【摘要】本文從昆鋼6#高爐除塵器的輸排灰系統(tǒng)產(chǎn)生電氣故障的原因分析入手，扼要介紹了1#、2#刮扳機(jī)電氣控制線路的改進(jìn)方法，增設(shè)了故障報(bào)警裝置，提高了6#高爐爐前除塵器的在線作用率，既保證了生產(chǎn)的正常運(yùn)行，又降低了生產(chǎn)的維護(hù)費(fèi)用。

【關(guān)鍵詞】除塵器；輸排灰系統(tǒng)；電感式接近開(kāi)關(guān)

引言

昆鋼職工培訓(xùn)教育中心長(zhǎng)期從事著各生產(chǎn)工種的技術(shù)培訓(xùn)及鑒定工作。隨著昆鋼新產(chǎn)品、新技術(shù)、新設(shè)備的不斷引進(jìn)與開(kāi)發(fā)，企業(yè)對(duì)職工素質(zhì)特別是實(shí)踐操作技能水平的要求越來(lái)越高嚴(yán)格。毫無(wú)疑問(wèn)，工人操作技能水平的高低已成為工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中最活躍的決定性因素。為不斷地提高職工鑒定培訓(xùn)教學(xué)工作的針對(duì)性和實(shí)效性，教師有必要經(jīng)常深入到生產(chǎn)一線去了解生產(chǎn)工藝及設(shè)備運(yùn)行控制的情況，盡可能多地去參與解決生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問(wèn)題。

1、昆鋼煉鐵廠6#高爐除塵器簡(jiǎn)介

1.1 6#高爐除塵器的作用

昆鋼煉鐵廠2000m3的6#高爐是上世紀(jì)90年代中期從盧森堡阿爾貝德公司貝爾瓦廠引進(jìn)的，投產(chǎn)于1998年12月底。其每晝夜要消耗礦石和輔料9000t，焦碳等燃料2600t，并產(chǎn)生大量的廢氣和粉塵。6#高爐除塵器主要擔(dān)負(fù)著控制整個(gè)高爐污染物的處理、收集及排放，其污染物主要是金屬粉塵與煤氣煙塵，成分主要是Fe2O3、C、SiO2、CaO、MgO等，粉塵濃度大約為2.5—6g/m3，出鐵場(chǎng)煙氣溫度較高約70-200℃，煙塵濃度約為1-3g/cm2（標(biāo)況）。為滿足高爐生產(chǎn)要求，就要確保除塵器的正常運(yùn)行。

1.2 6#高爐除塵器的組成

6#高爐除塵器選用的是湖北除塵設(shè)備廠生產(chǎn)的LLP6120長(zhǎng)袋低壓脈沖布袋除塵器，它具有處理風(fēng)量大，清灰效果好，除塵效率高、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、占地面積小的優(yōu)點(diǎn)。除塵器主要由上箱體、中箱體、灰斗、進(jìn)風(fēng)管道、支架、濾袋及清灰、輸灰、卸灰裝置等組成。

1.3 6#高爐除塵器的工藝流程

其工藝流程是含塵氣體從除塵管道進(jìn)入裝有濾布袋的過(guò)濾室，粉塵被阻留在濾袋的外面，干凈氣體透過(guò)濾袋，經(jīng)各離線閥、排風(fēng)管、風(fēng)機(jī)和排氣筒排入大氣，排放濃度小于50mg/m3（標(biāo)況）。隨著過(guò)濾工況的進(jìn)行，濾袋上的粉塵越積越多，當(dāng)達(dá)到設(shè)備的阻力值1500Pa時(shí)，由清灰控制裝置自動(dòng)關(guān)閉離線閥后，按設(shè)定程序打開(kāi)電磁脈沖閥，進(jìn)行停風(fēng)噴吹，壓縮空氣瞬間噴吹使濾袋內(nèi)壓力聚增，將濾袋上的粉塵抖落至灰斗中，由輸排灰機(jī)構(gòu)排出.

1.4 6#高爐除塵器的控制系統(tǒng)

除塵器的控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的電氣自動(dòng)化控制，由電控、儀控、計(jì)算機(jī)三部分組成，分為設(shè)備控制與過(guò)程監(jiān)控兩級(jí)。整個(gè)除塵系統(tǒng)的設(shè)備控制是采用日本OMRON CQMl-CPU41可編程控器來(lái)實(shí)現(xiàn)，完成清灰、卸灰、輸灰等設(shè)備的電控和儀控，具有自動(dòng)、手動(dòng)控制方式。自動(dòng)工作方式有定阻、定時(shí)兩種：定阻控制是根據(jù)布袋內(nèi)外的壓差大小，確定系統(tǒng)是否進(jìn)入工作狀態(tài)；定時(shí)控制是由程控器按預(yù)先設(shè)定的—程序進(jìn)行循環(huán)工作。手動(dòng)控制方式主要用于調(diào)試及故障處理。過(guò)程監(jiān)控則是采用進(jìn)口ST-2000型顯示儀表作為電機(jī)定子溫度、前后軸承溫度及風(fēng)機(jī)前后軸溫監(jiān)控顯示、報(bào)警等。

2、6#高爐除塵器的故障現(xiàn)象

先進(jìn)、成熟的長(zhǎng)袋低壓脈沖除塵器在初期生產(chǎn)運(yùn)行中，確實(shí)有效控制了高爐排放的污染物，并將廢棄物進(jìn)行無(wú)害化處理，在盡可能多的將資源轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的同時(shí)，減輕了6#高爐對(duì)周圍環(huán)境的污染，保障了職工的身體健康。

然而除塵器經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，先后因異物經(jīng)除塵管道進(jìn)入輸排灰機(jī)構(gòu)的貯灰斗中而出現(xiàn)以下故障：一是星型卸灰閥卡塞，造成卸灰閥電機(jī)燒毀；二是貯灰斗滿造成輸排灰裝置中的部分刮板機(jī)阻塞，輸灰電機(jī)繼續(xù)按控制程序運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)不能及時(shí)停住，把刮板輸送機(jī)鏈條拉斷及擺線針輪減速器地腳拉壞（地腳為整塊鑄鋼）。在2000年中旬，又由于異物嚴(yán)重阻塞貯灰斗，燒壞了卸灰閥電機(jī)，刮板機(jī)鏈條被拉斷。刮板機(jī)鏈條為除塵器的主要承載部分，粉塵無(wú)法輸送，最終除塵器停運(yùn)，使得灰塵排不出，灰塵彌漫在整個(gè)高爐作業(yè)區(qū)，爐口操作工看不清鐵罐，把鐵水放到鐵路上，燒壞鐵水運(yùn)輸鐵路，車間不得不緊急組織大量機(jī)電維修人員進(jìn)行搶修，更換電機(jī)及擺線針輪減速機(jī)，修復(fù)刮板機(jī)鏈條，耗時(shí)兩天兩夜，極大地增加了單位的生產(chǎn)成本。

3、6#高爐除塵器的故障分析

為了找出產(chǎn)生以上故障的原因，通過(guò)對(duì)除塵器全面的觀察和分析，了解其操作及運(yùn)行原理，檢查清灰、卸灰、輸灰系統(tǒng)的電氣控制回路，以及自動(dòng)、手動(dòng)控制方式時(shí)的工況運(yùn)行情況和產(chǎn)塵點(diǎn)粉塵濃度及處理風(fēng)量，排除了清灰、卸灰系統(tǒng)發(fā)生故障的可能性，從而判斷出故障集中在輸灰系統(tǒng)和貯灰倉(cāng)部分：來(lái)自產(chǎn)塵點(diǎn)（供料系統(tǒng)、爐頂、出鐵場(chǎng)）的粉塵，煙塵粒徑為10-250μm左右，塵粒較細(xì)，除塵器運(yùn)行時(shí)，處理風(fēng)量為9.7m3/min，過(guò)濾面積為6120m2，風(fēng)速為1.2—2.0m/min，噴吹壓力為0.15-0.25MPa，強(qiáng)大的風(fēng)量使產(chǎn)塵點(diǎn)周圍的雜物——塑料帶、快餐盒等，隨塵粒一同吸入除塵管道，待清灰過(guò)程結(jié)束后，雜物隨粉塵被阻留在了濾袋外，干凈氣體透過(guò)濾袋，經(jīng)風(fēng)機(jī)、排風(fēng)管排入大氣，異物隨粉塵落入灰斗經(jīng)雙層排灰閥刮板輸送機(jī)最后至貯灰斗中。貯灰斗為圓錐形，整個(gè)連接均為鐵制硬連接裝置。雜物在貯灰斗內(nèi)堵塞，與貯灰斗相接的星形旋轉(zhuǎn)卸灰閥卡塞，使得卸灰閥電機(jī)燒毀，由于貯灰斗阻塞后，輸排灰電機(jī)還在按設(shè)定程序繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，繼而拉壞刮板機(jī)鏈條。在操作室內(nèi)，通過(guò)CRT界面來(lái)監(jiān)視電機(jī)、風(fēng)機(jī)的溫度及前后軸承溫度，雖然CRT設(shè)有報(bào)警顯示，但顯示一閃即過(guò)，操作人員必須二小時(shí)外出巡檢一次設(shè)備，24小時(shí)難以保證時(shí)時(shí)守在顯示屏旁，且由于異物堵塞現(xiàn)象并不會(huì)每天發(fā)生，即使發(fā)現(xiàn)有報(bào)警顯示，趕到現(xiàn)場(chǎng)處理已嚴(yán)重堵塞，為時(shí)己晚。除塵器運(yùn)行中一但出現(xiàn)貯灰斗堵塞現(xiàn)象，若操作人員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)作出相應(yīng)處理，輸排灰系統(tǒng)因帶病工作，就會(huì)使小故障變成大故障，從而嚴(yán)重地影響了高爐生產(chǎn)。

4、輸排灰系統(tǒng)電氣控制的改進(jìn)

通過(guò)全面地了解輸排灰系統(tǒng)的故障狀況，以及對(duì)產(chǎn)生故障的部位和刮板機(jī)電氣控制線路的認(rèn)真分析，為把故障消滅在萌芽狀態(tài)，本著簡(jiǎn)單、實(shí)用、低成本改造的原則，輸排灰系統(tǒng)除在貯灰斗入口加裝井字形過(guò)濾網(wǎng)外，還作了以下電氣控制的改進(jìn)：

（l）將刮板輸送機(jī)與貯灰斗硬連接改為軟連接，并在作業(yè)區(qū)底部裝設(shè)金屬感應(yīng)塊及電感式晶體管接近開(kāi)關(guān)。（2）將刮板機(jī)控制回路串入貯灰斗滿故障信號(hào)，同時(shí)串入中間繼電器常閉觸點(diǎn)，以保護(hù)刮板輸送機(jī)及擺線針輪減速器。（3）在操作室內(nèi)加裝電鈴報(bào)警、聲光裝置以提醒操作人員作出迅速處理。（4）輸排灰系統(tǒng)電氣線路改造，如圖1所示。

圖1 改造后電氣控制原理圖

LJ1—LJ2：電感式接近開(kāi)關(guān)（LJ3-5，AC220V）； C1—C2：中間繼電器（AC220V）；KT：時(shí)間繼電器（JSM8-5，AC220V）； HL1—HL2：信號(hào)燈（AD11-25/20）；HA：電鈴（VC-75，AC220V）

4.1 1#、2#刮板輸送機(jī)電氣改進(jìn)的原理

除塵器運(yùn)行中，一旦出現(xiàn)某一貯灰斗堵塞，貯灰斗外部金屬感應(yīng)塊的軟連接迅迅膨脹接近圓柱型電感式接近開(kāi)關(guān)，接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)動(dòng)怍，電感式晶體管接近開(kāi)關(guān)就能給出相應(yīng)的控制信號(hào)去控制中間繼電器，操作室內(nèi)便發(fā)出聲光報(bào)警，提示操作人員立即外出處理阻塞故障，LLP612長(zhǎng)袋低壓脈沖布袋除塵器配有理想的自動(dòng)控制裝置，具有自動(dòng)、手動(dòng)控制方式，并有記憶功能，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)到某一倉(cāng)時(shí)遇到故障停機(jī)，待故障排除，系統(tǒng)正作時(shí)，還將從原來(lái)位置繼續(xù)工作。操作人員聽(tīng)到鈴晌，立即前往作業(yè)區(qū)，把機(jī)旁轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到手動(dòng)檔，打開(kāi)貯灰斗蓋，取出堵塞異物，關(guān)緊貯灰斗蓋，機(jī)旁轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到自動(dòng)檔，系統(tǒng)繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2 l#刮板輸送機(jī)貯灰斗工作過(guò)程

在1#刮板輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，l#貯灰斗滿或大件異物落入貯灰斗濾網(wǎng)上造成堵塞，貯灰斗外部裝有金屬感應(yīng)塊的軟連接膨脹迅速接近圓柱型電感式接近開(kāi)關(guān)，接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)動(dòng)怍，LJ1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，C1線圈得電，C1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，l#刮板機(jī)報(bào)警HL1信號(hào)燈亮，C1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KT線圈得電，操作室內(nèi)電鈴響，報(bào)警延時(shí)5分鐘后自動(dòng)解除；同時(shí)，C1常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，l#刮板機(jī)控制回路失電，M19電機(jī)停止運(yùn)行。

4.3 2#刮板輸送機(jī)貯灰斗工作過(guò)程

在2#刮板輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，2#貯灰斗滿或大件異物落入貯灰斗濾網(wǎng)上造成堵塞，貯灰斗外部裝有金屬感應(yīng)塊的軟連接膨脹迅速接近圓柱型電感式接近開(kāi)關(guān)，接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)動(dòng)作，LJ2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，C2線圈得電，C2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，2#刮板機(jī)報(bào)警HL2信號(hào)燈亮；C2常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KT線圈得電，操作室內(nèi)電鈴響，報(bào)警延時(shí)5分鐘后自動(dòng)解除；與此同時(shí)，C2常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，2#刮扳機(jī)控制回路失電，M20電機(jī)停止運(yùn)行。

5、結(jié)束語(yǔ)

由于除塵器輸排灰系統(tǒng)作業(yè)區(qū)安裝在露天外部區(qū)域，會(huì)受外部溫度、亮度、濕度、除塵及噪聲等因素的影響，所以，此次電氣控制的改進(jìn)，l#、2#貯灰斗各應(yīng)用了一個(gè)電感式接式接近開(kāi)關(guān)（AC220V），其工作效率高，具有良好的防潮防腐性能，它能無(wú)接觸無(wú)壓力地發(fā)出檢測(cè)信號(hào)，且靈敏度高，頻率響應(yīng)快，重復(fù)定位精度高，能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。整個(gè)技改電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾性能強(qiáng)，成本低及高可靠性等特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)除塵器輸排灰系統(tǒng)部分電氣線路的改造，提高了六高爐爐前除塵在線作業(yè)率，且能準(zhǔn)確無(wú)誤的對(duì)貯灰斗阻塞做出及時(shí)的報(bào)警及音響提示，技改至今，從未因貯灰斗進(jìn)入異物阻塞燒壞過(guò)一臺(tái)電機(jī)、刮板輸送機(jī)及擺線針輪減速機(jī)，減少了維修費(fèi)用，節(jié)約了生產(chǎn)成本，達(dá)到了改造目的。

參考文獻(xiàn)

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[2]徐永洲，章天華.現(xiàn)代大型高爐設(shè)備及制造技術(shù)[M].北：冶金工業(yè)出版社，1996.

作者簡(jiǎn)介

王新青（1965-），女，河南南陽(yáng)人，大學(xué)本科，電氣講師，主要從事電氣類專業(yè)課程教學(xué)與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)方面的研究。

王紅偉（1968-）男，云南建水人，副教授，主要研究高等職業(yè)教育教學(xué)管理。