].2011.

[4] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)局.GB9078-1996 工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

Failure Diagnosis and Proposals of Certain Foundry Medium Induction Furnace Dust Removal System

QIN HongJian, LIU TongZhou, LIU XinJiang

(SIPPR ENGINEERING GROUP Co.Ltd., Zhengzhou 450007,Henan China)

Measuring and analysis on dust removal system piping, filter and fan of a medium frequency induction furnace of an iron foundry have found out the reasons of the malfunction, give an improved method and the running, energy-saving recommendations which has referential signif cance for medium frequency induction furnace dust removal system design and f eld management.

Medium frequency induction furnace; Smoke dust abatement; Failure diagnosis; Energy-saving

TG234+.6；

A；

1006-9658（2012）05-0045-4

2012－08－03

稿件編號(hào)：1208－092

秦洪建（1979-），男，從事鑄造工廠的工程咨詢、工程設(shè)計(jì)工作