摘 要 對煉鋼廠轉(zhuǎn)爐濕式除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究，解決濕式除塵系統(tǒng)中一次風(fēng)機(jī)掛灰嚴(yán)重造成的穩(wěn)定性差，風(fēng)機(jī)振動(dòng)大，頻繁切機(jī)的問題，保證轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 濕式除塵;一次風(fēng)機(jī);振動(dòng);切機(jī)

1應(yīng)用背景

1.1 除塵系統(tǒng)的構(gòu)成

某企業(yè)煉鋼總廠四分廠煉鋼區(qū)域有三座轉(zhuǎn)爐，采用濕法除塵系統(tǒng)，這種除塵方式主要為有一次除塵、二次除塵兩部分，其中一次除塵風(fēng)機(jī)對整個(gè)除塵系統(tǒng)至關(guān)重要，是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力源。該分廠轉(zhuǎn)爐對應(yīng)三套一次風(fēng)機(jī)除塵系統(tǒng)，一次除塵系統(tǒng)電機(jī)為高壓三相交流高壓、大功率電機(jī)，采用的風(fēng)機(jī)葉輪為歐洲進(jìn)口。

1.2 系統(tǒng)安全運(yùn)行的聯(lián)鎖條件與影響

轉(zhuǎn)爐冶煉過程對風(fēng)機(jī)系統(tǒng)要求極高，風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程所有的系統(tǒng)參數(shù)與轉(zhuǎn)爐吹氧冶煉進(jìn)行聯(lián)鎖，在風(fēng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行過程中：風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)振動(dòng)、風(fēng)機(jī)軸承溫度、風(fēng)機(jī)潤滑油壓力等參數(shù)均與轉(zhuǎn)爐氧槍冶煉進(jìn)行聯(lián)鎖，任何參數(shù)狀態(tài)異常，都會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐冶煉過程中斷，氧槍抬槍，影響轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)。

1.3 影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的首要條件

風(fēng)機(jī)安全運(yùn)行條件與轉(zhuǎn)爐冶煉槍聯(lián)鎖控制，其中，出現(xiàn)問題最多的就是風(fēng)機(jī)振動(dòng)問題，由于一次除塵系統(tǒng)是一套除塵凈化系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)采用大吸力將除塵灰吸出，必然發(fā)生風(fēng)機(jī)葉輪大量積灰，積累灰量超限會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)振動(dòng)量大于>5.5mm/s，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子組動(dòng)不平衡發(fā)生風(fēng)機(jī)電機(jī)切機(jī)，長期振動(dòng)大對風(fēng)機(jī)軸瓦造成損害，需要經(jīng)常清灰、做動(dòng)平衡，并且頻繁更換軸瓦。對生產(chǎn)造成影響非常大，同時(shí)由于風(fēng)機(jī)也為轉(zhuǎn)爐煤氣吸入煤氣柜提供動(dòng)力，所以如果風(fēng)機(jī)振動(dòng)大，發(fā)生葉輪破裂刮煙箱打火，在煤氣環(huán)境中發(fā)生爆炸進(jìn)而聯(lián)鎖反應(yīng)造成燃?xì)鈴S煤氣柜爆炸等重大安全事故。2018-2019年度煉鋼總廠13座轉(zhuǎn)爐共停爐117次，直接經(jīng)濟(jì)損失846萬元，全行業(yè)每年損失在數(shù)億元。所以，轉(zhuǎn)爐一次風(fēng)機(jī)除塵系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定運(yùn)行，直接關(guān)系到鋼鐵企業(yè)的本質(zhì)安全，除塵系統(tǒng)的故障率過高成為主要限制因素亟待解決[1]。

2解決轉(zhuǎn)爐風(fēng)機(jī)高頻次振動(dòng)超標(biāo)的有效策略

2.1 采用新式噴涂技術(shù)的葉輪在一次風(fēng)機(jī)的應(yīng)用

隨著風(fēng)機(jī)葉輪生產(chǎn)工藝的進(jìn)步，風(fēng)機(jī)葉輪上采用防黏結(jié)材料的方法得到廣泛應(yīng)用，葉輪表面高分子陶瓷-金屬材料的涂層，以及設(shè)在除塵風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口和前盤腹板的反沖洗水裝置。使葉輪運(yùn)行中與介質(zhì)的黏結(jié)明顯減少，減緩積灰，且易清洗，降低了葉輪的掛灰率，保證系統(tǒng)的使用效率。

2.2 葉輪沖洗技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)有技術(shù)存在嚴(yán)重的缺陷，在新葉輪投入運(yùn)行初期，在系統(tǒng)外部安裝了一套手動(dòng)控制的噴水沖淋的水閥，手動(dòng)打開進(jìn)水閥保持一定水量，清洗葉輪效果較好;但是，當(dāng)葉輪運(yùn)行一段時(shí)間，風(fēng)機(jī)振動(dòng)上升明顯。經(jīng)過分析為：葉輪表面積灰量增加，噴水清洗不能達(dá)到清洗效果，反而加劇了風(fēng)機(jī)振動(dòng)量。

2.3 在線清洗葉輪技術(shù)面臨著兩個(gè)突出問題

（1）清洗水量過小時(shí)，對風(fēng)機(jī)葉輪沖洗效果差，葉輪積灰多，葉輪清洗效果下降明顯，振動(dòng)上升快，風(fēng)機(jī)電機(jī)頻繁切機(jī)。

（2）調(diào)高葉輪沖洗閥水量時(shí)有一定效果。但同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)嚴(yán)重后果。①水量過大，導(dǎo)致煙氣管道含水量激增，從煙氣管道噴出，浪費(fèi)水，而且噴出水混入風(fēng)機(jī)軸瓦潤滑油路內(nèi)，致使軸瓦內(nèi)潤滑油變質(zhì);②大量水進(jìn)入氧氣分析儀管路，導(dǎo)致管路濾網(wǎng)堵塞，轉(zhuǎn)爐煤氣回收時(shí)氧氣數(shù)值不準(zhǔn)（煤氣回收條件要求煤氣回收時(shí)，煤氣中氧含量必須小于1.5%），影響氧氣監(jiān)測值的準(zhǔn)確性，煤氣柜將氧氣含量大于1.5%的煤氣收入，柜內(nèi)氧氣含量過高產(chǎn)生爆炸，存在著巨大安全風(fēng)險(xiǎn)[2]。

3新式葉輪自動(dòng)沖洗技術(shù)的研發(fā)

針對上述問題，為了保證除塵風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，保證設(shè)備的本質(zhì)安全，從風(fēng)機(jī)清洗水量上控制、調(diào)節(jié)方式入手，調(diào)節(jié)噴水量，設(shè)定噴水控制模型，解決風(fēng)機(jī)葉輪由于積灰嚴(yán)重，振動(dòng)過大，頻繁切機(jī)的問題。

3.1 控制方案

①將手動(dòng)閥門開關(guān)調(diào)到最大100%，手動(dòng)閥門后安裝流量-壓力雙調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)壓力-流量雙閉環(huán)串級控制方式。②設(shè)定調(diào)節(jié)水系統(tǒng)操作模式選擇，閥體的儀表信號通過HMI畫面進(jìn)行狀態(tài)顯示，便于人員監(jiān)控。③創(chuàng)建雙調(diào)節(jié)閥串級控制模型，精確控制流量-壓力雙調(diào)節(jié)閥，操作方式選擇全自動(dòng)模式后，將冶煉過程中氧槍的吹氧信號取入風(fēng)機(jī)水調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)中，將風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行信號（風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為>1300r/min）引入閉環(huán)控制程序，氧槍吹氧信號來，風(fēng)機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，水閥門進(jìn)行噴水作業(yè)。在全自動(dòng)葉輪清洗模式下，當(dāng)冶煉過程中氧槍吹氧信號或者風(fēng)機(jī)高速信號突然消失，為了保證清洗環(huán)境不惡化或突變，自動(dòng)關(guān)閉雙量調(diào)節(jié)模型，自動(dòng)清洗模型進(jìn)入待命狀態(tài)。實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)機(jī)振動(dòng)信號，風(fēng)機(jī)振動(dòng)值與雙閉環(huán)變量調(diào)節(jié)比例控制，風(fēng)機(jī)振動(dòng)值線性增長時(shí)，雙環(huán)調(diào)節(jié)模型也線性調(diào)節(jié)，且必須有良好的跟隨性，保證除灰效果，當(dāng)風(fēng)機(jī)振動(dòng)運(yùn)行中突變超過聯(lián)鎖值（>5.5mm/s）持續(xù)3秒以上時(shí)，風(fēng)機(jī)緊急切機(jī)，雙環(huán)調(diào)節(jié)緊急停止[3]。

4結(jié)束語

隨著有著智能控制系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)在各鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)中大量的應(yīng)用，為將來進(jìn)一步提高控制精度和控制方式奠定了基礎(chǔ)。自動(dòng)葉輪清洗技術(shù)應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐采用濕法除塵系統(tǒng)中，這套系統(tǒng)煤氣除塵系統(tǒng)運(yùn)行故障全部集中在風(fēng)機(jī)積灰導(dǎo)致的切機(jī)事故，嚴(yán)重影響生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。對一次除塵系統(tǒng)增加葉輪涂層和設(shè)計(jì)在線自動(dòng)清洗，實(shí)施了葉輪的全自動(dòng)清洗，自動(dòng)模型中雙閉環(huán)調(diào)整沖洗水流量和壓力，保證水對風(fēng)機(jī)葉輪的沖洗效果;同時(shí)避免因清洗流量過大造成水反灌回氧氣分析儀管路，影響氧氣監(jiān)測值準(zhǔn)確性和轉(zhuǎn)爐煤氣回收，保證風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，徹底消除了風(fēng)機(jī)頻繁切機(jī)的事故。

參考文獻(xiàn)

[1] 于洋洋.轉(zhuǎn)爐一次煙氣干法除塵工藝簡介[C].第六屆中國金屬學(xué)會(huì)青年學(xué)術(shù)年會(huì).第六屆中國金屬學(xué)會(huì)青年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.北京：中國金屬學(xué)會(huì)，2012：428-430.

[2] 時(shí)彥林. 冶煉設(shè)備維護(hù)與檢修[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社， 2005：215.

[3] 王雅貞，張巖，張紅文. 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設(shè)備[M].2 版. 北京：冶金工業(yè)出版社，2007：409.

作者簡介

彭東東（1985-），男，內(nèi)蒙古呼和浩特人;學(xué)歷：本科（研究生在讀），職稱：工程師，大連工業(yè)大學(xué)在讀，研究方向：工程自動(dòng)化技術(shù)的研究與應(yīng)用。