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高爐礦槽除塵控制系統(tǒng)改造研究★

2022-06-04 10:54申利燕趙瑞峰王俊偉
山西冶金 2022年2期
關(guān)鍵詞:氣閥進(jìn)料除塵

申利燕,趙瑞峰,王俊偉,2

(1.山西工程職業(yè)學(xué)院,山西 太原 030031;2.山西建邦集團(tuán)有限公司,山西 臨汾 043400)

建邦集團(tuán)煉鐵廠1 號(hào)高爐86 萬(wàn)風(fēng)量機(jī)組配套布袋除塵系統(tǒng)采用氣力輸送技術(shù)。主要設(shè)備配置為:礦槽布袋除塵器袋場(chǎng)設(shè)置4 列,每列各設(shè)3 個(gè)灰斗,共計(jì)12 個(gè)灰斗,每個(gè)灰抖下設(shè)一個(gè)倉(cāng)泵,共計(jì)12 個(gè)倉(cāng)泵。除塵系統(tǒng)包含2 個(gè)氣罐,一個(gè)是壓縮空氣罐,用于操作啟動(dòng)進(jìn)料閥、出料閥及加壓閥,一個(gè)是氮?dú)夤?,用于給倉(cāng)泵加壓。每個(gè)倉(cāng)泵下由輸灰管道相連接,根據(jù)倉(cāng)泵下灰順序依次輸灰。輸灰時(shí)灰倉(cāng)里的灰按一定重量下落到倉(cāng)泵,當(dāng)倉(cāng)泵壓力加到設(shè)定值時(shí),打開(kāi)倉(cāng)泵,通過(guò)輸灰管把灰輸送到大灰倉(cāng)。該礦槽除塵系統(tǒng)有4 組輸灰管道同時(shí)輸灰,把灰塵集中到灰倉(cāng),通過(guò)輸灰管道把灰塵回輸?shù)交規(guī)?,然后加濕下放到車上輸送出去,進(jìn)行集中處理。該系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中存在4 組輸灰管同時(shí)加壓出料時(shí)容易堵管的問(wèn)題,分析產(chǎn)生問(wèn)題的主要根源,發(fā)現(xiàn)是由輸灰管道太長(zhǎng)及輸送壓力不夠所致。

1 礦槽除塵系統(tǒng)硬件改造

重新設(shè)計(jì)輸灰管道走向和更改除塵系統(tǒng),先將出料系統(tǒng)加壓到設(shè)定值,再打開(kāi)出料閥,使除塵灰?guī)в幸欢▔毫M(jìn)入輸灰管道,加大除塵灰在管道內(nèi)的流速,減少沉積,防止堵管。把壓縮空氣更換為壓力穩(wěn)定且符合設(shè)計(jì)壓力的氮?dú)膺M(jìn)行輸灰,壓力、流速穩(wěn)定,不會(huì)因除塵灰在輸灰管道內(nèi)流速突變而造成堵管。把灰?guī)煸O(shè)計(jì)在除塵器北側(cè),縮短了一半的輸灰距離,減少了輸灰彎頭,管道不容易磨漏、堵塞。經(jīng)和設(shè)計(jì)單位溝通,計(jì)劃取消倉(cāng)頂除塵器,把灰?guī)靸?nèi)的氣體通過(guò)1 根DN=100 mm 的管道排放到除塵器入口的總管內(nèi),節(jié)省了維護(hù)費(fèi)用,降低人工成本,還不會(huì)造成冒煙現(xiàn)象。除塵系統(tǒng)硬件改造如下:

1)為增大輸灰壓力,先將進(jìn)出料系統(tǒng)加壓到預(yù)定值再出料,輸灰管道長(zhǎng)度縮短為原來(lái)的一半,并加氮?dú)狻?/p>

2)為了減少輸灰管道的管長(zhǎng)度,特意在北面加了個(gè)大灰倉(cāng),輸灰全部輸?shù)奖边叺幕覀}(cāng)里。

3)為保證輸灰暢通無(wú)阻,通過(guò)改變PLC 程序,從4 組輸灰管道同時(shí)輸灰,以實(shí)現(xiàn)單組循環(huán)輸灰。

2 礦槽除塵控制系統(tǒng)優(yōu)化

2.1 控制方式

該除塵控制系統(tǒng)有就地控制和監(jiān)控室組態(tài)軟件遠(yuǎn)控兩種方式。就地控制屬于手動(dòng)運(yùn)行模式,組態(tài)軟件監(jiān)控屬于自動(dòng)運(yùn)行模式。

2.1.1 倉(cāng)泵就地操作流程

1)將就地控制箱首個(gè)旋鈕打到“就地”位置,手動(dòng)指示燈(綠色)亮起,此時(shí)可以進(jìn)行就地操作。

2)打開(kāi)進(jìn)氣閥,觀察壓力表,壓力值到達(dá)0.15 MPa(參考值)時(shí),打開(kāi)出料閥、助吹閥。

3)觀察倉(cāng)泵本體壓力表,如果壓力低于0.035 MPa且穩(wěn)定15 s 以上,關(guān)閉進(jìn)氣閥、助吹閥,3 s 過(guò)后關(guān)閉出料閥。

4)依次打開(kāi)排氣閥及進(jìn)料閥進(jìn)料,進(jìn)料時(shí)間視現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)定,進(jìn)料時(shí)間到時(shí),依次關(guān)閉進(jìn)料閥及排氣閥。

5)按順序重復(fù)以上步驟,打開(kāi)閥門的操作為將對(duì)應(yīng)旋鈕的白色一端指向“開(kāi)”位置,反之關(guān)亦然。

2.1.2 倉(cāng)泵遠(yuǎn)程操作流程

礦槽除塵控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制用wincc7.5 組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC 的監(jiān)測(cè)與控制作用。該系統(tǒng)的用戶窗口界面如圖1 所示,wincc7.5 組態(tài)軟件對(duì)除塵控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析和查詢及故障報(bào)警等多項(xiàng)功能。

圖1 礦槽除塵監(jiān)控界面

2.1.2.1 遠(yuǎn)程投入

1)將就地控制箱選擇開(kāi)關(guān)打到“遠(yuǎn)控”位置,手動(dòng)指示燈熄滅,觸摸屏上對(duì)應(yīng)倉(cāng)泵狀態(tài)顯示為遠(yuǎn)控狀態(tài),此時(shí)可以進(jìn)行自動(dòng)操作。

2)在參數(shù)設(shè)置界面設(shè)置運(yùn)行參數(shù)。

3)觀察屏幕上的氣源壓力顯示,如果大于350 kPa,則可以投入運(yùn)行,此時(shí)按下屏幕上倉(cāng)泵旁邊的“投入”按鈕,倉(cāng)泵進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài),按鈕顯示切換為退出。

4)如果倉(cāng)泵運(yùn)行發(fā)生故障,觸摸屏報(bào)警條內(nèi)可觀察到故障的具體情況,然后根據(jù)對(duì)應(yīng)的處理方案進(jìn)行排除,故障處理完畢后,按下復(fù)位按鈕,繼續(xù)投入運(yùn)行。

5)在倉(cāng)泵運(yùn)行過(guò)程中,應(yīng)定時(shí)巡檢氣源壓力,如果發(fā)現(xiàn)氣源壓力低于400 kPa,或者儲(chǔ)氣罐壓力表顯示低于0.4 MPa 的時(shí)候,應(yīng)及時(shí)退出倉(cāng)泵運(yùn)行狀態(tài),以免因?yàn)閴毫Σ粔蛟斐啥鹿堋?/p>

6)倉(cāng)泵運(yùn)行時(shí),如果配料倉(cāng)料位過(guò)高,應(yīng)及時(shí)停止輸灰。

2.1.2.2 遠(yuǎn)程退出

1)正常退出:在倉(cāng)泵輸送即將結(jié)束時(shí),點(diǎn)擊退出按鈕,這樣可以避免有灰殘留在泵內(nèi)。

2)急停:直接點(diǎn)擊退出按鈕即可。

2.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

礦槽除塵系統(tǒng)中,PLC 控制系統(tǒng)使用西門子SIMATIC S7—200 smart。1 臺(tái)除塵器由3 臺(tái)倉(cāng)泵組成,共4 組輸灰管道。該系統(tǒng)使用1 臺(tái)控制柜,由除塵監(jiān)控計(jì)算機(jī)執(zhí)行上位監(jiān)控。4 組輸灰管道運(yùn)行模式由原來(lái)的同時(shí)運(yùn)行,優(yōu)化成單組循環(huán)運(yùn)行。第1 組運(yùn)行完成,經(jīng)過(guò)延時(shí)第2 組運(yùn)行,第2 組運(yùn)行完成,經(jīng)過(guò)延時(shí)第3 組運(yùn)行,第3 組運(yùn)行完成,經(jīng)過(guò)延時(shí)第4 組運(yùn)行,第4 組運(yùn)行結(jié)束循環(huán)到第1 組運(yùn)行。具體除塵控制流程如圖2。

圖2 礦槽除塵控制流程圖

3 倉(cāng)泵常見(jiàn)故障及處理

3.1 倉(cāng)泵無(wú)法加壓

首先檢查總氣源壓力,檢查所有供氣管道上的手動(dòng)閥門是否開(kāi)到位,同時(shí)檢查“進(jìn)氣閥”能否正常開(kāi)啟;開(kāi)啟后檢查“進(jìn)氣閥”后端的調(diào)壓閥是否有壓力顯示,如果“進(jìn)氣閥”和調(diào)壓閥都沒(méi)有故障,拆卸供氣管道和倉(cāng)泵連接處法蘭;拆卸后打開(kāi)“進(jìn)氣閥”觀察管道是否暢通,一般無(wú)法加壓就是管路不通的問(wèn)題。

3.2 倉(cāng)泵無(wú)法自動(dòng)投入

檢查就地箱上的切換按鈕有沒(méi)有切換到遠(yuǎn)程上;空氣壓力有沒(méi)有達(dá)到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 倉(cāng)泵本體加壓過(guò)慢

檢查所有氣動(dòng)閥門是否關(guān)到位,同時(shí)打開(kāi)“輸送閥”觀察調(diào)壓閥壓力表的壓力顯示是否正常,一般加壓過(guò)慢通常是倉(cāng)泵或者管道存在泄露造成的,因此,只要檢查閥門或者管道是否存在泄露就可解決該故障。

3.4 倉(cāng)泵堵管

當(dāng)遇到在觸摸屏上的報(bào)警條顯示輸送堵管時(shí),主要表現(xiàn)為壓力上升過(guò)快且大于0.5 MPa,而且壓力下降不了,首先切換到就地操作,打開(kāi)出料閥、排氣閥,讓倉(cāng)泵本體的壓力卸掉,當(dāng)壓力卸掉后,關(guān)閉排氣閥,打開(kāi)進(jìn)氣閥進(jìn)行吹管操作。觀察倉(cāng)泵本體的壓力表,如果壓力依然上升且持續(xù)不下降,關(guān)閉進(jìn)氣閥,重復(fù)第一步的操作,一般來(lái)說(shuō),重復(fù)數(shù)次之后可以排通管道。

3.5 倉(cāng)泵長(zhǎng)時(shí)間無(wú)料

正常情況下,當(dāng)倉(cāng)泵自動(dòng)運(yùn)行一段時(shí)間后,倉(cāng)泵本體會(huì)有明顯的變熱,如果沒(méi)有變熱則說(shuō)明上部沒(méi)有物料下來(lái),這時(shí)應(yīng)該首先敲擊上部管道確認(rèn)上部是否有料,如果上部有料,確認(rèn)開(kāi)關(guān)“進(jìn)料閥”是否開(kāi)到位,上部有料且“進(jìn)料閥”完好時(shí),關(guān)閉倉(cāng)泵上部的手動(dòng)插板閥,卸掉膨脹節(jié),觀察有無(wú)雜物堵塞。

3.6 倉(cāng)泵自動(dòng)運(yùn)行時(shí)輸送超時(shí)

當(dāng)觸摸屏上報(bào)警條顯示輸送超時(shí),說(shuō)明輸送時(shí)間已超過(guò)輸送設(shè)定的最長(zhǎng)時(shí)間。此種情況一般由物料濕度大或氣源壓力不正常導(dǎo)致,此時(shí)應(yīng)重新設(shè)定輸送超時(shí)時(shí)間。如果檢查物料濕度大或氣源壓力均正常時(shí),可能為堵管先兆,必須要引起注意。此時(shí)應(yīng)先檢查出料閥是否打開(kāi)或是否開(kāi)啟至最大位置,然后再檢查倉(cāng)泵氣化裝置。擰下螺塞后,如果內(nèi)部有干燥物料流出時(shí),拆下氣化裝置,檢查氣化過(guò)濾板有無(wú)破損及與殼體結(jié)合處有無(wú)漏灰。當(dāng)氣化裝置完好無(wú)損時(shí),應(yīng)檢查閥門是否完好,同時(shí)用壓縮空氣將內(nèi)部物料反吹干凈,如果無(wú)法吹凈過(guò)濾板上的黏結(jié)物時(shí),應(yīng)更換過(guò)濾板。擰下螺塞后,如果內(nèi)部有潮濕物料,則需拆下氣化裝置并卸下過(guò)濾板,進(jìn)行徹底清理,并查明漏灰、積水原因,更換過(guò)濾板。

4 結(jié)論

改造后的除塵系統(tǒng)經(jīng)過(guò)幾個(gè)月試運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了輸灰暢通無(wú)阻,不僅避免了冒煙現(xiàn)象,還使得1 個(gè)班減少了1 個(gè)人力,維護(hù)周期也從每天1 次變成半月維護(hù)1 次,對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)起到了減員增效的效果。

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