風機液力耦合器調速在煉鋼廠的應用

封卓

摘 要：布袋除塵風機被廣泛應用于煉鋼生產工藝的煙氣除塵中。布袋除塵風機一般都是利用液力耦合器對風機進行調速驅動的。以漣鋼210轉爐廠為研究對象，根據用戶點在煉鋼各生產環節中除塵需求的差異，應用液力耦合器的風機自動調速功能對風機風力進行調控，從而有效地降低了電機的輸出功率，提高了除塵效果，實現了節能環保的目標。

關鍵詞：布袋除塵；液力耦合器；連鎖控制；節能環保

中圖分類號：TH137.331 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）13-0032-02

1 概述

布袋除塵風機以其對細微粉塵收集的效率高和適應性強，可收集不同性質的粉塵，以及結構簡單、工作穩定等特點被廣泛應用于建材、冶金、化工等行業。其工作原理是塵粒在繞過濾布纖維時，因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截，使含塵煙氣經過導流系統后均勻地進入除塵器本體的濾布纖維過濾區過濾，凈化后的煙氣由風口直接排出。液力耦合器作為除塵風機的動力傳輸設備，它又被稱為液力聯軸器。液力聯軸器內局部充滿工作液體，當泵輪在原動機帶動下旋轉時，工作液體便會被泵輪葉片驅動，在離心力的作用下，工作液體沿泵輪工作腔的曲面流向渦輪，同時產生切向力；當泵輪內的工作液體流到渦輪腔時，由切向力推動渦輪葉片，這樣，渦輪便會得到轉矩。所以，液力耦合器是一種非剛性的連軸器，它連接著原動機的輸出軸和風機動力輸入軸，利用液體與泵輪、渦輪葉片之間的相互作用而產生動力矩，從而將原動機的力矩傳送到風機上去，通過調整機構和力矩的傳送，進而達到調節風機轉速的目的。

2 布袋除塵工藝及設備簡介

漣鋼210轉爐廠的2座210 t轉爐共設計了3臺布袋除塵風機，分別為二次除塵風機、混鐵爐脫硫除塵風機和精煉爐除塵風機。單臺風機設計風量1 200 000 m3/h，液力耦合器型號為YOTCP-1250，風機電機型號為YKK800-8 10 kV、2 500 kW，電動執行器型號為ZH1600-K，控制采用西門子PLC.3臺布袋除塵風機傳動液力耦合器利用電動執行器調節傳輸力矩，進而調整風機轉速，達到控制風力調整吸入的煙氣量的目的。

3 現狀及改進措施

3.1 現狀

自210轉爐廠投產以來，3臺布袋除塵風機長期處于高速運行的狀態，無法根據生產節奏來調節風機轉速，需要人工通知操作人員進行升速、降速控制，不能實時控制，所以，除塵效果差，容易造成環境污染。由于不同崗位的操作人員之間的溝通不到位，長期存在不能及時升速的問題，使得用戶點除塵吸力不夠，導致煙氣不能及時被抽走，進而造成環境污染。

3.2 改進措施

針對上述情況，我廠對3臺布袋除塵風機的調速方式進行了控制優化，通過自動化控制程序對除塵風機的轉速進行實時調節，以達到根據用戶使用情況實時調節風速、節能和及時抽走煙氣的目的。

3.2.1 轉爐二次除塵

將轉爐分為兌鐵、冶煉、出鋼三個階段，使除塵閥門與相應的冶煉階段進行連鎖控制。將轉爐的氧槍PLC與除塵PLC建立通訊連接，將轉爐除塵閥狀態數據發送至轉爐二次除塵PLC，由轉爐二次除塵PLC再根據爐前閥門的開關狀態和使用個數實時控制、調節風機轉速。

3.2.2 混鐵爐脫硫除塵

建立脫硫PLC、混鐵爐PLC與混鐵爐脫硫除塵PLC的通訊連接，將3個脫硫站的攪拌位除塵閥門開關信號與扒渣位除塵閥門開關信號、混鐵爐兌鐵和出鐵時的除塵閥門的開關信號和8#高爐兌鐵時的除塵閥門開關信號傳送至混鐵爐脫硫除塵PLC，混鐵爐脫硫除塵PLC根據混鐵爐脫硫區域除塵閥門的開關狀態和閥門、開關的個數實時控制、調節風機轉速。

因為混鐵爐出鐵閥門管徑大和脫硫除塵效果不佳，所以，在這幾個閥門信號到來時，人為增加了閥門的計算個數。例如，出鐵除塵閥開時，按兩個除塵閥門打開進行計算。

3.2.3 精煉除塵

精煉爐允許高壓合閘的信號在畫面制作按鈕，限制每一爐鋼只允許操作一次，并保持信號持續一爐鋼的時間。然后，建立精煉PLC與精煉除塵PLC的通訊連接，將允許高壓合閘作為精煉爐準備生產的信號發送至精煉除塵PLC.

由于精煉皮帶上料時同樣會產生大量的煙塵，所以，需要建立精煉皮帶上料PLC與精煉除塵PLC之間的通訊連接，把精煉皮帶上料的運行信號發送至精煉除塵PLC.精煉除塵PLC根據信號判斷精煉爐是否生產，在生產的前6 min，煙氣量產生較大時，使風機處于高速運轉的狀態之后降速，再根據2座精煉爐的狀態配合給出不同的風機速度。

3.2.4 程序控制優化

以上自動控制和風機轉速優化都是通過西門子PLC程序控制實現的自動連鎖，通過對各個用戶端狀態的實時判斷來操控風機的轉速。由于3臺布袋除塵都采用的是液力耦合器調速，因此，只有通過對液力耦合器點動執行器的調節來控制風機轉速。然而在實踐過程中發現，在轉爐生產節奏緊張時，各個除塵閥門的動作比較頻繁，因此，調速也相對頻繁。在頻繁的升速、降速過程中，高壓電機經常存在過流現象，并且頻繁的升速、降速也容易損壞設備。針對這一情況，我們采用分步、分階段加減速的控制方式，對液力耦合器、執行器的給定是每隔3 s只增加0.1的輸出值，這樣大大減少了調速過程中的電流沖擊，同時，也減少了因電流過大導致高壓設備跳閘而影響生產的事故發生。

4 效果

實現3臺布袋除塵風機速度與各個用戶端閥門的連鎖控制比以往人為調速更為實時、準確，這大大節省了人力成本，同時，還避免了因升速不及時造成的環境污染，并且使得風機不再長時間處于高速運行的狀態。這樣做，不僅保護了設備，還延長了設備的使用壽命。設備經過改進后，各個用戶點的除塵效果得到了明顯的改善。

5 結束語

液力耦合器控制風機調速已在很多場合被廣泛采用，然而液力耦合器在調速范圍和調速精度等問題上與變頻器調速相比還存在一定差距。最新的除塵風機設計越來越趨向于使用高壓變頻器進行變頻調速，但是，由于高壓變頻器價格昂貴，操作維護復雜成為了阻礙其推廣的重要原因。因此，我們在利用現有液力耦合器調速的方式下，對其控制方式進行優化，使其最大限度地發揮出調速和節能的效果。

參考文獻

[1]王鴻合，張斌.布袋除塵器技術及其應用[J].吉林電力，2004（5）.

[2]楊曉鳳，李開峰.淺談液力聯軸器的使用[J].科技信息（科學教研），2008（23）.

〔編輯：白潔〕

Abstract： Dust bag fans are widely used in steel production processes in flue dust. Dust bag fan usually use hydraulic coupling for speed on the fan drive. In LIANGANG 210 converter plant for the study， the difference in steelmaking dust needs of the production processes according to the user point of application of hydraulic coupling automatic fan speed control function to regulate wind turbine， thus effectively reducing the output of the motor power， improved dust effects， to achieve energy saving targets.

Key words： dust bag； hydraulic coupling； chain of control； energy saving