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(duì)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(jìn)行高溫冶煉。整個(gè)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(gè)階段。在冶煉過程中，冶煉原料通過感應(yīng)加熱，當(dāng)溫度達(dá)到1200℃狀態(tài)下進(jìn)行冶煉，在冶煉過程中會(huì)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(hù)環(huán)境，避免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成危害，必須對(duì)這些煙塵進(jìn)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(duì)煙塵進(jìn)行完全處理，特別是在進(jìn)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(gè)廠房造成污染，導(dǎo)致崗位粉塵的濃度超標(biāo)嚴(yán)重，從而嚴(yán)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(dá)到清除熔煉過程中產(chǎn)生的煙塵，整個(gè)清除過程重點(diǎn)利用現(xiàn)有的爐內(nèi)煙氣捕捉系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。為確保除塵效果良好，達(dá)到煙塵凈化的要求，針對(duì)加料、出銅這兩個(gè)階段的煙塵，我們采用新增加的屋頂煙氣捕捉系統(tǒng)來進(jìn)行除塵。原除塵器和風(fēng)機(jī)電機(jī)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(jìn)行加料操作，這樣就會(huì)嚴(yán)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(gè)階段形成的大量煙塵就會(huì)被直接排放出來，并對(duì)廠房造成污染，同時(shí)，大量的煙塵還會(huì)通過廠房的天窗被排放到廠房的外面，從而對(duì)整個(gè)熔煉廠及周邊環(huán)境造成嚴(yán)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(rèn)真分析，選擇了利用屋頂罩進(jìn)行煙塵捕集的方法對(duì)這些煙塵進(jìn)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(huì)對(duì)車輛的運(yùn)行造成影響，也不會(huì)對(duì)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(rèn)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(duì)實(shí)際生產(chǎn)狀況將爐內(nèi)工況的排煙量設(shè)計(jì)為48000m3/h，100℃；將屋頂罩工況的排煙量設(shè)計(jì)為300000m3/h，60℃。在電爐進(jìn)行正常生產(chǎn)時(shí)，通過爐內(nèi)排煙系統(tǒng)進(jìn)行除塵，在加料以及出銅階段通過屋頂罩排煙系統(tǒng)進(jìn)行除塵，為避免兩個(gè)系統(tǒng)發(fā)生沖突，在工作過程中利用電動(dòng)閥門進(jìn)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(dòng)閥門，將爐內(nèi)排煙系統(tǒng)的管路與除塵器進(jìn)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(jìn)口相連接，并在主觀上安裝電動(dòng)閥門進(jìn)行控制。

凈化后的干凈氣體通過風(fēng)機(jī)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(jī)輸送出去，根據(jù)收集的除塵灰量，定期轉(zhuǎn)運(yùn)。

4）主要設(shè)備設(shè)計(jì)或選型及設(shè)備布置

本方案設(shè)計(jì)一臺(tái)長(zhǎng)袋低壓脈沖除塵器凈化屋頂罩捕集的煙塵，長(zhǎng)袋低壓脈沖除塵器具有除塵效率高、運(yùn)行能耗低、設(shè)備阻力低、清灰能力強(qiáng)、檢修維護(hù)方便、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。使用雙支撐離心風(fēng)機(jī)，其主要參數(shù)為：n=960r/min，P=4500Pa，Q=330000m3/h，60℃。匹配電動(dòng)機(jī)的功率為630kW，電壓10kV，絕緣等級(jí)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(dòng)控制方案

本除塵系統(tǒng)采用集中控制與機(jī)旁控制兩種控制方式，其中集中控制分為PLC自動(dòng)控制。除塵器采用一套西門子公司S7系列CPU為主機(jī)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(cè)、控制、調(diào)節(jié)項(xiàng)目

表1 系統(tǒng)主要檢測(cè)、控制、調(diào)節(jié)項(xiàng)目

各風(fēng)機(jī)、電機(jī)及液偶檢測(cè)參數(shù)一次元件均由設(shè)備自帶，且各檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)機(jī)信號(hào)為4mA～20mA或Pt100標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。

2.2 PLC控制系統(tǒng)的主要功能

1）對(duì)除塵器系統(tǒng)進(jìn)行本體控制與監(jiān)視；

2）對(duì)高壓配電斷路器進(jìn)行控制與監(jiān)視；

3）對(duì)除塵風(fēng)機(jī)、電機(jī)及液偶工況參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視；

4）對(duì)除塵系統(tǒng)中控制相關(guān)管道的電動(dòng)閥門進(jìn)行控制與監(jiān)視；

5）對(duì)各種事故、故障進(jìn)行實(shí)時(shí)報(bào)警與監(jiān)視。

2.3 計(jì)算機(jī)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(bào)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(tái)、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(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、組態(tài)軟件及根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)要求所編制的相應(yīng)的軟件等。自動(dòng)控制過程中的監(jiān)控畫面如圖2。

圖2 自動(dòng)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(jī)間的通訊，對(duì)電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了集中管理，使整個(gè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，便于擴(kuò)展和維護(hù)，自動(dòng)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(fēng)機(jī)電機(jī)控制上的應(yīng)用[J].山西冶金，2010，6.