·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