專利名稱：電弧爐煙塵移動半密閉罩收集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種電弧爐煙塵移動式半密閉罩收集及水浴綜合處理方法，屬 電弧爐煙塵收集及水浴處理方法制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電爐集塵系統(tǒng)采用在爐頂安裝鉗形排煙罩及在爐門上方安裝爐門排 煙罩進行爐外排煙，這一局部吸塵罩不能將從電弧爐爐蓋周圍外溢的煙塵補集， 特別是在吹氧期，更是不能有效地補集煙塵，造成電弧爐周圍，甚至電弧爐上 空煙霧彌漫，影響環(huán)境。
目前電弧爐大多采用脈沖袋式除塵器，清灰能力強，除塵效率高。但是，
一般在使用一段時間后，除塵效率就會顯著下降，而達不到設(shè)計運行效果。加
之，公司的爐料來源復雜，廢鋼上有許多油漆，加熱后會產(chǎn)生許多有機氣體， 粉塵具有一定的黏性,因此很容易在使用一段時間之后,隨著布袋外表面所黏附
的粉塵厚度增加，即使采用脈沖噴吹也很難清除掉附著在布袋外表面的細小粉 塵,而嚴重影響到除塵器的效率。而且，從經(jīng)濟性方面考慮，濾料的費用高昂，
約100元/m2。若應(yīng)用于本項目,由于存在相當份額的細小粉塵,過濾風速不能太 高。如取1.0m/s,則約需要2000m2的過濾面積,僅濾袋一項就需花費20萬元。日 后，在濾料嚴重堵塞而是效率下降之后，因更換成本高，往往人們會覺得濾料 棄之可惜，留之又形同虛設(shè)。 發(fā)明內(nèi)容
設(shè)計目的避免背景技術(shù)中的不足之處，設(shè)計一種一是對超細煙塵(5um 以下)采用濕法除塵；二是篩網(wǎng)與水力捕集和超細顆粒的聚抱成大顆粒研究， 便于文丘里和麻石除塵器撲集；三是捕集風量和收集效率的函數(shù)關(guān)系；四是科 學設(shè)計變頻風量與冶煉工況的關(guān)系;五是科學設(shè)計水溫、煙溫與冬天防凍的關(guān)系。
3設(shè)計方案為了實現(xiàn)上述設(shè)計目的。1、采用半密閉罩與屋頂天窗結(jié)合捕集 方式收集煙塵。半密閉罩是在整個熔化期、氧化期及還原期將電弧爐封閉，利 用引風機負壓將煙塵收集，此時屋頂天窗開啟,可以排出未被密閉罩所捕集的粉 塵。半密閉罩安裝走行機構(gòu)，在加料、出鋼時移開，屋頂天窗關(guān)閉,作為屋頂大 罩運行,在浮升力的作用下捕集粉塵進入除塵系統(tǒng)。即半密閉罩與屋頂罩并聯(lián)進 入除塵系統(tǒng)，在變頻風機的作用下進入除塵器，通過閥門自動調(diào)節(jié)比例。半密 閉罩上的風管在室內(nèi)轉(zhuǎn)向下進入室內(nèi)地溝，沿地溝布設(shè)至室外后抬高上升，室 內(nèi)地溝上設(shè)檢修口。 2、本設(shè)計決定采用濕式除塵器,即采用三級濕式除塵器(1) 采用沖擊水浴除塵器作為一級除塵,可以首先有效地清除煙氣中的大顆粒粉塵。 (2)采用帶脫硫裝置的文丘里除塵器作為二、三級除塵脫硫，攜帶著細小粉塵的 氣流離開水浴除塵器之后，進入文丘里除塵器。文丘里除塵器對于小于l，的
塵粒有很高的捕集效率，可達到99%。進入文丘里除塵器分離筒中的氣流在上
升過程中，再次與從其上部環(huán)狀噴入的水霧相接處，其中所含有的S02氣體遇
水溶解，而得到進一步洗滌，可以減小其排放濃度。
技術(shù)方案電弧爐煙塵移動半密閉罩收集裝置，該裝置是利用一個半密封 罩將電爐罩在其中，半密閉罩底部裝有行走機構(gòu)，密封罩上開有兩個半圓弧的 風管接口，風管夾在中間且與密封罩的聯(lián)結(jié)。
本申請與背景技術(shù)相比， 一是除塵器效果好。目前高錳鋼電爐煙氣具有顆 粒細、粉塵易吸潮、比電阻高的特性，治理較難，雖然已經(jīng)有如抗結(jié)露、耐高 溫、抗靜電、拒水拒油、覆膜濾料等新型濾料的成功研制，但都不能很好地解 決這一問題。本申請采用沖擊水浴除塵器作為一級除塵,可以首先有效地清除煙 氣中的大顆粒粉塵，采用帶脫硫裝置的文丘里除塵器作為二、三級除塵脫硫， 攜帶著細小粉塵的氣流離開水浴除塵器之后，迸入文丘里除塵器，文丘里除塵 器對于小于1^的塵粒有很高的捕集效率，使進入文丘里除塵器分離筒中的氣
流在上升過程中，再次與從其上部環(huán)狀噴入的水霧相接處，其中所含有的S02 氣體遇水溶解，而得到進一步洗滌，可以減小其排放濃度；二是集煙罩的集煙 塵效果好，對煙塵的治理，有效地集塵是關(guān)鍵，要在不影響煉鋼工藝布局和冶煉操作的前提下，將煉鋼過程中散發(fā)的煙氣有效地收集起來，使后置的除塵裝 置能進行有效的凈化，因此必須研制出適用于實際煉鋼工況，且對煙塵的捕集 率高，能耗低、投資少、操作維護方便的新型集煙罩，該移動式半密閉罩是以 其能在最小處理風量下獲得最佳效果(為-效率、低能耗)為設(shè)計原則；三是控 制效果好，傳統(tǒng)的除塵系統(tǒng)企業(yè)為了追求效益，往往不能按時開啟。為了確保 該除塵系統(tǒng)能夠有效使用，該除塵用風機通過除塵用PLC與冶煉進智能連鎖， 即不開啟除塵系統(tǒng)，電弧爐不能進行正常冶煉，這樣就解決了長期以來除塵系 統(tǒng)的弊端。


圖1是除塵控制的原理示意圖。
圖2是除塵設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是除塵系統(tǒng)水循環(huán)軸側(cè)示意圖。
圖4是濕法組合除塵器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是除塵系統(tǒng)的工藝流程圖。
具體實施方式
實施例l:參照附圖2。電弧爐煙塵移動半密閉罩收集裝置，該裝置是利用 一個半密封罩將電爐罩在其中，半密閉罩底部裝有行走機構(gòu)，密封罩上開有兩 個半圓弧的風管接口，風管夾在中間且與密封罩的聯(lián)結(jié)。其電弧爐煙塵移動半 密閉罩收集方法，(l)半密閉罩是在整個熔化期、氧化期及還原期將電弧爐封閉， 利用引風機負壓將煙塵收集，此時屋頂天窗開啟,捕集未被密閉罩捕集到的粉塵； (2)在加料、出鋼時移開，屋頂天窗關(guān)閉,作為屋頂大罩運行，半密閉罩與屋頂罩 并聯(lián)進入除塵系統(tǒng)，在浮升力的作用下捕集粉塵進入除塵系統(tǒng)，在變頻風機的 作用下進入除塵器，根據(jù)冶煉工況，自動實現(xiàn)變頻風機風量及各閥門開啟度比 例，做到移動式半密閉罩在開啟和關(guān)閉狀態(tài)下均能有效收集煙塵。
參照附圖1 5。電弧爐煙塵移動半密閉罩收集裝置的水浴綜合處理方法， (1)采用沖擊水浴除塵器作為一級除塵，清除煙氣中的大顆粒粉塵;(2)采用帶脫硫 裝置的文丘里除塵器作為二、三級除塵脫硫，攜帶著細小粉塵的氣流離開水浴除塵器之后，進入文丘里除塵器；(3)—級洗滌式/沖擊式水浴除塵器的污水和二 級文丘里除塵器/帶脫硫裝置的文丘里除塵器的污水流入污水池，被捕集的粉塵 顆粒在重力作用下沉降，水可以循環(huán)使用；(4)進入沉淀池中的粉塵顆粒在重力 作用下沉入池底，在沉淀池內(nèi)設(shè)有刮泥機和泥漿泵，利用刮泥機將泥漿刮至沉
淀池端頭，定期利用泥漿泵將泥漿抽走。
1、 采用三級濕式除塵器
(1) 采用沖擊水浴除塵器作為一級除塵，可以首先有效地清除煙氣中的大顆 粒粉塵。
(2) 采用帶脫硫裝置的文丘里除塵器作為二、三級除塵脫硫，攜帶著細小粉 塵的氣流離開水浴除塵器之后，進入文丘里除塵器。文丘里除塵器對于小于1， 的塵粒有很高的捕集效率，可達到99%。進入文丘里除塵器分離筒中的氣流在 上升過程中，再次與從其上部環(huán)狀噴入的水霧相接處，其中所含有的S02氣體 遇水溶解，而得到進一步洗滌，可以減小其排放濃度。其處理流程如下
① 一級洗滌式/沖擊式水浴除塵器的污水和二級文丘里除塵器/帶脫硫裝置 的文丘里除塵器的污水流入污水池，被捕集的粉塵顆粒在重力作用下沉降，水 可以循環(huán)使用；
② 進入沉淀池中的粉塵顆粒在重力作用下沉入池底。為提高整個工藝過程 的自動化，減少人力，我們設(shè)計了刮泥機和泥漿泵，可以利用刮泥機將泥漿刮 至沉淀池端頭，定期利用泥漿泵將泥槳抽走。
2、 風管系統(tǒng)及設(shè)備選型
(1) 由于氧化期煙塵排放量最大，因此，電爐除塵系統(tǒng)按照氧化期的最大煙 塵氣流排量進行風管系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備設(shè)計選型?？紤]兩臺電弧爐的非同步工作 性，風量按14萬立方米/小時計算。
(2) 為防止粉塵在管路中的沿程沉積，造成風管堵塞，阻力增大等現(xiàn)象的發(fā) 生，采用圓形風管?？傦L管中的最大氣流速度取為15m/s，各與密閉罩相連接的 風管支路中氣流的最大速度取12m/s。
(3) 按氣流以15~20m/s的流速進入洗滌水浴/ 12~16m/s進入沖擊水浴除塵器，文丘里除塵器喉部的氣流速度為45 50m/s進行設(shè)計。對于脫硫文丘里除塵 器其脫硫室流速為3.5 4.7m/s。水浴除塵器循環(huán)水量按0.2~0.25L/m3風量取，文 丘里除塵器的循環(huán)水量按0. 5 L/m-s取。
(4)風機選型是在系統(tǒng)最大風量需求的基礎(chǔ)上增加1.1 1.2倍的安全閾度，并 在總阻力損失的基礎(chǔ)上考慮1.2的富裕系數(shù)進行除塵風機選型設(shè)計。 選型設(shè)計
3、 故障排污
系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過天窗上的故障排煙管道排出。
4、 除塵效率的檢測
在除塵器前后的直管段上留采樣孔以便定期提取塵樣，進行粉塵濃度測試， 對除塵效率進行評估。
5、 控制方案
控制原理該控制包含電爐冶煉控制和電爐除塵兩部分。其電氣控制采用 電控、計算機控制考慮。計算機控制系統(tǒng)由操作員站和三臺可編程序控制器 (PLC)組成。其中三臺PLC分別控制兩臺電弧爐和一臺除塵設(shè)備。 電弧爐控制系統(tǒng)
電極調(diào)節(jié)是電爐煉鋼的關(guān)鍵所在，由一臺S7-300獨自組成電弧爐的一個自 動控制系統(tǒng)，完成對電弧爐內(nèi)弧電流及電壓的調(diào)節(jié)，系統(tǒng)中設(shè)計了一套手動調(diào) 節(jié)控制，在非正常情況下，可脫機手動對電極進行人工升降操作。操作員站主 畫面有三相弧壓及弧流信號及電耗的歷史曲線，并且，當有一相弧壓為零(即 爐料不導電)時，有自動保護裝置。
除塵控制系統(tǒng)
由于不同工藝階段的煙氣溫度有差異變化沒有規(guī)律，因此溫度的高低不能 直接反映電爐的運行工況。該系統(tǒng)沒有采用檢測電爐工作中粉塵濃度和煙塵溫 度的方式來直接控制除塵風量，而是根據(jù)工況分階段對系統(tǒng)進行控制。從工程 角度講，溫度變送器可以在惡劣的工業(yè)場合應(yīng)用，抗干擾能力強、工作穩(wěn)定性 好、控制精度高、安全可靠、免維護且價格便宜，但是在整個冶煉過程中，溫度的不確定性，給控制造成了一定的困難。粉塵濃度檢測裝置價格昂貴、穩(wěn)定 性差、故障率高、維護量大、現(xiàn)場檢測點數(shù)據(jù)采集很難具有廣泛代表性等缺點。 基于上述原因，選用工況作為現(xiàn)場過程量，提高系統(tǒng)響應(yīng)速度、改善控制品質(zhì)、 達到良好的除塵效果、實現(xiàn)除塵風量自動控制、降低運行人員勞動強度、提高 系統(tǒng)效率，達到最佳的節(jié)電效果。具體的控制邏輯如圖1所示。
風壓監(jiān)視除塵器前風壓、除塵器后風壓、捕集罩內(nèi)風壓以及天窗口風壓等。
溫度監(jiān)視捕集罩內(nèi)煙塵溫度，天窗口煙塵溫度。
該PLC能夠控制風機的變頻，能夠自動調(diào)節(jié)閥門的開度以便分配兩臺電爐 除塵的風量，另外，為了保證濕法除塵水的正常開啟，我們將除塵風機與水壓 進行連鎖，即不開啟循環(huán)水，則不能啟動風機。
風機采用變頻控制，根據(jù)工況進行調(diào)速，以滿足風量要求。按最大風量設(shè)計。
整個電爐的計算機控制系統(tǒng)釆用西門子公司的S7-300可編程序控制器，通 過工業(yè)以太網(wǎng)與上位機實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)冶煉、除塵自動化。
控制方式為全線PLC程序控制，實現(xiàn)順控、邏輯控制、聯(lián)動和聯(lián)鎖，以及 信號傳輸、報警和數(shù)據(jù)采集等，必要時人工(通過按鈕或旋轉(zhuǎn)開關(guān))參與緊急 處置以至停機。PLC作為全線樞紐，具備了①能與上位機聯(lián)網(wǎng)和完成與各控制 單元之間的通訊，實現(xiàn)自動化控制與管理。②抗干擾能力強，有多種屏蔽和聯(lián) 鎖措施，適合在電爐強磁場條件下工作。
操作員站作為系統(tǒng)的人機界面，通過WinCC實現(xiàn)與下位機的對話，通過工 業(yè)以太網(wǎng)對系統(tǒng)進行實時監(jiān)控。
6、控制功能
本系統(tǒng)具備自動運行和手動運行兩種模式。自動方式下，根據(jù)工況來自動 調(diào)節(jié)噴淋水泵和除塵風機的順序啟停和運轉(zhuǎn)頻率，并根據(jù)工藝階段的不同，控 制風道電動閥的開啟度。手動方式下，操作員依靠控制柜上的按鈕或組態(tài)畫面 上的按鈕來控制他們的啟停，通過撥段開關(guān)手動設(shè)定噴淋水泵和除塵風機的運 轉(zhuǎn)頻率。7、 聯(lián)鎖保護功能
本系統(tǒng)具有除塵風機和噴淋水泵的啟停聯(lián)鎖，頻率大小的聯(lián)鎖輸出；還有 風道電動閥控制的聯(lián)鎖。
8、 系統(tǒng)的構(gòu)成及選型
根據(jù)電爐工藝的特點和控制系統(tǒng)所負擔的監(jiān)控功能，本控制系統(tǒng)由現(xiàn)場控 制級、過程控制級、監(jiān)控管理級三級結(jié)構(gòu)組成。過程控制級是由一套控制系統(tǒng) 構(gòu)成，過程站設(shè)在電爐控制室內(nèi)，具體負責本臺電爐的運行控制和數(shù)據(jù)采集， 監(jiān)控級管理操作站由一臺監(jiān)控工業(yè)計算機構(gòu)成，負責數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析、存儲 等處理及生產(chǎn)的調(diào)度管理。過程站和監(jiān)控站之間通過通訊網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交換。
現(xiàn)場控制級包括儀表設(shè)備(傳感器、變送器、執(zhí)行機構(gòu)等)；電氣設(shè)備(儀 表盤、控制柜等)；工藝設(shè)備以及其他輔助設(shè)備?，F(xiàn)場控制級是數(shù)據(jù)的直接提供 和接受單元。
過程控制級采用PLC控制系統(tǒng)完成實時數(shù)據(jù)的采集、儲存、計算和回路 控制、邏輯控制功能等。PLC控制器通過以網(wǎng)絡(luò)向監(jiān)控管理級的計算機傳送數(shù) 據(jù)，與現(xiàn)場控制級的各類儀表進行通訊。由于過程控制級在整個監(jiān)控系統(tǒng)中完 成所有實時數(shù)據(jù)的采集和控制任務(wù)，因此，作為整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心，過程控 制級是可靠性、速度要求最高、技術(shù)最復雜的一部分。
監(jiān)控管理級采用高可靠性的工業(yè)計算機以及高分辨率彩色顯示器。使用 中文Windows 2000桌面操作系統(tǒng)和人機界面。監(jiān)控級工作站間以及與過程控 制級間采用以太網(wǎng)通訊，通訊速度可達100Mb/S。上位機可將PLC的數(shù)據(jù)以字 符和動態(tài)圖形的方式顯示出來，操作員可在工作站上通過鍵盤和鼠標對現(xiàn)場設(shè) 備進行控制，并具有數(shù)據(jù)的存儲、運算、報警和報表打印等功能。
權(quán)利要求1、一種電弧爐煙塵移動半密閉罩收集裝置，該裝置是利用一個半密封罩將電爐罩在其中，其特征是半密閉罩底部裝有行走機構(gòu)，密封罩上開有兩個半圓弧的風管接口，風管夾在中間且與密封罩的聯(lián)結(jié)。
專利摘要本申請涉及一種電弧爐煙塵移動半密閉罩收集裝置，電弧爐煙塵移動半密閉罩收集裝置，該裝置是利用一個半密封罩將電爐罩在其中，半密閉罩底部裝有行走機構(gòu)，密封罩上開有兩個半圓弧的風管接口，風管夾在中間且與密封罩的聯(lián)結(jié)。
文檔編號F27B3/10GK201138133SQ20072011517
公開日2008年10月22日 申請日期2007年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月17日
發(fā)明者同亞勇, 琦 康, 張洲旭, 毅 李, 李寶有, 葛世輝, 蕾 趙, 郭云奇, 寧 閔 申請人:中鐵寶橋股份有限公司