轉爐二次除塵風閥優化改造與實施

賈永坡

摘 要：針對原有的設計，轉爐二次除塵管道入口風閥為調節閥，調節開度根據轉爐煉鋼系統在兌鐵、吹煉、出鋼過程中決定開度的大小。然而開度不同卻不能夠有效控制爐口陣發性廠房冒煙現象。維修難度大、故障率高，采用人工現場長期打開后，即費電又會產生黑煙。為了杜絕廠房頂大面積冒黑煙，必須對二次除塵風閥進行合理改造。

關鍵詞：風閥；二次除塵；PLC；轉爐煙氣

1 前言

隨著現代煉鋼技術的提高和轉爐兌鐵速度的加快，特別是在加入含有碳氫化合物的低質廢鋼時，將產生大量的陣發性煙氣并在爐口上方燃燒、引起煙氣溫度的急劇上升和體積膨脹，導致二次煙氣普集能力下降

轉爐煉鋼過程包括：裝料、吹煉、出鋼、濺渣等階段，每隔階段中都有大量煙氣產生。

由于一次除塵裝置不能處理轉爐在其他階段產生的煙氣污染，由此誕生了轉爐煙氣二次除塵裝置，采用轉爐密閉形式的集塵罩捕集轉爐生產過程中所有階段的煙氣，包括轉爐吹煉是從一次除塵煙罩口逸出的部分煙氣。

邯寶煉鋼廠3座轉爐二次除塵管道入口風閥長期處于爐后高溫烘烤現場環境溫度高，普通調節閥門都處于超高溫狀態工作，閥板容易變形，動作不靈活存在缺陷，幾乎都處于癱瘓狀態，電機功率固定有限，原有的閥門因故障原因長期處于打開狀態，除塵效果達不到環保要求，所以每座轉爐在整個煉鋼過程中經常造成煉鋼廠房內冒煙，污染環境或除塵風機一直高速運行，白白浪費大量電能。這與煉鋼廠設備控制先進的理念定位非常不符，必須對二次除塵入口風閥控制進行改造。

2 具體改造措施

（1）更換入口風閥為耐高溫氣動開關閥門6套。原有的轉爐二次除塵管道入口風閥為調節閥，調節開度根據轉爐煉鋼系統在兌鐵、吹煉、出鋼過程中由于現場生產節湊較快，然而已經不能夠有效控制爐口陣發性廠房冒煙現象。更換快速切斷閥門后，根據工藝要求可以實現快速打開或關閉狀態。

（2）遠程站柜內重新配盤加裝繼電器和開關各12套。電氣控制系統需要進行相應的升級改造，包括電源及一系列元器件進行參與控制。

（3）優化遠程控制PLC程序。根據項目改造要求，對二次除塵管道入口風閥PLC控制程序進行升級、一級計算機的HMI界面、與二級數據傳輸接口進行改進和增加，保證二次除塵系統按照除塵工藝要求進行自動控制。在原系統手動控制方式的基礎上，增加自動控制功能。

（4）修改WINCC控制畫面，增加手動、自動、閥開、閥關等按鈕，增加開到位、關到位遠程顯示圖標。

為了符合現場設備操作的需要，主控操作畫面修改為手/自動一體的按鈕操作欄，可以根據實際情況采用選擇操作方式。同時增加開關現象，準確的顯示閥門開關的實際情況。

（5）閥門現場到遠程站線路改造。由于現場環境復雜，多處線路損壞，更換閥體后必須重新鋪設電纜，使新電纜滿足閥門控制要求。每個閥門需鋪設2根限位線，1根電磁閥線。3座轉爐12個閥門全部重新鋪設。

3 轉爐爐前、爐后除塵閥門與轉爐信號做聯鎖

在設計前期，轉爐爐前爐后除塵風閥靠近轉爐本體，環境溫度很高，調節閥門的長期正常工作很難得到保證，并且除塵閥門的直徑比較大，調節控制的時間很長，不適合煉鋼的緊湊節奏，很容易出現還在閥門在開關過程中而轉爐已經進行作業，冒煙的幾率比較大，所以全部更換為快速切斷閥。

將轉爐的狀態分為：爐次開始（平均3min）、加廢鋼（平均3min）、兌鐵時期（平均5min）、吹煉時期（平均15～17min）、出鋼時期（平均7～9min）、倒渣時期（平均2～3min）、濺渣時期（平均4～5min）。通過西門子S7-LINK工具建立二次除塵和3座轉爐的連接，將三座轉爐的狀態傳輸到二次除塵系統中，控制系統根據每座轉爐的狀態控制爐前和爐后閥門的開度。

當加廢鋼、兌鐵、出渣、加料、吹煉、出鋼、爐次開始等任一信號出現時爐前風閥打開。

當吹煉、出鋼、爐次開始等信號出現時爐后風閥打開。

結合現場實際情況通過不同的改進，以上參數設定基本能夠滿足轉爐除塵的需要，明顯減少爐口冒煙次數。除塵效果良好達到了預期目的，基本達到了環保標準的要求。

4 經濟效益方面

經濟效益：高壓電機運行為10kV電壓、高速與中速時閥門關閉比閥門打開電流要減小10A、1天大約12h為關閉狀態、1年365天、1度電費0.55元、共3座轉爐、2臺高壓電機。

10kV×10A×12小時=1200kW.T（度）

1200度×365天×0.55元=240900（元）

240900×3×2=144.54（萬元）

1年可節約電費約144.54萬元

5 結語

邯寶煉鋼廠二次除塵入口風閥改造成功實施，取得了如下益出：轉爐兌鐵時的環境得到改善；廠房冒煙現象得到控制；改造后的切斷閥成本低，周期短，設備故障率明顯降低，除塵效果達到最佳狀態。

參考文獻

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（作者單位：河鋼邯鋼邯寶煉鋼廠）