上料除尘系统在莱钢型钢炼钢的应用
摘 要：在散装料上料系统增设上料除尘系统，通过变频风机送风引导，根据4座转炉的冶炼情况智能调节风速，将粉尘沿除尘管道捕集到清灰系统中，再由卸灰系统集中放灰，除尘灰重复利用，实现了充分利用资源，节能环保的目标。
1 前 言
烟尘、粉尘主要由颗粒物构成，在冶金等工业部门的生产中均会大量产生。对环境来说，排入大气的粉尘长时间飘浮会降低大气能见度，可引起煤烟型污染；对人体来说，吸入性粉尘会导致渐进性的肺纤维化，引起肺功能减退，引发各种疾病。为了减轻这些危害，环保标准越来越严格，除尘器作为大气除尘的主要手段和设备，已被各个工业部门尤其是冶金行业广泛采用。在各类除尘器的作用下，近年我国工业烟尘、粉尘去除量稳步提升。
2 工艺原理
转炉冶炼过程中，散装料上料系统通过皮带给多座转炉高位料仓上料时，通过调节风机变频参数和转速，将0～46.5 m送料过程中粉尘通过风道经过清灰系统将粉尘与风流分离，粉尘经过清灰系统中的反喷吹控制捕集，最终通过卸灰系统排出回收。上料除尘工艺如图1所示。
3 上料除尘控制功能
3.1 风机变频控制
风机控制系统分为高压控制柜和变频控制柜。高压控制柜合闸，高压柜就绪信号正常，无故障信号，高压控制柜具备条件；变频控制柜合闸，变频器自动（即变频器远程）、变频器待机、无变频器故障报警，可以选择工频或变频启动。系统中变频参数设定可以人工手动调节，也可以设定为全自动智能调节。智能调节可以与上料转炉数量或特殊料种状态相关联锁。
通常上料系统给多座转炉供应散装料，例如给4座转炉同时供应散装料（如石灰）时，粉尘较多，变频参数设置可以调节到较高档位，此时风机转速最高，风力最大；当只给1座转炉供应散装料时，粉尘相对较少，变频参数相应调小，节能高效。
风机控制如图2所示。
3.2 清灰控制
清灰系统位于整个除尘系统的顶端，清灰控制系统启动的模式分为时间模式（默认模式）和差压模式 2 种。上料除尘系统的清灰系统设备主要包括 8 个清灰仓，每 1 个仓中有 14 个脉冲阀，在实际控制中使用8个脉冲矩阵仪控制112个脉冲阀。脉冲矩阵仪精简高效，节约了继电器数量，同时节约了程序量，使每一受控制部分均按统一的指令运行，从而保证了整体的质量和性能，使得现场设备和程序精简有效。
3.3 卸灰控制
上料除尘系统中卸灰设备有2个卸灰仓，每个卸灰仓有 1 个卸灰阀，2 个振动器；此外还有刮板机、加湿机等主要设备。卸灰设备均可通过手动控制或自动控制。自动卸灰时需要首先设定“卸灰动作时间”“卸灰间隔时间”“卸灰周期”“振打间隔时间”“振打动作时间”。自动控制过程中，1#、2# 卸灰阀交替动作，1#、2# 卸灰阀及振动器全部动作完毕一次的时间为“卸灰周期”。
卸灰设备自动控制动作流程：首先启动刮板机，再启动加湿机，在一个卸灰阀动作（开阀）时，相应的振动器停止振动，卸灰阀关闭时，相应的卸灰振动器振动。除尘灰最终经过刮灰机落到相应除尘灰集中区进行二次回收利用。
4 上料除尘PLC组成及功能
4.1 硬件组态
为保障该系统稳定高效运行，选择了西门子S7-300硬件组态。S7-300PLC具有高速的指令处理功能，其中央处理器（CPU）能够自我诊断，可以智能连续的检测系统是否有故障，也能记录系统运行中的错误。安装调试工作量少，体积小，耗能低。
4.2 软件构成
控制器采用 STEP7 进行组态，STEP7 是用于SIMATIC 可编程逻辑控制器组态和编程的标准软件包，它是SIMATIC工业软件的组成部分，主要应用于西门子 SIMATIC S7-300 系列的编程。STEP7 提供参数设置、通讯组态、编程、测试、启动和维护、文件建档 、运行和诊断等功能 。上位机采用SIMATIC WINCC 进行组态，提供了视窗控制中心即过程监控系统，开放性及灵活性好。
4.3 系统功能
1）设备自动连锁控制。风机的自动连锁控制、卸灰阀连锁、喷吹清灰连锁等。
2）工艺流程图显示。
3）报警记录。显示出现的故障和报警信息。故障和报警信息出现后 ，会根据“到达”“离开”和“确认”不同的状态显示不同的颜色。
4）除尘器电流、除尘器温度及压力、压差等参数显示。
5）趋势记录。可以在窗口中显示各设备的电流、温度、压力曲线图 ，还可查看相应的历史数据。
5 结 语
上料除尘系统投入运行后，控制系统稳定，自动化程度高，操作方便，维护简单，达到了设计要求。运行几个月后，没有出现故障。上料除尘的投用，最大程度的避免了操作人员在高空作业、皮带机旁作业、粉尘环境中工作的几率，保护了操作人员的身体健康，提高了上料除尘效率，创造了良好的操作环境。
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