鄭康情

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424）

江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司貴溪冶煉廠擁有2套冶煉煙氣制酸系統(tǒng)，其中制酸一系統(tǒng)包括硫酸一系列和硫酸二系列。來(lái)自閃速爐、轉(zhuǎn)爐電收塵器的煙氣通過(guò)排煙風(fēng)機(jī)送至混氣管道，再由SO2風(fēng)機(jī)抽送到制酸工序制取硫酸。正常生產(chǎn)時(shí)，閃速爐排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本無(wú)變化，對(duì)制酸系統(tǒng)入口壓力影響小，而轉(zhuǎn)爐在送、停風(fēng)切換時(shí)排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化較大。轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程是分周期進(jìn)行的，作業(yè)分為造渣期和造銅期，由4臺(tái)轉(zhuǎn)爐組成相對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)系列，各自進(jìn)行期交換吹煉[1]，存在4種操作情況：1臺(tái)轉(zhuǎn)爐送風(fēng)、2臺(tái)轉(zhuǎn)爐送風(fēng)、1臺(tái)轉(zhuǎn)爐停風(fēng)和2臺(tái)轉(zhuǎn)爐停風(fēng)。在轉(zhuǎn)爐送、停風(fēng)操作期間，進(jìn)入硫酸裝置的煙氣量大幅波動(dòng)，排煙系統(tǒng)的壓力也隨之波動(dòng)，需調(diào)節(jié)SO2風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、導(dǎo)葉和稀釋閥開(kāi)度以維持系統(tǒng)負(fù)壓正常。

在改造前，轉(zhuǎn)爐送風(fēng)或停風(fēng)時(shí)，為控制動(dòng)力波洗滌器入口的壓力適應(yīng)工況變化，SO2風(fēng)機(jī)的操作均由儀表操作工手動(dòng)調(diào)整，需頻繁調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、導(dǎo)葉開(kāi)度、稀釋閥開(kāi)度到合適值。在調(diào)節(jié)過(guò)程中，極易出現(xiàn)操作畫面過(guò)多，面板數(shù)值輸入錯(cuò)誤的情況，同時(shí)員工的操作技能參差不齊，易導(dǎo)致排煙系統(tǒng)的壓力波動(dòng)很大，引起閃速爐和轉(zhuǎn)爐爐口冒煙而污染環(huán)境；也可能會(huì)出現(xiàn)由于轉(zhuǎn)爐與制酸系統(tǒng)儀表操作人員溝通不到位，導(dǎo)致閘板突然關(guān)閉或打開(kāi)，極易造成動(dòng)力波洗滌器入口的壓力聯(lián)鎖SO2風(fēng)機(jī)，影響系統(tǒng)穩(wěn)定。為實(shí)現(xiàn)制酸系統(tǒng)入口的壓力穩(wěn)定，建立了一套轉(zhuǎn)爐送停風(fēng)時(shí)動(dòng)力波洗滌器入口壓力的自動(dòng)控制程序。

1 遠(yuǎn)程自動(dòng)控制程序

1.1 轉(zhuǎn)爐送風(fēng)操作

當(dāng)轉(zhuǎn)爐由停風(fēng)狀態(tài)切換至送風(fēng)狀態(tài)時(shí)，制酸系統(tǒng)儀表會(huì)收到轉(zhuǎn)爐提前送風(fēng)信號(hào)，30 s后轉(zhuǎn)爐鐘罩閥打開(kāi)，轉(zhuǎn)爐儀表會(huì)將轉(zhuǎn)爐排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，同時(shí)閃速爐為了維持微負(fù)壓生產(chǎn)，會(huì)提前將閃速爐排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高，此時(shí)制酸系統(tǒng)儀表需要通過(guò)提高SO2風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和導(dǎo)葉開(kāi)度，維持制酸系統(tǒng)的微負(fù)壓狀態(tài)。

1.1.1 1臺(tái)轉(zhuǎn)爐送風(fēng)

當(dāng)轉(zhuǎn)爐由2臺(tái)停風(fēng)狀態(tài)切至1臺(tái)送風(fēng)狀態(tài)，在接收到提前送風(fēng)信號(hào)后，提高SO2風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和關(guān)稀釋閥的目的是提前將負(fù)壓稍調(diào)高，待閘板信號(hào)到達(dá)時(shí)制酸系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生正壓，當(dāng)閘板信號(hào)到達(dá)后再將轉(zhuǎn)速和導(dǎo)葉快速提起。由于轉(zhuǎn)爐閘板信號(hào)過(guò)來(lái)后，轉(zhuǎn)爐儀表才開(kāi)始慢慢提升轉(zhuǎn)爐排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，所以導(dǎo)葉需要設(shè)置2 s延時(shí)，確保送風(fēng)時(shí)負(fù)壓不會(huì)太高。具體的操作步驟如下：

1）轉(zhuǎn)爐提前送風(fēng)信號(hào)到達(dá)時(shí)，硫酸一系列SO2風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閥開(kāi)度輸出在現(xiàn)有輸出值上增加10%，2 s后硫酸二系列稀釋閥開(kāi)度輸出65%。

2）閘板信號(hào)到達(dá)時(shí)，硫酸一系列SO2風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閥開(kāi)度輸出為15%，同時(shí)稀釋閥開(kāi)度輸出30%，2 s后SO2風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度輸出30%，4 s后SO2風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度輸出59%；硫酸二系列稀釋閥開(kāi)度輸出50%，SO2風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度輸出20%，2 s后SO2風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度輸出30%。

1臺(tái)轉(zhuǎn)爐送風(fēng)信號(hào)到達(dá)時(shí)操作調(diào)整方案數(shù)據(jù)整理見(jiàn)表1。

表1 1臺(tái)轉(zhuǎn)爐送風(fēng)信號(hào)到達(dá)時(shí)操作調(diào)整方案

1.1.2 2臺(tái)轉(zhuǎn)爐送風(fēng)

探究1 在其他條件不變的情況下，點(diǎn)(為表達(dá)方便，以下討論中統(tǒng)稱該點(diǎn)為D)是否可以換成y軸上的其他點(diǎn)(0,b)呢？

當(dāng)轉(zhuǎn)爐由1臺(tái)送風(fēng)狀態(tài)切至2臺(tái)送風(fēng)狀態(tài)時(shí)，風(fēng)量會(huì)更大，在操作上同樣是微提轉(zhuǎn)速拉大負(fù)壓，當(dāng)閘板信號(hào)到達(dá)時(shí)再關(guān)閉兩套制酸系統(tǒng)的稀釋閥，提高SO2風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閥開(kāi)度。具體的操作步驟如下：

1）轉(zhuǎn)爐提前送風(fēng)信號(hào)到達(dá)時(shí)，硫酸一系列SO2風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閥開(kāi)度輸出在現(xiàn)有輸出值上增加10%，2 s后稀釋閥開(kāi)度輸出45%。

2）閘板信號(hào)到達(dá)時(shí)，硫酸一系列SO2風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閥開(kāi)度輸出為45%，同時(shí)稀釋閥開(kāi)度輸出0，2 s后SO2風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度輸出59%；硫酸二系列SO2風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度輸出36%，稀釋閥開(kāi)度輸出20%。

2臺(tái)轉(zhuǎn)爐送風(fēng)信號(hào)到達(dá)時(shí)操作調(diào)整方案數(shù)據(jù)整理見(jiàn)表2。

表2 2臺(tái)轉(zhuǎn)爐送風(fēng)信號(hào)到達(dá)時(shí)操作調(diào)整方案

1.2 轉(zhuǎn)爐停風(fēng)操作

當(dāng)轉(zhuǎn)爐由送風(fēng)狀態(tài)切至停風(fēng)狀態(tài)時(shí)，制酸系統(tǒng)儀表會(huì)收到轉(zhuǎn)爐停風(fēng)信號(hào)，相應(yīng)的轉(zhuǎn)爐會(huì)慢慢降低排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。一般情況下，排風(fēng)機(jī)降到600 r/min時(shí)，轉(zhuǎn)爐會(huì)關(guān)閉鐘罩閥，等閘板關(guān)閉時(shí)，系統(tǒng)的負(fù)壓會(huì)增大，此時(shí)需要降低SO2風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速及導(dǎo)葉的開(kāi)度，并打開(kāi)稀釋閥。根據(jù)設(shè)備的技術(shù)性能及長(zhǎng)期觀察，優(yōu)先降低SO2風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速能更好地提高其工作效率，噸耗電量更低，因此在停風(fēng)操作中應(yīng)先降低SO2風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速再降低導(dǎo)葉開(kāi)度。

1.2.1 1臺(tái)轉(zhuǎn)爐停風(fēng)

當(dāng)轉(zhuǎn)爐由2臺(tái)送風(fēng)狀態(tài)切至1臺(tái)停風(fēng)狀態(tài)時(shí)，會(huì)發(fā)出提前停風(fēng)信號(hào)，轉(zhuǎn)爐儀表會(huì)降低排風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，此時(shí)為了防止負(fù)壓太大，先將硫酸一系列SO2風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，等閘板關(guān)閉時(shí)，再將導(dǎo)葉開(kāi)度和轉(zhuǎn)速快速降低，打開(kāi)稀釋閥，防止由于閘板關(guān)閉而導(dǎo)致負(fù)壓過(guò)大引起聯(lián)鎖。具體的操作步驟如下：

1）提前停風(fēng)信號(hào)到達(dá)時(shí)，硫酸一系列SO2風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閥開(kāi)度輸出在現(xiàn)有輸出值上減少5%。

2）閘板信號(hào)到達(dá)時(shí)，硫酸一系列SO2風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閥開(kāi)度輸出15%，同時(shí)稀釋閥開(kāi)度輸出30%；硫酸二系列稀釋閥開(kāi)度輸出50%，一、二系列導(dǎo)葉不動(dòng)作。

1臺(tái)轉(zhuǎn)爐停風(fēng)信號(hào)到達(dá)時(shí)操作調(diào)整方案數(shù)據(jù)整理見(jiàn)表3。

表3 1臺(tái)轉(zhuǎn)爐停風(fēng)信號(hào)到達(dá)時(shí)操作調(diào)整方案

1.2.2 2臺(tái)轉(zhuǎn)爐停風(fēng)

當(dāng)2臺(tái)轉(zhuǎn)爐都停風(fēng)時(shí)，2臺(tái)轉(zhuǎn)爐的鐘罩閥都關(guān)閉，風(fēng)量就會(huì)變得很小，此時(shí)必須開(kāi)大硫酸一、二系列的稀釋閥進(jìn)行補(bǔ)風(fēng)以維持微負(fù)壓。具體的操作步驟如下：

1）停風(fēng)提前信號(hào)到達(dá)時(shí)，硫酸一系列SO2風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)閥開(kāi)度輸出在現(xiàn)有輸出值上減少10%。

2）閘板信號(hào)到達(dá)時(shí)，硫酸一系列SO2風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度輸出30%，2 s后導(dǎo)葉輸出0，同時(shí)稀釋閥開(kāi)度輸出50%；硫酸二系列稀釋閥開(kāi)度輸出90%，SO2風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度輸出20%，2 s后SO2風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉開(kāi)度輸出5%。

2臺(tái)轉(zhuǎn)爐停風(fēng)信號(hào)到達(dá)時(shí)操作調(diào)整方案數(shù)據(jù)整理見(jiàn)表4。

表4 2臺(tái)轉(zhuǎn)爐停風(fēng)信號(hào)到達(dá)時(shí)操作調(diào)整方案

2 應(yīng)用效果

動(dòng)力波洗滌器入口壓力的自動(dòng)控制程序投用后，取得了良好的效果：

1）動(dòng)力波洗滌器入口壓力的波動(dòng)情況明顯改善，波動(dòng)幅度一般在-400～-100 Pa。相較于手動(dòng)控制，排煙系統(tǒng)的壓力波動(dòng)范圍明顯變小，且不會(huì)出現(xiàn)正壓的情況，讓銅冶煉煙氣制酸系統(tǒng)生產(chǎn)更加穩(wěn)定。

2）在轉(zhuǎn)爐閘板異常開(kāi)閉的情況下，壓力自動(dòng)控制程序按邏輯自動(dòng)調(diào)整至相應(yīng)輸出，避免動(dòng)力波洗滌器入口的壓力大幅波動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)聯(lián)鎖。

3）提高生產(chǎn)操作的智能化程度，減少了誤操作率，同時(shí)邏輯控制參數(shù)設(shè)置及日常操作控制均遵循“導(dǎo)葉優(yōu)先”原則，優(yōu)化了SO2風(fēng)機(jī)的效能，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

3 結(jié)語(yǔ)

轉(zhuǎn)爐送停風(fēng)自動(dòng)控制的改造，對(duì)日常操作中參與控制一級(jí)動(dòng)力波洗滌器入口壓力的各類參數(shù)進(jìn)行了連續(xù)跟蹤和記錄收集，并根據(jù)工藝控制的要求計(jì)控建模，經(jīng)過(guò)一系列的應(yīng)用和實(shí)踐，得到自動(dòng)控制程序的最優(yōu)化參數(shù)，后期可根據(jù)工藝條件的變化，在此數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷囊詽M足生產(chǎn)需要。隨著社會(huì)的發(fā)展，生產(chǎn)自動(dòng)化控制已成為必然趨勢(shì)，轉(zhuǎn)爐送停風(fēng)自動(dòng)控制程序的應(yīng)用提高了生產(chǎn)操作的智能化程度，優(yōu)化了SO2風(fēng)機(jī)的效能，使銅冶煉煙氣制酸系統(tǒng)生產(chǎn)更加穩(wěn)定，值得在同行業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用。