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        西門子SIFUPIC F高壓控制柜在轉(zhuǎn)爐干法除塵中的應(yīng)用

        2014-08-08 03:23:50李希勝楊建秋
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2014年9期
        關(guān)鍵詞:控制柜電除塵器干法

        李希勝 楊建秋

        (唐山國豐鋼鐵有限公司第一煉鋼廠,河北 唐山 063300)

        1 概述

        唐山國豐鋼鐵有限公司第一煉鋼廠,擁有80T轉(zhuǎn)爐3座, 120T轉(zhuǎn)爐2座,方坯連鑄機3臺,板坯連鑄機4臺,LF精煉爐5座(在建1座),RH精煉爐1座。年產(chǎn)鋼600萬噸的大型煉鋼廠。80t轉(zhuǎn)爐采用OG法除塵,120t轉(zhuǎn)爐采用干法除塵,其靜電除塵器的高壓控制由西門子VAI提供的SIFUPIC F系列高壓控制柜。本文主要是介紹SIFUPIC F系列控制柜在我廠120t轉(zhuǎn)爐除塵中應(yīng)用及節(jié)電優(yōu)化控制。

        2 轉(zhuǎn)爐干法靜電除塵工藝原理介紹

        LT 法 回 收工藝是由德國魯奇(Lurgi)、 蒂森(Thyssen)二家公司在上一世紀(jì)60年代末聯(lián)合開發(fā)的一種技術(shù)。相對于OG法除塵,干法除塵有著能耗低,利于環(huán)境治理,提高過程煤氣回收,以及廢棄物利于收集利用等優(yōu)點。

        轉(zhuǎn)爐干法除塵系統(tǒng)的主要設(shè)備有:活動煙罩,汽化冷卻煙道,蒸發(fā)冷卻器,靜電除塵器,除塵風(fēng)機,煤氣冷卻器,廢氣放散燃燒等系統(tǒng)組成。除塵設(shè)備主要包括蒸發(fā)冷卻器和靜電除塵器。轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的灰塵,有少部分大顆?;覊m由蒸發(fā)冷卻器收集,蒸發(fā)冷卻器的作用是收集煙塵中的粗顆粒和冷卻煙氣的作用,而大部分的細(xì)灰由靜電除塵器收集。靜電除塵器內(nèi)部有四個電場,集塵電極(陽極)通過靜電除塵器的外殼與大地相連。在集塵電極中間布置高壓框架,框架中有放電電極(陰極)與高壓供電系統(tǒng)連接。要利用靜電使粉塵分離須具備兩個基本條件,一是存在使粉塵荷電的電場;二是存在使荷電粉塵顆粒分離的電場。一般的靜電除塵器采用荷電電場和分離電場合一的方法,在電場作用下,空氣中的自由離子要向兩極移動。在干式靜電除塵器中,主要設(shè)備是高壓變壓/整流控制裝置,它的運行正常是靜電除塵器除塵效果的關(guān)鍵。在保證充足的除塵器電流的情況下,盡量提高除塵器電壓,以便產(chǎn)生足夠多的電荷載流子。

        3 西門子SIFUPIC F高壓控制柜控制原理及設(shè)備參數(shù)

        3.1 靜電除塵電氣原理,除塵控制器根據(jù)所測初級電流、除塵器電壓、除塵器電流,以及閃絡(luò)、電火花、短路等現(xiàn)象,通過調(diào)整兩個可控硅整流器的導(dǎo)通角(0°—180°)來調(diào)整除塵功率。高壓控制柜內(nèi)的控制器與PLC的通訊采用profibus網(wǎng)絡(luò),而控制柜與變壓器的連接是用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。通過plc對控制柜的運行進(jìn)行監(jiān)控,包括電壓,電流,閃絡(luò)次數(shù)等等,并對電場的運行進(jìn)行操作。在現(xiàn)場可以通過控制的面板進(jìn)行操作啟動與停止,并可以在面板上對電場的運行情況進(jìn)行監(jiān)控。

        3.2 設(shè) 備 參 數(shù): 供 電 電 壓(400V~690V)±10%, 供 電 頻 率:45 to 65 Hz,輸出電壓:0V to 90kV/110 kV/150kV,環(huán)境溫度0℃ to 40℃,不允許在陽光下暴曬,存儲和運輸溫度要求-30℃ to +70℃。防護等級DIN 40050-IP20/Option IP22,濕度等級DIN 40040,Type F,環(huán)境條件DIN VDE 0110, 最大污染程度2級, 無冷凝。

        4 電場PLC控制原理及節(jié)電技術(shù)應(yīng)用

        4.1 電場的現(xiàn)場控制。電場的高壓控制柜是通過plc控制的,通過profibus網(wǎng)絡(luò)與plc主機通訊。實現(xiàn)從畫面的監(jiān)控和控制。操作監(jiān)控畫面通過環(huán)網(wǎng)(以太網(wǎng))與現(xiàn)場的plc連接,plc通過profibus網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場的高壓整流控制單元連接,來控制電場的啟停,及電場高壓模式和低壓模式的運行控制。并配合ID除塵風(fēng)機的轉(zhuǎn)速控制(流量的PID調(diào)節(jié)),電場的振打控制,保障除塵效果的前提下,降低除塵用電消耗。

        靜電除塵器內(nèi)的振打系統(tǒng)優(yōu)化,振打系統(tǒng)分為陽極振打、陰極振打和出入口分布板振打。在轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的過程中,除塵器的陽極板、陰極線、出入口分布板吸附了大量的有轉(zhuǎn)爐吹煉產(chǎn)生的粉塵,為了確保吸附的大量粉塵能夠及時的從極板和極線上脫落,不影響轉(zhuǎn)爐煙氣順暢的通過除塵器,并且不影響除塵器的除塵效果,利用振打裝置將吸附在極線、極板和分布板上的粉塵振落,落在除塵器的底部。通過設(shè)定合理的振打周期和振打順序,降低極板和極線上的掛灰,降低因極線和極板的掛灰嚴(yán)重而影響電場電壓的伸高,并避免二次揚塵產(chǎn)生的環(huán)境污染,保證除塵器在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中的除塵器效果。由于除塵器的主要除塵區(qū)域為A、B電場,因此A、B電場的陽極和陰極振打均為雙側(cè)振打;而C電場的粉塵相對A、B電場的要少,因此C電場的陽極振打為雙側(cè)振打,而陰極振打為單側(cè)振打;D電場在生產(chǎn)過程起到安全保護的作用,通過D電場的煙氣含塵量極低,極限和極板的掛灰基本沒有,因此,D電場的陰、陽極振打均為單側(cè)振打。由于各個電場的氣流含塵量不相同,因此每個電場的陰極、陽極振打的周期也不相同,必須設(shè)定合理的振打周朝,確保除塵器的除塵效果,降低二次揚塵。

        轉(zhuǎn)爐除塵ID風(fēng)機的控制優(yōu)化,配合各吹煉階段的高壓、低壓模式,保障節(jié)電的同時達(dá)到良好的除塵效果。風(fēng)機轉(zhuǎn)速按照各個階段進(jìn)行流量PID控制。電機的額定功率880kW,轉(zhuǎn)速是2050r/ min。優(yōu)化后的控制模式為,利用轉(zhuǎn)爐的各吹煉階段進(jìn)行調(diào)速。按照實際的除塵效果,調(diào)整各階段的速度。達(dá)到保證除塵效果的前提下,將耗電量降到最低。即:在除塵電場低壓模式的時候,最大限度的降低風(fēng)機轉(zhuǎn)速,保障低壓模式下的除塵效果。 在吹煉階段,利用爐口微差壓和轉(zhuǎn)爐的吹氧量,來計算煙氣的流量設(shè)定值,對風(fēng)機轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié),組成微差壓為內(nèi)環(huán)控制,流量為外環(huán)控制的串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

        結(jié)語

        干法除塵系統(tǒng)從07年投產(chǎn)以來,除塵效果良好,達(dá)到環(huán)保要求,于2012年實施了電場按階段節(jié)電控制,在保證除塵效果的前提下,可以降低電耗40%以上,目前使用良好。

        [1]柴瑞娟,陳海霞.西門子PLC編程技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006.

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