胡 希（上海西重所重型机械成套有限公司，上海，201900）



炼铁厂生石灰仓顶除尘器及给料设备电控系统

胡 希
（上海西重所重型机械成套有限公司，上海，201900）

摘要：炼铁厂生石灰料仓除尘器和给料设备是重要的工艺设备。除尘效果不好会造成严重的环境污染，给料设备的运行是否顺畅影响着生产效率和质量。本文以除尘器和生石灰给料设备的电控性能为着眼点，从电气的角度看问题，较详细地介绍了电气控制方案，希望能提供应用参考，和同行交流。

关键词：生石灰；除尘器；控制系统

1 原仓顶除尘器及给料设备的缺点

某炼铁厂一、二期生石灰料仓于1989年投入使用，由于仓顶除尘器的过滤面积设计小于实际使用要求，导致除尘能力不足，且清灰方式为振打清灰，清灰效果差，继而造成气力输送到石灰槽内的压力超过槽顶布袋的泄压压力，引起泄压阀打开，造成二次扬尘；当安装在泄压阀上的二次除尘发生灌肠现象时，槽体压力升高，存在使料仓可能变为压力容器的危险，对现场操作维护人员的安全构成很大的危害。为完善除尘器性能，改善操作维护人员的工作环境及工作的安全性，某炼铁厂决定对一、二期6台仓顶除尘器进行改造。

以C1、C2、C3、C4、C5分别作为6台仓顶除尘器所在工位的代号，除C1有2个料仓、2台除尘器外，其它都是1个料仓、1台除尘器，共6台除尘器。

C4给料系统原设备是星型卸料阀用变频电机，螺旋输送机用工频电机，皮带称（机）用变频控制，实践中螺旋给料和皮带称量系统经常出现喷料现象，而且皮带秤到加湿机头部没有完全密封，生产时现场扬尘严重。因此也需要对该部分进行改造。

2 电气方案

2.1 电动蝶阀。在C1料仓进气管尾部装气力输送电动蝶阀，C1有2个料仓，故有2个蝶阀，并且对应每个电动蝶阀增加旁通手动阀门便于检修。C2一分为二，相应地也变成有2个料仓，也各安装1个电动蝶阀和手动阀门。C3、C4料仓各自进气管道尾部也装1个电动蝶阀和旁通手动阀门。

2.2 料位计。每个料仓都安装高料位计、高高料位计，采用非接触式的雷达波料位计。

2.3 除尘器有脉冲喷吹清灰功能。2.4 在C3、C4和C5每个仓设置2台空气炮（气源压力0.3～0.7MPa），并且保留原有的料仓振动器，以此改善落料效果，满足生产需要。

2.5 螺旋秤重装置。螺旋输送机的密封性较好，能更好地解决扬尘问题。拆除C4原有预给料螺旋机和皮带秤，采用预给料螺旋机+螺旋秤形式。原输送系统中，星型卸料阀用变频电机，预给料螺旋输送机用工频电机，皮带称（机）用变频控制。当星型卸料阀给料增多时，由于螺旋输送机是恒速，容易发生堵塞喷料。同时，计量秤皮带机的速度对输料量的影响也较复杂。皮带机的前级是恒速螺旋机，如果皮带机变慢，也容易喷料。为了解决原系统喷料问题，改造后设备卸料阀和螺旋机用变频电机（可变速），螺旋秤用工频电机（恒速）。见下图。

3 电气控制系统简介

（1）C1有大、小2个料仓，每个料仓各有进气蝶阀（电控），即共有2个电动蝶阀（每个功率0.05KW，电流0.45A， AC380V）。当料位低于高料位时开电控蝶阀，到达高高料位关蝶阀。到达高高料位设声光报警，报警装置安装于控制柜上。

每个料仓的高料位、高高料位信号、蝶阀开到位、关到位信号、过流报警信号送中控室DCS系统，再由中控室给出相应的蝶阀控制信号到控制柜实现蝶阀控制。

每个仓的高料位、高高料位信号，蝶阀开到位、关到位信号同时在控制柜上指示灯显示。

仓顶除尘器有脉冲喷吹清灰功能，由脉冲控制仪实现控制。小料仓的仓顶除尘器有7只脉冲阀，大料仓的仓顶除尘器有11只脉冲阀。

控制柜安装在现场，在控制柜上可以手动控制蝶阀、也可以根据料位信号来自动控制蝶阀，并可以切换到远程控制，由中控室来控制蝶阀。

（2）C2和C1类似，有大、小2个料仓，每个料仓各有进气蝶阀（电控），即共有2个电动蝶阀（每个功率0.05KW，电流0.45A，AC380V），其电气控制和C1相同。

脉冲喷吹清灰的控制和C1相同。

（3）C3是1个料仓。其控制类似于C1。有脉冲喷吹清灰功能，9只脉冲阀，由脉冲控制仪实现控制。

C3增加2个空气炮（每个空气炮装1个脉冲阀，手动操作），操作箱装在料仓旁。空气炮电源DC24V来自现场控制柜。

（4）C4料仓的电气控制与和C3料仓的电气控制相同。

（5）C5的控制对象是2个空气炮（每个空气炮装1个脉冲阀，手动操作），控制箱装在料仓旁，在控制箱上操作。

除尘器有脉冲喷吹清灰功能，由脉冲控制仪实现控制。除尘器有12只脉冲阀。

（6）喷吹清灰控制要求：从第一个脉冲阀开始喷吹，按顺序一直喷吹到最后一个脉冲阀完成，这样为一个清灰周期。脉冲阀打开时间为0.1s（可调），脉冲阀之间的间隔时间为10s（可调），一个喷吹清灰循环周期时间间隔是1～120min（可调）。当清灰间隔时间达到时，再进行下一次清灰，清灰过程和上一次一样。

根据上述对脉冲控制的要求，选用了上海袋式除尘配件有限公司的脉冲控制仪（DMK-6CSD-12-AC220V）实现脉冲控制。该脉冲控制仪的部分主要参数如下表。

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除了满足脉冲时间和循环间隔要求外。本项目每个除尘器中所使用的清灰脉冲阀数量是7～12个，DMK-6CSD-12能满足要求。

（7）螺旋称重装置和给料控制

螺旋秤的瞬时流量Qt为：

式中：k——修正系数（通称称重系数）由系统调试时确定的常数；

式中K0为综合修正系数或称综合称重系数。如果恒定，k0就为常数 。那么t0到t1时间段中螺旋秤的累计流量为：

由于螺旋旋转每一圈输出的体积是相同的，如果不考虑物料粒度、黏附性、流动状态等物理特性的影响，螺旋转速n就能表征料流线速度（流量）。

计量螺旋秤的称重传感器（在称重现场）给出瞬时重量信号（4～20mA），速度传感器（在称重现场）给出速度脉冲信号，这些信号送到称重控制仪表（在电气控制柜）中，经过与设定流量值的比较运算，根据运算结果，送出3个信号给中控室DCS（负荷率4～20mA/0～100%、输送量/0～45t/h、马达控制输送4～20mA），由中控室DCS发出电机控制信号（电机运转指令、速度给定信号4～20mA）给变频调速器，自动调节星型阀和预给料螺旋机的速度，控制给料量。

由于计量螺旋中的物料流速无法直接测量，只能以螺旋转速为代表。但是，螺旋转速会随着物料负荷、电网频率和电压等条件的波动而变化。物料流速随之变化，便产生计量误差。通过设置测速系统，在计算料量时可以进行速度补偿。

控制柜和变频器送出电机运行状态信号（电源准备完毕信号、电机运行中信号、电机故障信号、电机转速4～20mA）到中控室的DCS。

现场有螺旋秤操作箱。螺旋秤现场操作箱上有启动按钮，停止按钮，紧急停止钮，故障指示灯，运行灯，停止灯，试灯按钮。

（8）中控室内的DCS/PLC控制器十分重要，连接着工厂内各生产部位，一旦损坏后果严重，所以螺旋秤、变频器柜和中控室联系的模拟量输入输出信号经过隔离（本柜装有信号隔离模块）再送DCS/PLC，以分隔故障点，保护中控室控制器。

4 电动蝶阀的控制形式和要求

图4-1 单相电动蝶阀的控制电路

图4-2 计算机控制蝶阀的控制电路

电动蝶阀自带控制电路有多种形式，各有其应用范围。有些是适用于单相220V电机，如图4-1，有些是适用于计算机远程信号控制，如图4-2，等等。形式差异很大，不能通用。所以有必要对蝶阀的控制要求作出说明，以正确选用相应的蝶阀自带控制电路。

本次改造中所用电动蝶阀自带控制电路应该符合下列条件：

（1）电动蝶阀电源是3相、AC380V。

（2）电动蝶阀必须有开启到位信号和关闭到位信号，如上图。

（3）电动蝶阀可以不自带过载保护。因为在其应用的外围电路已经设计有过载保护。

图4-3是符合条件的蝶阀自带控制电路（框内是自带控制电路）。

图4-3 三相电动蝶阀的控制电路

参考文献

孙秉礼 候贵斌.螺旋秤的发展和应用.《四川水泥》，2014-11.

Dust collector and feeding equipment control system for the top of the iron making plant

Hu Xi
（Shanghai Heavy Machinery Co.， Ltd.，Shanghai，201900）

Abstract：Quicklime silo dust remover and quicklime feeding equipment are important technical equipment in ironmaking plant.Dust removal effect is not good will cause serious environmental pollution.The running states of feeding equipment affect production efficiency and quality.In this paper，focusing on the electrical performance of the dust collector and the quicklime feeding equipment，the electrical control solutions are introduced in detail.And I am glad to share experience with counterparts through this project.

Keywords：lime；dust collector；control system