衡钢90t电炉除尘系统设计

D0:10.133745.issn1001-053x.2007.s1.034 第29卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.29 Suppl.1 2007年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun 2007 衡钢90t电炉除尘系统设计 石绍清1,2) 高峰) 肖鸿光2) 陈民强2) 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)衡阳钢管（集团）有限公司，衡阳421001 摘要介绍了衡钢大管坯项目90t超高功率电炉除尘系统的设计、工艺流程、自动化控制和使用除尘系统值得注意 的关键技术包括除尘器过滤布袋滤料的材质、清灰技术和烟气温度.衡钢大管坯项目90t超高功率电炉除尘系统已投 运6个多月，加料、治炼熔化、强吹氧脱碳和出钢过程中，除尘效果良好，系统运行稳定，电炉正常运行的情况下， 可不需人工干预，完全实现自动控制，与一炼钢除尘系统相比优势十分明显.实践表明，该系统的投入运行，彻底改 善了电炉炼钢对环境造成的污染，提高了生产技术水平，收到了很好的经济效益和社会效益 关健词电炉除尘：自动控制：清灰与反吹技术：烟气温度 分类号TD714.44 衡钢大管坯项目90t超高功率电炉采用的是达 0.08%min:最大吹氧量，52m3l:炉气含尘量， 涅利Danare电炉技术山，由达涅利公司提供除尘系 15-20gm3:过滤面积，14000m2:处理风量， 统设计基本信息，武钢联合体（武钢集团钢铁设计 1340000m3h-1,炉气成份（质量分数）：C0,5%: 院、中达制铁、武钢工程技术集团)和山东安丘瑞 C02,5%:N2,70%:02,5%. 贝轻工机械有限公司合作完成.该项目90t电炉一 1.1.2电炉除尘工艺流程 次、二次烟气除尘设置一个除尘系统，采用炉盖四 电炉在熔炼过程中产生的一次烟气直接从电炉 孔直排和屋顶罩相结合的除尘工艺).电炉产生的 炉盖第四孔水冷排烟弯管抽出（电炉第四孔水冷排 烟尘，绝大部分通过直排系统，即经过电炉第四孔、 烟弯管由国外与电炉配套提供，水冷排烟弯管内净 水冷移动弯管、燃烧沉降室、水冷管道，再经增压 面积2.5m)经除尘系统水冷烟道连接处的环缝混 风机排出：另一小部分通过屋顶罩排出.两股烟尘入车间空气后进入水冷燃烧沉降室，在燃烧沉降室 在除尘器前汇合，经除尘器净化后由主风机排 内各种可燃气体进一步燃烧，烟气中的大颗粒粉尘 出.LF炉、散状材料系统合并设置一个除尘系统.LF 在燃烧沉降室内沉降，再经水冷烟道冷却（水冷烟 炉除尘采用炉盖排烟罩捕集烟尘：在卸料点、料仓、 道采用水冷密排管)到600℃，然后通过机力空气 转运点设置密闭罩抽风排除散状材料上料时料仓及冷却器冷却到300℃.在机力空气冷却器出口烟气 各处转运点散发的粉尘.电炉、LF炉、散装料系统 管道上装有一次烟气调节阀，根据电炉炉膛压力变 产生的烟（灰）尘整个除尘工艺过程根据电炉、LF 化自动调节电炉炉内排烟量. 炉工况采用自动控制，大大降低了工人的劳动强 电炉在熔炼过程中从电炉炉盖电极孔、加料孔、 度.本项目投产运行6个月来，运行正常，治炼时 炉门等处溢出的二次烟气，由屋面罩捕集（屋面罩 厂房内的烟尘污染少，屋顶看不到烟尘，除尘效果 平面尺寸27m×24m)电炉一次、二次烟气混合后 好.本文重点分析90t超高功率电炉除尘系统设计 的烟气温度为110℃，为此在屋面罩排烟管上装有 依据、工艺流程、除尘效果及使用好除尘系统值得 二次烟气调节阀，在一次、二次烟气会合点后装有 注意的关键技术 混合烟气温度测点，以混合后烟气温度为110℃自 动调节二次烟气调节阀的开度. 1除尘系统工艺流程 熔化期屋面罩设计排烟量为500000m3h':电 炉加料、出钢期，关闭一次烟气调节阀，开大二次 1.1电炉除尘工艺流程 烟气调节阀：电炉停炉期，不需要排烟，通过液力 1.11设计工艺参数 偶合器将除尘引风机调到最低转数，以节约电能.电 设计工艺参数为：最大脱碳（质量分数）速度， 收精日期：2007-03-01 修回日期：2007-05-01 作者简介：石绍清(1963一)，男，教授级高工

第 29 卷 增刊 1 北 京 科 技 大 学 学 报 Vol.29 Suppl.1 2007 年 6 月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun 2007 收稿日期：2007−03−01 修回日期：2007−05−01 作者简介：石绍清(1963—)，男，教授级高工 衡钢 90 t 电炉除尘系统设计 石绍清 1,2) 高 峰 1) 肖鸿光 2) 陈民强 2) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 衡阳钢管（集团）有限公司，衡阳 421001 摘 要 介绍了衡钢大管坯项目 90 t 超高功率电炉除尘系统的设计、工艺流程、自动化控制和使用除尘系统值得注意 的关键技术包括除尘器过滤布袋滤料的材质、清灰技术和烟气温度．衡钢大管坯项目 90 t 超高功率电炉除尘系统已投 运 6 个多月，加料、冶炼熔化、强吹氧脱碳和出钢过程中，除尘效果良好，系统运行稳定．电炉正常运行的情况下， 可不需人工干预，完全实现自动控制，与一炼钢除尘系统相比优势十分明显．实践表明，该系统的投入运行，彻底改 善了电炉炼钢对环境造成的污染，提高了生产技术水平，收到了很好的经济效益和社会效益． 关键词 电炉除尘；自动控制；清灰与反吹技术；烟气温度 分类号 TD 714+ .44 衡钢大管坯项目 90 t 超高功率电炉采用的是达 涅利 Danarc 电炉技术[1]，由达涅利公司提供除尘系 统设计基本信息，武钢联合体（武钢集团钢铁设计 院、中达制铁、武钢工程技术集团）和山东安丘瑞 贝轻工机械有限公司合作完成．该项目 90 t 电炉一 次、二次烟气除尘设置一个除尘系统，采用炉盖四 孔直排和屋顶罩相结合的除尘工艺[2]．电炉产生的 烟尘，绝大部分通过直排系统，即经过电炉第四孔、 水冷移动弯管、燃烧沉降室、水冷管道，再经增压 风机排出；另一小部分通过屋顶罩排出．两股烟尘 在除尘器前汇合，经除尘器净化后由主风机排 出．LF 炉、散状材料系统合并设置一个除尘系统．LF 炉除尘采用炉盖排烟罩捕集烟尘；在卸料点、料仓、 转运点设置密闭罩抽风排除散状材料上料时料仓及 各处转运点散发的粉尘．电炉、LF 炉、散装料系统 产生的烟（灰）尘整个除尘工艺过程根据电炉、LF 炉工况采用自动控制，大大降低了工人的劳动强 度．本项目投产运行 6 个月来，运行正常，冶炼时 厂房内的烟尘污染少，屋顶看不到烟尘，除尘效果 好．本文重点分析 90 t 超高功率电炉除尘系统设计 依据、工艺流程、除尘效果及使用好除尘系统值得 注意的关键技术． 1 除尘系统工艺流程 1.1 电炉除尘工艺流程 1.1.1 设计工艺参数 设计工艺参数为：最大脱碳（质量分数）速度， 0.08%·min−1 ；最大吹氧量，52 m3 ·t−1 ；炉气含尘量， 15~20 g·m−3 ；过滤面积，14000 m2 ；处理风量， 1340000 m3 ·h−1 ．炉气成份（质量分数）：CO，5%； CO2，5%；N2，70%；O2，5%． 1.1.2 电炉除尘工艺流程 电炉在熔炼过程中产生的一次烟气直接从电炉 炉盖第四孔水冷排烟弯管抽出（电炉第四孔水冷排 烟弯管由国外与电炉配套提供，水冷排烟弯管内净 面积 2.5 m2 ）经除尘系统水冷烟道连接处的环缝混 入车间空气后进入水冷燃烧沉降室，在燃烧沉降室 内各种可燃气体进一步燃烧，烟气中的大颗粒粉尘 在燃烧沉降室内沉降，再经水冷烟道冷却（水冷烟 道采用水冷密排管）到 600℃，然后通过机力空气 冷却器冷却到 300℃．在机力空气冷却器出口烟气 管道上装有一次烟气调节阀，根据电炉炉膛压力变 化自动调节电炉炉内排烟量． 电炉在熔炼过程中从电炉炉盖电极孔、加料孔、 炉门等处溢出的二次烟气，由屋面罩捕集（屋面罩 平面尺寸 27 m×24 m）电炉一次、二次烟气混合后 的烟气温度为 110℃，为此在屋面罩排烟管上装有 二次烟气调节阀，在一次、二次烟气会合点后装有 混合烟气温度测点，以混合后烟气温度为 110℃自 动调节二次烟气调节阀的开度． 熔化期屋面罩设计排烟量为 500000 m3 ·h−1 ；电 炉加料、出钢期，关闭一次烟气调节阀，开大二次 烟气调节阀；电炉停炉期，不需要排烟，通过液力 偶合器将除尘引风机调到最低转数，以节约电能．电 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2007.s1.034

·74 北京科技大学学报 2007年增刊1 炉一次烟尘、二次烟气捕集工艺流程如图1. 操作控制系统以西门子公司的S7-400PLC51为 核心，Windows.20O0为操作系统，以WONDER 二次烟气 WARE公司的NTOUCH软件为操作界面，实现 调节蝶阀 屋面罩 一次烟气调节螺阀 除尘器 直观、方便地操作，本系统的特点是在传统的PLC 控制系统之上配合计算机的优点，达到操作、管理 引风机 的一体化.电炉除尘系统采用就地手动操作及在 混风蝶阀 HMI上手动、自动操作的方式，在画面上可反映相 为空气冷 贮灰仓 关设备的运行状态及仪表参数，故障发生时有报警 水冷烟道 却器 燃烧沉降室 显示并可随时查询故障记录.自动控制系统共分三 大部分，分别由现场级（检测仪表、传感器和执行 图1电炉烟尘烟气捕集工艺流程 装置)、基础自动化(PLC)和上位机组成. 1.1.3主要除尘设备参数 1.3.1现场级 (1)机力空气冷却器为强制对流冷却式：传热面 系统中需要检测的工艺参数较多，包括温度、 积，2400m2:轴流通风机，12台：总功率，132kW, 压力、流量、转速、振动等，其中参与控制的主要 380V. 参数有炉膛内压力、四孔弯管烟气温度、混风阀前 (2)长袋脉冲除尘器：过滤面积，13000m2:处 烟气温度、除尘器差压等，另外还有一些设备运行 理风量，900000~1240000m3h-1:过滤风速，1.15~ 状态参数，主要是监视和报警作用.系统根据检测 1.59 mmin. 到的工艺状态参数以及电炉工况模式，通过PLC或 (3)除尘引风机为双吸双支撑结构：风量， 现场操作箱对现场的执行机构进行自动或手动控 970000-1340000m3h-:风压，6500-4500Pa:温 制，如控制水冷活动弯管、风门阀、二次阀、野风 度，120-65℃. 阀等的开度，控制主风机和液力偶合器的转速以及 (4)电动机功率，2800kW:电压，6kV. 除尘器清灰等 (5)液力偶合器为YOTcs型液力偶合器：传递 1.3.2基础自动化 功率范围，1150-2500kW. 基础自动化设计包括主风机和液力偶合器控 (6)混风蝶阀为一个DN2000mm. 制、水冷活动弯管控制、混风阀控制、除尘器清灰 1.2电炉除尘系统的主要技术 及反冲气源控制， 为了防止进入除尘器的烟气温度过高损坏除 (1)主风机和液力偶合器的控制. 尘器（除尘器处理烟气温度为120℃），在除尘器进口 根据电炉治炼工况模式的不同，控制风门阀和 烟气管道上装有Φ2000mm混风阀和温度测点.当 二次阀的开度，调节系统风量.同时通过液力偶合 除尘器进口烟气温度超过120℃时，自动开启混风 器调节主风机的转速，达到节能降耗的效果.风机 阀，参进大量空气，待烟气温度降至120℃以下时， 启动具备以下主要条件： 混风阀自动关闭. 稀油站开启，油压不能低于0.4MPa:给脉冲 由于电炉在各个操作阶段烟气发生量有很大的 阀的压缩空气是否低于0.I5MPa:风机冷却水主管 差异，为了适应电炉治炼工艺和节约电能，除尘引 压力高于0.25MPa:液力偶合器的速度输出值和风 风机配有液力偶合器调速，根据电炉治炼工序对除 机风门是否在0的位置上：屋顶大罩后的调节阀的 尘引风机进行调速， 开度在60%以上，主烟气管道上的调节阀的开度在 在与烟气净化系统关联的设备之间设置自动控 0上等.选择风机手动控制模式，风机启动1min 制或连锁，为电炉除尘系统安全可靠运行提供保 后，液力偶合器的速度自动调至20%的位置：2.5 障.在烟气管道、冷却水管道及有关设备上设置了 min后，风门自动开启至100%的位置.风门开到位 温度测定和压力测定：在长袋脉冲除尘器进、出口 后，将风机的控制模式改为自动.此时，液力偶合 设置了压差检测，所有检测显示仪表均布置在除尘 器的速度输出会根据电炉的工作阶段而发生变化. 操作室内，操作人员可在除尘操作室内掌握整个电 (2)水冷活动弯管开度控制. 炉除尘系统的运行情况. 在移动烟管部分有5个限位开关，分别是：100% 1.3除尘系统自动控制系统的组成 关到位、75%关到位、50%关到位、25%关到位、开

• 74 • 北 京 科 技 大 学 学 报 2007 年 增刊 1 炉一次烟尘、二次烟气捕集工艺[3]流程如图 1． 图 1 电炉烟尘烟气捕集工艺流程 1.1.3 主要除尘设备参数 (1)机力空气冷却器为强制对流冷却式：传热面 积，2400 m2 ；轴流通风机，12 台；总功率，132 kW， 380 V． (2)长袋脉冲除尘器：过滤面积，13000 m2 ；处 理风量，900000~1240000 m3 ·h−1 ；过滤风速，1.15~ 1.59 m·min−1 ． (3)除尘引风机为双吸双支撑结构：风量， 970000~1340000 m3 ·h−1 ；风压，6500~4500 Pa；温 度，120~65 ℃． (4)电动机功率，2800 kW；电压，6 kV． (5)液力偶合器为 YOTcs 型液力偶合器：传递 功率范围，1150~2500 kW． (6)混风蝶阀为一个 DN 2000 mm． 1.2 电炉除尘系统的主要技术 为了防止进入除尘器的烟气温度过高[4]损坏除 尘器(除尘器处理烟气温度为 120℃)，在除尘器进口 烟气管道上装有φ2000 mm 混风阀和温度测点．当 除尘器进口烟气温度超过 120℃时，自动开启混风 阀，参进大量空气，待烟气温度降至 120℃以下时， 混风阀自动关闭． 由于电炉在各个操作阶段烟气发生量有很大的 差异，为了适应电炉冶炼工艺和节约电能，除尘引 风机配有液力偶合器调速，根据电炉冶炼工序对除 尘引风机进行调速． 在与烟气净化系统关联的设备之间设置自动控 制或连锁，为电炉除尘系统安全可靠运行提供保 障．在烟气管道、冷却水管道及有关设备上设置了 温度测定和压力测定；在长袋脉冲除尘器进、出口 设置了压差检测，所有检测显示仪表均布置在除尘 操作室内，操作人员可在除尘操作室内掌握整个电 炉除尘系统的运行情况． 1.3 除尘系统自动控制系统的组成 操作控制系统以西门子公司的 S7−400PLC[5]为 核心，Windows2000 为操作系统，以 WONDER WARE 公司的 INTOUCH[6]软件为操作界面，实现 直观、方便地操作，本系统的特点是在传统的 PLC 控制系统之上配合计算机的优点，达到操作、管理 的一体化．电炉除尘系统采用就地手动操作及在 HMI 上手动、自动操作的方式，在画面上可反映相 关设备的运行状态及仪表参数．故障发生时有报警 显示并可随时查询故障记录．自动控制系统共分三 大部分，分别由现场级（检测仪表、传感器和执行 装置）、基础自动化（PLC）和上位机组成． 1.3.1 现场级 系统中需要检测的工艺参数较多，包括温度、 压力、流量、转速、振动等，其中参与控制的主要 参数有炉膛内压力、四孔弯管烟气温度、混风阀前 烟气温度、除尘器差压等，另外还有一些设备运行 状态参数，主要是监视和报警作用．系统根据检测 到的工艺状态参数以及电炉工况模式，通过 PLC 或 现场操作箱对现场的执行机构进行自动或手动控 制，如控制水冷活动弯管、风门阀、二次阀、野风 阀等的开度，控制主风机和液力偶合器的转速以及 除尘器清灰等． 1.3.2 基础自动化 基础自动化设计包括主风机和液力偶合器控 制、水冷活动弯管控制、混风阀控制、除尘器清灰 及反冲气源控制． (1)主风机和液力偶合器的控制． 根据电炉冶炼工况模式的不同，控制风门阀和 二次阀的开度，调节系统风量．同时通过液力偶合 器调节主风机的转速，达到节能降耗的效果．风机 启动具备以下主要条件： 稀油站开启，油压不能低于 0.4 MPa；给脉冲 阀的压缩空气是否低于 0.15 MPa；风机冷却水主管 压力高于 0.25 MPa；液力偶合器的速度输出值和风 机风门是否在 0 的位置上；屋顶大罩后的调节阀的 开度在 60%以上，主烟气管道上的调节阀的开度在 0 上等．选择风机手动控制模式，风机启动 1 min 后，液力偶合器的速度自动调至 20%的位置；2.5 min 后,风门自动开启至 100%的位置．风门开到位 后，将风机的控制模式改为自动．此时，液力偶合 器的速度输出会根据电炉的工作阶段而发生变化． (2)水冷活动弯管开度控制． 在移动烟管部分有 5 个限位开关，分别是:100% 关到位、75%关到位、50%关到位、25%关到位、开

Vol.29 Suppl.1 石绍清等：衡钢90t电炉除尘系统设计 ·75 到位.当EAF向FTP发出自动打开和关闭的请求 1.3.3上位机 时，移动烟管在满足连锁条件的情况下会自动执行 系统上位机通过工业以太网与PLC进行远程 指令.当除尘器入口温度高于100℃时，移动烟管 通讯，由网卡、交换机、及PLC通讯模块组成.同 自动开到75%的位置：高于该温度20s后，移动烟 时，该系统可与车间内其他工艺控制过程联网，组 管自动开到下一个位置(50%)：高于该温度40s 成二级网络，实现生产管理.操作人员通过HMI 后，移动烟管自动开到下一个位置(25%)：高于 可监控整个生产过程，并具有数据管理、报警和打 该温度1min后，移动烟管自动开到下一个位置 印功能 (0),当该温度小于95℃时，移动烟管自动关到 位 2除尘系统值得注意的关键技术 (3)一二次烟气管道调节阀和混风阀控制. 2.1 一/二次烟气调节阀)根据EAF的工作阶段在 布袋滤料材质8) 过滤面积：2300m2:处理风量：195000m3h: 画面上设定阀的开度，在选择了自动控制模式后， 这个调节阀会根据电炉的工作阶段给出已经设定的 常用的布袋滤料为涤纶针刺毡，其过滤原理是依据 布袋表面的一次粉尘层（尘饼）来实现过滤.电炉 开度. 烟尘特点：轻、细、分散性大和流动性差：极易堵 控制混风阀的开度，从而控制进入除尘器的烟 气温度，保护除尘器布袋不被高温烟尘烧坏，在自 塞布袋，即“糊袋”，烟气中的粉尘成分见表1. 动模式控制时，它主要通过除尘器入口温度来控 表1烟气粉尘主要成分 % 制.当温度≥110℃，30s后，混风阀自动开启：当 FeO/Fe2O3 Cao SiO2 Al2O/Mg0Zn0Pb0其他 该温度≤95℃时，自动关闭. 34-4510158-13 5~105250.51.0510 (4)机械制冷. 在机械制冷部分共有6组风机(12台，两个一 各个吸尘点对烟气管路有充分的冷却能力：如 组)，每组风机分别与机冷后烟管上的温度连锁选 水冷烟道有足够长或相当直径，机力冷却器有足够 择制式，当该温度满足以下条件时，每一组风机会 的冷却面积.FeO、FeO/FezO3和CaO容易在布袋 自动启动和停止：当温度≥200℃时开启第一组风 表面结晶成块覆盖滤料的孔隙，再加上粉尘渗入滤 机，停机值180℃：当温度≥220℃时开启第二组风 料内层会堵塞孔隙，使得通过布袋气流量下降，压 机，停机值200℃：当温度≥240℃时开启第三组风 力损失增加，除尘器运行阻力增高，烟尘搜集“有 机，停机值220℃：当温度≥260℃时开启第四组风 气无力”，烟尘向外弥散污染环境：布袋反吹清灰 机，停机值240℃：当温度≥285℃时开启第五组风 周期变短甚至不间断反吹清灰，降低布袋疲劳寿命 机，停机值260℃：当温度≥305℃时开启第六组风 而破裂，造成烟尘排放超标(>100mgm3).因此， 机，停机值285℃ 布袋滤料选择传统的涤纶针毡进行特殊处理 (5)除尘器清灰控制. 2.1.1布袋滤袋表面处理 电炉除尘器共有32个仓，每个仓包括12个脉 采用热定型、轧光、防水、防油、防粘处理 冲阀和两个气缸，由一块脉冲控制板控制着12个阀 2.1.2布袋滤料纤维断裂强度 的启动关闭过程，喷吹时间可以在脉冲控制板上手 横向绽裂强度>240Ncm:纵向绽裂强度> 动调节，在画面上选择自动模式，根据除尘器的压 140N-cm-1. 差或时间来控制.当除尘器进出口压差≥1530Pa 2.2清灰技术1 (0~2040Pa),除尘器开始清灰；如果压差仪出现故 2.2.1清灰用可调压力的介质气体 障，则采用时间（每隔30min)来控制清灰过程.如 布袋滤料使用初期，其过滤效率较高，布袋堵 果一个喷吹循环结束，除尘器进出口压差仍然大于 塞程度较轻，清灰反吹压力可控制在3040N.避 设定值，继续执行该过程 免布袋长期在较高压力下运行而提前疲劳：布袋滤 (6)反吹气源控制 料使用后期，布袋堵塞程度越来越重，运行负荷持 由于进入布袋的烟尘温度较高，为防止脉冲反 续上升，低压力反吹难以清灰，此时可用50~70N 吹时冷空气遇热凝露，使布袋拧结，需对气源进行 压力清灰，使过滤压降尽可能降低，保持较好的清 净化和加热，使反吹气体保持在合适的温度范围内. 灰效果，达到延长布袋疲劳寿命的效果.但此时应

Vol.29 Suppl.1 石绍清等：衡钢 90 t 电炉除尘系统设计 • 75 • 到位．当 EAF 向 FTP 发出自动打开和关闭的请求 时，移动烟管在满足连锁条件的情况下会自动执行 指令．当除尘器入口温度高于 100℃时，移动烟管 自动开到 75%的位置；高于该温度 20 s 后，移动烟 管自动开到下一个位置（50%）；高于该温度 40 s 后，移动烟管自动开到下一个位置（25%）；高于 该温度 1 min 后，移动烟管自动开到下一个位置 （0）．当该温度小于 95℃时，移动烟管自动关到 位． (3)一/二次烟气管道调节阀和混风阀控制． 一/二次烟气调节阀[7]根据 EAF 的工作阶段在 画面上设定阀的开度，在选择了自动控制模式后， 这个调节阀会根据电炉的工作阶段给出已经设定的 开度． 控制混风阀的开度，从而控制进入除尘器的烟 气温度，保护除尘器布袋不被高温烟尘烧坏．在自 动模式控制时,它主要通过除尘器入口温度来控 制．当温度≥110℃，30 s 后，混风阀自动开启；当 该温度≤95℃时，自动关闭． (4)机械制冷． 在机械制冷部分共有 6 组风机（12 台，两个一 组）．每组风机分别与机冷后烟管上的温度连锁选 择制式，当该温度满足以下条件时，每一组风机会 自动启动和停止：当温度≥200℃时开启第一组风 机，停机值 180℃；当温度≥220℃时开启第二组风 机，停机值 200℃；当温度≥240℃时开启第三组风 机，停机值 220℃；当温度≥260℃时开启第四组风 机，停机值 240℃；当温度≥285℃时开启第五组风 机，停机值 260℃；当温度≥305℃时开启第六组风 机，停机值 285℃． (5) 除尘器清灰控制． 电炉除尘器共有 32 个仓，每个仓包括 12 个脉 冲阀和两个气缸,由一块脉冲控制板控制着 12 个阀 的启动关闭过程,喷吹时间可以在脉冲控制板上手 动调节．在画面上选择自动模式，根据除尘器的压 差或时间来控制．当除尘器进出口压差≥1530 Pa (0～2040 Pa)，除尘器开始清灰；如果压差仪出现故 障，则采用时间（每隔 30 min）来控制清灰过程．如 果一个喷吹循环结束，除尘器进出口压差仍然大于 设定值，继续执行该过程． (6)反吹气源控制． 由于进入布袋的烟尘温度较高，为防止脉冲反 吹时冷空气遇热凝露，使布袋拧结，需对气源进行 净化和加热，使反吹气体保持在合适的温度范围内． 1.3.3 上位机 系统上位机通过工业以太网与 PLC 进行远程 通讯，由网卡、交换机、及 PLC 通讯模块组成．同 时，该系统可与车间内其他工艺控制过程联网，组 成二级网络，实现生产管理．操作人员通过 HMI 可监控整个生产过程，并具有数据管理、报警和打 印功能． 2 除尘系统值得注意的关键技术 2.1 布袋滤料材质[8] 过滤面积：2300 m2 ；处理风量：195000 m3 ·h−1 ； 常用的布袋滤料为涤纶针刺毡，其过滤原理是依据 布袋表面的一次粉尘层（尘饼）来实现过滤．电炉 烟尘特点：轻、细、分散性大和流动性差；极易堵 塞布袋，即“糊袋”．烟气中的粉尘成分见表 1． 表 1 烟气粉尘主要成分 ％ FeO/Fe2O3 CaO SiO2 Al2O3/MgO ZnO PbO 其他 34~45 10~15 8~13 5~10 5~25 0.5~1.0 5~10 各个吸尘点对烟气管路有充分的冷却能力；如 水冷烟道有足够长或相当直径，机力冷却器有足够 的冷却面积．FeO、FeO／Fe2O3 和 CaO 容易在布袋 表面结晶成块覆盖滤料的孔隙，再加上粉尘渗入滤 料内层会堵塞孔隙，使得通过布袋气流量下降，压 力损失增加，除尘器运行阻力增高．烟尘搜集“有 气无力”，烟尘向外弥散污染环境；布袋反吹清灰 周期变短甚至不间断反吹清灰，降低布袋疲劳寿命 而破裂，造成烟尘排放超标（>100 mg·m−3 ）．因此， 布袋滤料选择传统的涤纶针毡进行特殊处理． 2.1.1 布袋滤袋表面处理 采用热定型、轧光、防水、防油、防粘处理． 2.1.2 布袋滤料纤维断裂强度 横向绽裂强度＞240 N·cm−1 ；纵向绽裂强度＞ 140 N·cm−1 ． 2.2 清灰技术[9] 2.2.1 清灰用可调压力的介质气体 布袋滤料使用初期，其过滤效率较高，布袋堵 塞程度较轻，清灰反吹压力可控制在 30~40 N．避 免布袋长期在较高压力下运行而提前疲劳；布袋滤 料使用后期，布袋堵塞程度越来越重，运行负荷持 续上升，低压力反吹难以清灰，此时可用 50~70 N 压力清灰，使过滤压降尽可能降低，保持较好的清 灰效果，达到延长布袋疲劳寿命的效果．但此时应

·76· 北京科技大学学报 2007年增刊1 增加文氏管防止高压气体偏吹造成布袋破裂 投运6个多月，除尘效果良好，加料、治炼熔化、 2.2.2清灰用介质气体的技术要求 强吹氧脱碳和出钢过程中，厂房外看不到烟尘，烟 清灰用介质气体应无水无油，对钢厂而言使用 囱也看不到烟尘，系统运行稳定。电炉正常运行的 氮气较为理想. 情况下，可不需人工干预，完全实现自动控制，与 2.2.3除尘器停止运行后应继续反吹清灰两个周期 一炼钢除尘系统相比优势十分明显，实践表明，该 除尘器停止运行后应继续反吹清灰两个周期， 系统的投入运行，彻底改善了电炉炼钢对环境造成 避免空气中水分与布袋表面灰尘结合结块糊袋. 的污染，提高了生产技术水平，收到很好的经济效 2.3烟气温度控制技术 益和社会效益， 2.3.1烟气温度 参考文献 进入除尘器的烟气温度过高，布袋滤料收缩变 形使运行阻力增加.如果烟气温度超过滤料软化温 [I】最大的达涅利电弧炉之一一一埃及AIN SUKHNA EZZ带钢厂 度点，将使布袋失效或烧毁.因此，在进入除尘器 电弧炉.治金管理，2004(9)：50 [2】余建华，陈华清，管宏发.某钢厂大型电炉除尘系统设计.工 前必须有事故保护的混风机构，使得外界自然空气 业安全与环保，2007(1)：17 充分与烟气混合、冷却，保证烟气在布袋滤料软化 [3]高海林.电炉炼钢烟气特点及捕集净化措施.气象与环境学报 温度点以下进入除尘器. 2006(6):61 3.3.2烟气管路冷却能力 [4】崔有年.除尘系统的常见病.劳动保护，1981(5)：24 如果烟气长期在事故状态下进入除尘器，必将 [5)]刘亮.PLC在气处理装置中的应用.中国仪器仪表，20071)：69 使整个除尘系统管网“短路”，造成各个吸尘点捕 [6]刘字，王锦标.基于nTouch和InControl的应用软件开发.治 集烟尘效果极大降低：烟气温度过高，则采用水冷， 金自动化，2004(4)：20 [7】冯孝阳，马宏乡，冯孝秋.电炉烟气除尘调节阀镍-铬合金热 水冷活动弯管自动滑离炉盖烟气弯头，使炉内微负 喷涂技术的研究及应用.石油和化工设备，2005(5)：48 压难以形成 [8)我国袋式除尘器的技术进步.电力环境保护，1994(3)：51 [9]郝文阁，周春林，石伟，等.袋式除尘器多段脉冲清灰技术的 3结论 研究.工业安全与环保，2007(1)：12 衡钢大管坯项目90t超高功率电炉除尘系统已 Design of the dust removal system of the 90 t electric arc furnace Hengyang Steel SHI Shaoqing2)GAO Feng XIAO HongGuang?CHEN Mingqiang?) 1)Metallurgical and Ecological Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Hengyang Steel Tube(Group)Co,Hengyang 421001,China ABSTRACT The key technology about the design of 90 t Ultra High Frequency Arc Furnace's dedusting sys- tem,technical flow,and automation control was introduced.And the material of dedusting filter bag,cleaning dust technics and the temperature of the gas were analyzed.The dedusting system of the 90 t UHP arc furnace in Hengyang Steel-making Co.was run into use for six months.It worked well and stable.When the arc furnace worked normally,it could work automatically.It was more advantage than the first steel making factory.In fact, because of the use of the dedusting system,it improved the pollution to the environment and improved the pro- ductivity,so good economy and social benefit were got KEY WORDS arc furnace dedusting;automation control;technology of dedusting and blowing reverse;the temperature of gas

• 76 • 北 京 科 技 大 学 学 报 2007 年 增刊 1 增加文氏管防止高压气体偏吹造成布袋破裂． 2.2.2 清灰用介质气体的技术要求 清灰用介质气体应无水无油，对钢厂而言使用 氮气较为理想． 2.2.3 除尘器停止运行后应继续反吹清灰两个周期 除尘器停止运行后应继续反吹清灰两个周期， 避免空气中水分与布袋表面灰尘结合结块糊袋． 2.3 烟气温度控制技术 2.3.1 烟气温度 进入除尘器的烟气温度过高，布袋滤料收缩变 形使运行阻力增加．如果烟气温度超过滤料软化温 度点，将使布袋失效或烧毁．因此，在进入除尘器 前必须有事故保护的混风机构，使得外界自然空气 充分与烟气混合、冷却，保证烟气在布袋滤料软化 温度点以下进入除尘器． 3.3.2 烟气管路冷却能力 如果烟气长期在事故状态下进入除尘器，必将 使整个除尘系统管网“短路”，造成各个吸尘点捕 集烟尘效果极大降低；烟气温度过高，则采用水冷， 水冷活动弯管自动滑离炉盖烟气弯头，使炉内微负 压难以形成． 3 结论 衡钢大管坯项目 90 t 超高功率电炉除尘系统已 投运 6 个多月，除尘效果良好，加料、冶炼熔化、 强吹氧脱碳和出钢过程中，厂房外看不到烟尘，烟 囱也看不到烟尘，系统运行稳定．电炉正常运行的 情况下，可不需人工干预，完全实现自动控制，与 一炼钢除尘系统相比优势十分明显．实践表明，该 系统的投入运行，彻底改善了电炉炼钢对环境造成 的污染，提高了生产技术水平，收到很好的经济效 益和社会效益． 参 考 文 献 [1] 最大的达涅利电弧炉之一——埃及 AIN SUKHNA EZZ 带钢厂 电弧炉. 冶金管理, 2004(9)：50 [2] 余建华, 陈华清, 管宏发. 某钢厂大型电炉除尘系统设计. 工 业安全与环保, 2007(1)：17 [3] 高海林. 电炉炼钢烟气特点及捕集净化措施. 气象与环境学报, 2006(6)：61 [4] 崔有年. 除尘系统的常见病. 劳动保护, 1981(5)：24 [5] 刘亮. PLC 在气处理装置中的应用. 中国仪器仪表, 2007(1)：69 [6] 刘宇, 王锦标. 基于 InTouch 和 InControl 的应用软件开发. 冶 金自动化, 2004(4)：20 [7] 冯孝阳, 马宏乡, 冯孝秋. 电炉烟气除尘调节阀镍−铬合金热 喷涂技术的研究及应用. 石油和化工设备, 2005(5)：48 [8] 我国袋式除尘器的技术进步. 电力环境保护, 1994(3)：51 [9] 郝文阁, 周春林, 石伟, 等. 袋式除尘器多段脉冲清灰技术的 研究. 工业安全与环保, 2007(1)：12 Design of the dust removal system of the 90 t electric arc furnace Hengyang Steel SHI Shaoqing1,2), GAO Feng1), XIAO HongGuang2), CHEN Mingqiang2) 1) Metallurgical and Ecological Engineering School, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Hengyang Steel Tube (Group) Co, Hengyang 421001, China ABSTRACT The key technology about the design of 90 t Ultra High Frequency Arc Furnace’s dedusting sys￾tem, technical flow, and automation control was introduced. And the material of dedusting filter bag, cleaning dust technics and the temperature of the gas were analyzed. The dedusting system of the 90 t UHP arc furnace in Hengyang Steel-making Co. was run into use for six months. It worked well and stable. When the arc furnace worked normally, it could work automatically. It was more advantage than the first steel making factory. In fact, because of the use of the dedusting system, it improved the pollution to the environment and improved the pro￾ductivity, so good economy and social benefit were got. KEY WORDS arc furnace dedusting; automation control; technology of dedusting and blowing reverse; the temperature of gas