城池工业炉

转炉,回转电炉烟气净化与回收

1 转炉,回转电炉回收基本原理

　　1.1 转炉,回转电炉烟气的收集、冷却和净化

　　转炉烟气离开炉口时温度为1 400~1 500℃，主要采用循环水冷法令其迅速冷却。烟气经过众多毛细管环绕的活动烟罩、上部固定烟罩和汽化冷却烟道后，冷却至800~1 000℃，然后经溢流文氏管（以下简称“一文”）进行饱和冷却降温、除尘，此时温度已降至75℃左右。冷却后的烟气经重力脱水器进入矩形线性可调文氏管（以下简称“二文”），进行精除尘。此时，烟气与喷入二文内的水滴高速碰撞，由于扩散、惯性作用，烟气中的尘粒与水珠结合后凝聚而被除下。二文采用矩形“R-D”线性可调文氏管，通过阀板（米字阀）调节其开度，控制罩内差压。回收时，将罩内烟气压力调节至微正压（一般约为0~20 Pa），以控制空气吸入量（即控制O2的吸入量），减少烟气中CO的燃烧，使回收的煤气浓度增高。

　　1.2 转炉,回转电炉烟气的抽取、放散及回收

　　煤气鼓风机是烟气除尘系统的重要设备，依靠它的强大抽吸能力将吹炼产生的大量烟尘抽走。淮钢风机通过液力耦合器调速，其转速根据生产工艺进行调整（淮钢烟气鼓风机高速为2 700 r/min；低速为800 r/min），动力源采用防爆电机。一般情况下，在转炉吹炼期，鼓风机升至高速；非吹炼期，降至低速。在鼓风机的烟气出口处，设有煤气分析仪，录检测到CO含量>40%，O2含量<1.5%时，烟气送入煤气加压站，作为燃料储存，否则引至烟囱放散。

　　2 转炉,回转电炉主要设备选型与系统基本配置

　　转炉烟气净化回收自动控制系统，采用西门子SMATIC S7-400作为主站，挂接ET200M远程站，I/O模板选用S7-300系列，主从站间采用PROFIBUS-DP网通信，主干环网选用SIMATICNET。软件平台选用WINDOWS 2000 PROFESSIONAL，PLC编程环境采用Step7 V5.2，上位监控软件采用WIN CC V5.2，网络通信采用Soft Net软件。从运行效果看，硬件系统运行稳定可靠，软件系统刷新速度快，实时更新性好，配合报警与趋势功能，极大地满足了操作人员对于数值监测，设备控制以及数据记录的需要。

　　3 转炉,回转电炉控制要求的实现

　　3.1 基本控制流程

　　在整个烟气净化与回收的过程中，由于烟气温度很高，且属易燃易爆气体，一旦出现泄漏将出现不可估量的后果，所以在控制方式上对自动化要求很高。

　　3.2 主要控制回路

　　（1）炉口微差压控制。采用闭环PID调节回路，将炉口微差压的检测值作为过程值，设定值一般在10 Pa左右，利用闭环调节二文阀芯开度。由于炉口微差压调节的好坏，直接影响煤气回收的质量，所以要求将比例调节值P和积分调节值I调节到使输出较为灵敏的数值处。此外，降罩后进行调节，抬罩后将二文阀芯开度设定到50%。

　　（2）风机转速控制。风机的全程自动调节取决于两点，即兑铁时刻和出钢时刻。当OG系统收到顶吹“兑铁”信号后，负机自动升至高速，吹炼完毕，转炉转至出钢角时，风机自动降为低速。风机高低速的转换，必须平滑，实现斜坡速度上升或下降，否则电流变化过猛，会对电机造成损害，缩短电机寿命。

　　（3）三通阀组连锁控制。三通阀组是决定煤气回收、放散的核心装置，阀组的控制也是OG系统中比较复杂的环节。在这一环节中，包括对三通阀体的控制，对水封逆止阀以及旁通阀的控制，对N2吹扫B1阀、B2阀、D阀的控制以及对冲洗电磁阀的控制。

　　4 转炉,回转电炉尚待完善提高的环节

　　本设计完全满足了炼钢车间对于烟气净化与回收系统的工艺要求，控制系统运行稳定可靠，极大地方便了操作人员对于整个OG系统的监控。但纵观整体设计，存在以下两点不足：

　　（1）二文喉口处的喷水量直接决定着除尘效果的好坏，因这里总有大量烟尘通过，极易堵塞，厂家在这里设计了氮气捅针。操作工定时操作捅针，对二文喉口喷水处进行清堵处理。但这项上作琐碎易忘，导致堵塞后的除尘效果不好，冒出大量黄烟。在今后的设计中，应将这一过程加入PLC自控系统，以便定期自动完成清堵工作。

　　（2）自控系统很大程度上依赖于仪表测量到的准确数据。由于本系统处于高温、高粉尘环境中，所以某些位置的仪表易出故障，导致操作工无法正确了解各段设备的情况，不但直接影响除尘效果，更易发生意想不到的危险。所以今后在设计这类工况下的仪表时，务必在选型和安装位置上仔细斟酌，以便能够长期测量到准确的数据。