高爐煤氣除塵放灰系統自動化改造

凌寒

【摘 要】近年來我國的環保意識的加強，過去的粗獷開放式生產模式逐漸成為過去，生產的廢氣、粉塵和廢渣等都被回收再利用。但在回收廢氣、粉塵和廢渣的同時也伴隨著安全隱患的增加，為了減少不安全因素，大部分企業都采取的工業自動化遠程操作。本文本著減少經濟成本理念改進了高爐煤氣除塵放灰系統，增強了卸灰能力，減少了工人現場出勤次數，降低了危險系數。

【關鍵詞】除塵；安全；自動化

0 引言

隨著我國環境保護意識的加強，我國的高爐煉鐵已經從過去的開放式煉鐵環境轉變為封閉式煉鐵模式，當年照片宣傳的鐵花四濺、白煙滾滾的年代已經過去，現在煉鐵廠已經成為花園式工廠。

高爐煉鐵的主要產品是生鐵，副產品有高爐煤氣、爐塵和爐渣。其中爐塵是隨著高速上升的煤氣帶離高爐的細顆粒爐料。一般含鐵30%～50%，含碳10%～20%。經煤氣除塵回收后，可以用作燒結礦原料。[1]

高爐煤氣經重力除塵器粗除塵后，進入布袋除塵器精除塵，凈化后的煤氣經煤氣主管、調壓閥組（或TRT）調節穩壓后，送往廠區凈煤氣總管?；拿簹獾幕覊m含量為5～6g/Nm3，經布袋除塵后，煤氣的含塵量≤8mg/Nm3，即可以滿足用戶對煤氣含塵量的要求。

1 工藝流程

1.1 箱體組成

箱體由荒煤氣室（過濾室）、凈煤氣室、下灰斗、人孔、煤氣進出口、氣體分布柵、安全閥、取樣口、吹掃口、煤氣放散口及支座等組成。荒煤氣從箱體頂部中間方向進入，凈煤氣出口設在箱體頂部?；拿簹鈴纳隙拢瑲饬骶鶆颍苊獠即鼊×一蝿?。

1.2 噴吹系統工藝流程

反吹介質為氮氣，每個箱體設二套脈沖氮氣反吹系統。脈沖閥的進氣端與噴吹氣包連接，出氣端通過閥門（常開）與噴吹管連接。當脈沖閥打開時，氮氣由噴吹氣包通過脈沖閥，經噴嘴噴入文氏管，并振動濾袋，進行清灰。在噴吹清灰過程中，每次噴吹清灰時間為0.1～0.2S，在這一瞬間內噴出的高壓氮氣，形成高速氣流，從周圍引入數倍于噴射氣量的凈煤氣沖進濾袋，致使濾袋急劇膨脹，引起一次沖擊振動，同時，在瞬間產生由里及外的逆向氣流，由于沖擊和逆向氣流的作用，附著在濾袋外層的粉塵被抖落，而嵌于濾布孔隙中的粉塵也被吹掉，濾袋可重新使用。

1.3 卸輸灰裝置

卸輸灰裝置由大灰倉、卸灰閥、皮帶等組成。為保證卸灰通暢，在布袋除塵器箱體和大灰倉及中間灰倉的下錐體設有倉壁振動器。

1.4 燃氣自動化硬件組成

本系統主要由施耐德PLC組成，其中包括電源模板、CPU模板、數字量模板、模擬量模板和通訊模板組成。主站CPU為140CPU651 50，主分站通過主站CRP模塊和分站CRA模塊由同軸電纜進行通訊連接，并安裝主站冗余。其余分站裝有140DDI、DDO、ARI、ACI等模塊用來采集數據及驅動設備動作。

1.5 卸灰程序段

程序說明：

（1）如圖2所示，IO_PLC遠程控制、IO_LOCAL現場控制、PD_RUN皮帶運轉反饋信號、HMI_START_PB電腦畫面啟動、HMI_STOP_PB電腦畫面停止、CY_D壓差到信號、RUN_CMD倉壁振動器啟動輸出、SUB 減法功能塊、GT大于功能塊。

（2）第一段程序，運灰皮帶啟動有兩種控制方式，遠程控制和現場控制。在遠程控制中，在PD_RUN信號來的前提下可在畫面手動啟動倉壁振動器RUN_CMD進行放灰作業，并在CY_D信號來時或手動點動停止按鈕停止振動器運行。在現場控制中只需要點動啟動和停止按鈕即可控制振動器起停，沒有其他連鎖條件。并且遠程和本地控制設有互鎖，防止設備誤動作。

1.6 工藝特點及缺點

本系統是上進煤氣工藝，特點是氣流方向和灰塵降落方向一致，反吹時有利于灰塵沉降，但灰斗部分易形成煤氣死去，溫度低，易結露和粉塵結塊，影響排灰的正常進行，雖然大灰倉及中間灰倉的下錐體設有倉壁振動器，但有時效果不佳，還需要人為地敲打，這對煤氣區域作業的人帶來一定的安全隱患。

圖 2

2 工藝改進

2.1 工藝改進理念

（1）減少煤氣區域人工作的時間，減少安全事故發生的因素。

（2）獲得很好的卸灰效果，并實現自動化。

（3）跟據上述生產工藝特點，建議每個箱體增加一組倉壁振動器。這樣可以增加箱體震動點，增強下灰能力，同時還可以減少人工現場敲擊，降低危險系數。

（4）并且本著節能的理念，后增加的倉壁振動器B，是在倉壁振動器A工作時并且卸灰效果不佳的情況下啟動。

（5）為了實現自動化控制，在卸灰嘴下方的皮帶加裝皮帶秤，并設定秤值，再秤值小于額定值后若干秒，自動啟動倉壁振動器B。

2.2 程序設計

圖 3

程序說明：

（1）在原有的程序基礎上，增加了以下幾段程序。如圖3所示。

（2）在第2段遠程控制程序中，倉壁振動器A運行的條件下，滿足皮帶秤值小于5kg并在20秒內連續輸入電信號的情況下條件下，倉壁振動器B啟動，并可以實現振動器B單獨手動起停。

（3）在第2段現場控制程序中，振動器B可由現場啟動和停止按鈕直接控制啟動，沒有其他連鎖條件。

（4）LT是“<”比較指令，當PD_CZ<5kg時功能塊輸出，后面連接TON接通延時指令，在輸入指令保持20s后輸出，接通PD_SL。SUB是“—”指令，YL_PA—YL_PB的結果傳送入GT“>”比較指令輸入端，當結果大于YL_SET時接通CY_D。

3 改造效果

通過改造卸灰的效果明顯加強，一般每個箱體24小時放灰1次，改造前冬天現場工人敲擊每個箱體的平均次數為25/月，改造后冬天工人敲擊每個箱體的平均次數為5/月，即經濟上人工費用明顯下降，同時危險系數也明顯降低。

【參考文獻】

[1]王筱留.高爐生產知識問答[M].冶金工業出版社，2005.

[2]內部生產工藝技術手冊[Z].

[責任編輯：孫珊珊]

【摘 要】近年來我國的環保意識的加強，過去的粗獷開放式生產模式逐漸成為過去，生產的廢氣、粉塵和廢渣等都被回收再利用。但在回收廢氣、粉塵和廢渣的同時也伴隨著安全隱患的增加，為了減少不安全因素，大部分企業都采取的工業自動化遠程操作。本文本著減少經濟成本理念改進了高爐煤氣除塵放灰系統，增強了卸灰能力，減少了工人現場出勤次數，降低了危險系數。

【關鍵詞】除塵；安全；自動化

0 引言

隨著我國環境保護意識的加強，我國的高爐煉鐵已經從過去的開放式煉鐵環境轉變為封閉式煉鐵模式，當年照片宣傳的鐵花四濺、白煙滾滾的年代已經過去，現在煉鐵廠已經成為花園式工廠。

高爐煉鐵的主要產品是生鐵，副產品有高爐煤氣、爐塵和爐渣。其中爐塵是隨著高速上升的煤氣帶離高爐的細顆粒爐料。一般含鐵30%～50%，含碳10%～20%。經煤氣除塵回收后，可以用作燒結礦原料。[1]

高爐煤氣經重力除塵器粗除塵后，進入布袋除塵器精除塵，凈化后的煤氣經煤氣主管、調壓閥組（或TRT）調節穩壓后，送往廠區凈煤氣總管?；拿簹獾幕覊m含量為5～6g/Nm3，經布袋除塵后，煤氣的含塵量≤8mg/Nm3，即可以滿足用戶對煤氣含塵量的要求。

1 工藝流程

1.1 箱體組成

箱體由荒煤氣室（過濾室）、凈煤氣室、下灰斗、人孔、煤氣進出口、氣體分布柵、安全閥、取樣口、吹掃口、煤氣放散口及支座等組成?；拿簹鈴南潴w頂部中間方向進入，凈煤氣出口設在箱體頂部。荒煤氣從上而下，氣流均勻，避免布袋劇烈晃動。

1.2 噴吹系統工藝流程

反吹介質為氮氣，每個箱體設二套脈沖氮氣反吹系統。脈沖閥的進氣端與噴吹氣包連接，出氣端通過閥門（常開）與噴吹管連接。當脈沖閥打開時，氮氣由噴吹氣包通過脈沖閥，經噴嘴噴入文氏管，并振動濾袋，進行清灰。在噴吹清灰過程中，每次噴吹清灰時間為0.1～0.2S，在這一瞬間內噴出的高壓氮氣，形成高速氣流，從周圍引入數倍于噴射氣量的凈煤氣沖進濾袋，致使濾袋急劇膨脹，引起一次沖擊振動，同時，在瞬間產生由里及外的逆向氣流，由于沖擊和逆向氣流的作用，附著在濾袋外層的粉塵被抖落，而嵌于濾布孔隙中的粉塵也被吹掉，濾袋可重新使用。

1.3 卸輸灰裝置

卸輸灰裝置由大灰倉、卸灰閥、皮帶等組成。為保證卸灰通暢，在布袋除塵器箱體和大灰倉及中間灰倉的下錐體設有倉壁振動器。

1.4 燃氣自動化硬件組成

本系統主要由施耐德PLC組成，其中包括電源模板、CPU模板、數字量模板、模擬量模板和通訊模板組成。主站CPU為140CPU651 50，主分站通過主站CRP模塊和分站CRA模塊由同軸電纜進行通訊連接，并安裝主站冗余。其余分站裝有140DDI、DDO、ARI、ACI等模塊用來采集數據及驅動設備動作。

1.5 卸灰程序段

程序說明：

（1）如圖2所示，IO_PLC遠程控制、IO_LOCAL現場控制、PD_RUN皮帶運轉反饋信號、HMI_START_PB電腦畫面啟動、HMI_STOP_PB電腦畫面停止、CY_D壓差到信號、RUN_CMD倉壁振動器啟動輸出、SUB 減法功能塊、GT大于功能塊。

（2）第一段程序，運灰皮帶啟動有兩種控制方式，遠程控制和現場控制。在遠程控制中，在PD_RUN信號來的前提下可在畫面手動啟動倉壁振動器RUN_CMD進行放灰作業，并在CY_D信號來時或手動點動停止按鈕停止振動器運行。在現場控制中只需要點動啟動和停止按鈕即可控制振動器起停，沒有其他連鎖條件。并且遠程和本地控制設有互鎖，防止設備誤動作。

1.6 工藝特點及缺點

本系統是上進煤氣工藝，特點是氣流方向和灰塵降落方向一致，反吹時有利于灰塵沉降，但灰斗部分易形成煤氣死去，溫度低，易結露和粉塵結塊，影響排灰的正常進行，雖然大灰倉及中間灰倉的下錐體設有倉壁振動器，但有時效果不佳，還需要人為地敲打，這對煤氣區域作業的人帶來一定的安全隱患。

圖 2

2 工藝改進

2.1 工藝改進理念

（1）減少煤氣區域人工作的時間，減少安全事故發生的因素。

（2）獲得很好的卸灰效果，并實現自動化。

（3）跟據上述生產工藝特點，建議每個箱體增加一組倉壁振動器。這樣可以增加箱體震動點，增強下灰能力，同時還可以減少人工現場敲擊，降低危險系數。

（4）并且本著節能的理念，后增加的倉壁振動器B，是在倉壁振動器A工作時并且卸灰效果不佳的情況下啟動。

（5）為了實現自動化控制，在卸灰嘴下方的皮帶加裝皮帶秤，并設定秤值，再秤值小于額定值后若干秒，自動啟動倉壁振動器B。

2.2 程序設計

圖 3

程序說明：

（1）在原有的程序基礎上，增加了以下幾段程序。如圖3所示。

（2）在第2段遠程控制程序中，倉壁振動器A運行的條件下，滿足皮帶秤值小于5kg并在20秒內連續輸入電信號的情況下條件下，倉壁振動器B啟動，并可以實現振動器B單獨手動起停。

（3）在第2段現場控制程序中，振動器B可由現場啟動和停止按鈕直接控制啟動，沒有其他連鎖條件。

（4）LT是“<”比較指令，當PD_CZ<5kg時功能塊輸出，后面連接TON接通延時指令，在輸入指令保持20s后輸出，接通PD_SL。SUB是“—”指令，YL_PA—YL_PB的結果傳送入GT“>”比較指令輸入端，當結果大于YL_SET時接通CY_D。

3 改造效果

通過改造卸灰的效果明顯加強，一般每個箱體24小時放灰1次，改造前冬天現場工人敲擊每個箱體的平均次數為25/月，改造后冬天工人敲擊每個箱體的平均次數為5/月，即經濟上人工費用明顯下降，同時危險系數也明顯降低。

【參考文獻】

[1]王筱留.高爐生產知識問答[M].冶金工業出版社，2005.

[2]內部生產工藝技術手冊[Z].

[責任編輯：孫珊珊]

【摘 要】近年來我國的環保意識的加強，過去的粗獷開放式生產模式逐漸成為過去，生產的廢氣、粉塵和廢渣等都被回收再利用。但在回收廢氣、粉塵和廢渣的同時也伴隨著安全隱患的增加，為了減少不安全因素，大部分企業都采取的工業自動化遠程操作。本文本著減少經濟成本理念改進了高爐煤氣除塵放灰系統，增強了卸灰能力，減少了工人現場出勤次數，降低了危險系數。

【關鍵詞】除塵；安全；自動化

0 引言

隨著我國環境保護意識的加強，我國的高爐煉鐵已經從過去的開放式煉鐵環境轉變為封閉式煉鐵模式，當年照片宣傳的鐵花四濺、白煙滾滾的年代已經過去，現在煉鐵廠已經成為花園式工廠。

高爐煉鐵的主要產品是生鐵，副產品有高爐煤氣、爐塵和爐渣。其中爐塵是隨著高速上升的煤氣帶離高爐的細顆粒爐料。一般含鐵30%～50%，含碳10%～20%。經煤氣除塵回收后，可以用作燒結礦原料。[1]

高爐煤氣經重力除塵器粗除塵后，進入布袋除塵器精除塵，凈化后的煤氣經煤氣主管、調壓閥組（或TRT）調節穩壓后，送往廠區凈煤氣總管。荒煤氣的灰塵含量為5～6g/Nm3，經布袋除塵后，煤氣的含塵量≤8mg/Nm3，即可以滿足用戶對煤氣含塵量的要求。

1 工藝流程

1.1 箱體組成

箱體由荒煤氣室（過濾室）、凈煤氣室、下灰斗、人孔、煤氣進出口、氣體分布柵、安全閥、取樣口、吹掃口、煤氣放散口及支座等組成?；拿簹鈴南潴w頂部中間方向進入，凈煤氣出口設在箱體頂部?；拿簹鈴纳隙拢瑲饬骶鶆颍苊獠即鼊×一蝿?。

1.2 噴吹系統工藝流程

反吹介質為氮氣，每個箱體設二套脈沖氮氣反吹系統。脈沖閥的進氣端與噴吹氣包連接，出氣端通過閥門（常開）與噴吹管連接。當脈沖閥打開時，氮氣由噴吹氣包通過脈沖閥，經噴嘴噴入文氏管，并振動濾袋，進行清灰。在噴吹清灰過程中，每次噴吹清灰時間為0.1～0.2S，在這一瞬間內噴出的高壓氮氣，形成高速氣流，從周圍引入數倍于噴射氣量的凈煤氣沖進濾袋，致使濾袋急劇膨脹，引起一次沖擊振動，同時，在瞬間產生由里及外的逆向氣流，由于沖擊和逆向氣流的作用，附著在濾袋外層的粉塵被抖落，而嵌于濾布孔隙中的粉塵也被吹掉，濾袋可重新使用。

1.3 卸輸灰裝置

卸輸灰裝置由大灰倉、卸灰閥、皮帶等組成。為保證卸灰通暢，在布袋除塵器箱體和大灰倉及中間灰倉的下錐體設有倉壁振動器。

1.4 燃氣自動化硬件組成

本系統主要由施耐德PLC組成，其中包括電源模板、CPU模板、數字量模板、模擬量模板和通訊模板組成。主站CPU為140CPU651 50，主分站通過主站CRP模塊和分站CRA模塊由同軸電纜進行通訊連接，并安裝主站冗余。其余分站裝有140DDI、DDO、ARI、ACI等模塊用來采集數據及驅動設備動作。

1.5 卸灰程序段

程序說明：

（1）如圖2所示，IO_PLC遠程控制、IO_LOCAL現場控制、PD_RUN皮帶運轉反饋信號、HMI_START_PB電腦畫面啟動、HMI_STOP_PB電腦畫面停止、CY_D壓差到信號、RUN_CMD倉壁振動器啟動輸出、SUB 減法功能塊、GT大于功能塊。

（2）第一段程序，運灰皮帶啟動有兩種控制方式，遠程控制和現場控制。在遠程控制中，在PD_RUN信號來的前提下可在畫面手動啟動倉壁振動器RUN_CMD進行放灰作業，并在CY_D信號來時或手動點動停止按鈕停止振動器運行。在現場控制中只需要點動啟動和停止按鈕即可控制振動器起停，沒有其他連鎖條件。并且遠程和本地控制設有互鎖，防止設備誤動作。

1.6 工藝特點及缺點

本系統是上進煤氣工藝，特點是氣流方向和灰塵降落方向一致，反吹時有利于灰塵沉降，但灰斗部分易形成煤氣死去，溫度低，易結露和粉塵結塊，影響排灰的正常進行，雖然大灰倉及中間灰倉的下錐體設有倉壁振動器，但有時效果不佳，還需要人為地敲打，這對煤氣區域作業的人帶來一定的安全隱患。

圖 2

2 工藝改進

2.1 工藝改進理念

（1）減少煤氣區域人工作的時間，減少安全事故發生的因素。

（2）獲得很好的卸灰效果，并實現自動化。

（3）跟據上述生產工藝特點，建議每個箱體增加一組倉壁振動器。這樣可以增加箱體震動點，增強下灰能力，同時還可以減少人工現場敲擊，降低危險系數。

（4）并且本著節能的理念，后增加的倉壁振動器B，是在倉壁振動器A工作時并且卸灰效果不佳的情況下啟動。

（5）為了實現自動化控制，在卸灰嘴下方的皮帶加裝皮帶秤，并設定秤值，再秤值小于額定值后若干秒，自動啟動倉壁振動器B。

2.2 程序設計

圖 3

程序說明：

（1）在原有的程序基礎上，增加了以下幾段程序。如圖3所示。

（2）在第2段遠程控制程序中，倉壁振動器A運行的條件下，滿足皮帶秤值小于5kg并在20秒內連續輸入電信號的情況下條件下，倉壁振動器B啟動，并可以實現振動器B單獨手動起停。

（3）在第2段現場控制程序中，振動器B可由現場啟動和停止按鈕直接控制啟動，沒有其他連鎖條件。

（4）LT是“<”比較指令，當PD_CZ<5kg時功能塊輸出，后面連接TON接通延時指令，在輸入指令保持20s后輸出，接通PD_SL。SUB是“—”指令，YL_PA—YL_PB的結果傳送入GT“>”比較指令輸入端，當結果大于YL_SET時接通CY_D。

3 改造效果

通過改造卸灰的效果明顯加強，一般每個箱體24小時放灰1次，改造前冬天現場工人敲擊每個箱體的平均次數為25/月，改造后冬天工人敲擊每個箱體的平均次數為5/月，即經濟上人工費用明顯下降，同時危險系數也明顯降低。

【參考文獻】

[1]王筱留.高爐生產知識問答[M].冶金工業出版社，2005.

[2]內部生產工藝技術手冊[Z].

[責任編輯：孫珊珊]