摘 要 对炼钢厂转炉湿式除尘系统结构的研究，解决湿式除尘系统中一次风机挂灰严重造成的稳定性差，风机振动大，频繁切机的问题，保证转炉系统能够安全稳定生产。

关键词 湿式除尘;一次风机;振动;切机

1应用背景

1.1 除尘系统的构成

某企业炼钢总厂四分厂炼钢区域有三座转炉，采用湿法除尘系统，这种除尘方式主要为有一次除尘、二次除尘两部分，其中一次除尘风机对整个除尘系统至关重要，是整个系统的动力源。该分厂转炉对应三套一次风机除尘系统，一次除尘系统电机为高压三相交流高压、大功率电机，采用的风机叶轮为欧洲进口。

1.2 系统安全运行的联锁条件与影响

转炉冶炼过程对风机系统要求极高，风机运行过程所有的系统参数与转炉吹氧冶炼进行联锁，在风机系统运行过程中：风机转速、风机振动、风机轴承温度、风机润滑油压力等参数均与转炉氧枪冶炼进行联锁，任何参数状态异常，都会导致转炉冶炼过程中断，氧枪抬枪，影响转炉生产。

1.3 影响系统稳定运行的首要条件

风机安全运行条件与转炉冶炼枪联锁控制，其中，出现问题最多的就是风机振动问题，由于一次除尘系统是一套除尘净化系统，风机采用大吸力将除尘灰吸出，必然发生风机叶轮大量积灰，积累灰量超限会导致风机振动量大于>5.5mm/s，风机转子组动不平衡发生风机电机切机，长期振动大对风机轴瓦造成损害，需要经常清灰、做动平衡，并且频繁更换轴瓦。对生产造成影响非常大，同时由于风机也为转炉煤气吸入煤气柜提供动力，所以如果风机振动大，发生叶轮破裂刮烟箱打火，在煤气环境中发生爆炸进而联锁反应造成燃气厂煤气柜爆炸等重大安全事故。2018-2019年度炼钢总厂13座转炉共停炉117次，直接经济损失846万元，全行业每年损失在数亿元。所以，转炉一次风机除尘系统能否安全稳定运行，直接关系到钢铁企业的本质安全，除尘系统的故障率过高成为主要限制因素亟待解决[1]。

2解决转炉风机高频次振动超标的有效策略

2.1 采用新式喷涂技术的叶轮在一次风机的应用

随着风机叶轮生产工艺的进步，风机叶轮上采用防黏结材料的方法得到广泛应用，叶轮表面高分子陶瓷-金属材料的涂层，以及设在除尘风机进风口和前盘腹板的反冲洗水装置。使叶轮运行中与介质的黏结明显减少，减缓积灰，且易清洗，降低了叶轮的挂灰率，保证系统的使用效率。

2.2 叶轮冲洗技术的应用

现有技术存在严重的缺陷，在新叶轮投入运行初期，在系统外部安装了一套手动控制的喷水冲淋的水阀，手动打开进水阀保持一定水量，清洗叶轮效果较好;但是，当叶轮运行一段时间，风机振动上升明显。经过分析为：叶轮表面积灰量增加，喷水清洗不能达到清洗效果，反而加剧了风机振动量。

2.3 在线清洗叶轮技术面临着两个突出问题

（1）清洗水量过小时，对风机叶轮冲洗效果差，叶轮积灰多，叶轮清洗效果下降明显，振动上升快，风机电机频繁切机。

（2）调高叶轮冲洗阀水量时有一定效果。但同时产生两个严重后果。①水量过大，导致烟气管道含水量激增，从烟气管道喷出，浪费水，而且喷出水混入风机轴瓦润滑油路内，致使轴瓦内润滑油变质;②大量水进入氧气分析仪管路，导致管路滤网堵塞，转炉煤气回收时氧气数值不准（煤气回收条件要求煤气回收时，煤气中氧含量必须小于1.5%），影响氧气监测值的准确性，煤气柜将氧气含量大于1.5%的煤气收入，柜内氧气含量过高产生爆炸，存在着巨大安全风险[2]。

3新式叶轮自动冲洗技术的研发

针对上述问题，为了保证除尘风机稳定运行，保证设备的本质安全，从风机清洗水量上控制、调节方式入手，调节喷水量，设定喷水控制模型，解决风机叶轮由于积灰严重，振动过大，频繁切机的问题。

3.1 控制方案

①将手动阀门开关调到最大100%，手动阀门后安装流量-压力双调节系统，实现压力-流量双闭环串级控制方式。②设定调节水系统操作模式选择，阀体的仪表信号通过HMI画面进行状态显示，便于人员监控。③创建双调节阀串级控制模型，精确控制流量-压力双调节阀，操作方式选择全自动模式后，将冶炼过程中氧枪的吹氧信号取入风机水调节控制系统中，将风机高速运行信号（风机转速为>1300r/min）引入闭环控制程序，氧枪吹氧信号来，风机高速运行时，水阀门进行喷水作业。在全自动叶轮清洗模式下，当冶炼过程中氧枪吹氧信号或者风机高速信号突然消失，为了保证清洗环境不恶化或突变，自动关闭双量调节模型，自动清洗模型进入待命状态。实时监控风机振动信号，风机振动值与双闭环变量调节比例控制，风机振动值线性增长时，双环调节模型也线性调节，且必须有良好的跟随性，保证除灰效果，当风机振动运行中突变超过联锁值（>5.5mm/s）持续3秒以上时，风机紧急切机，双环调节紧急停止[3]。

4结束语

随着有着智能控制系统、自动化系统在各钢铁企业生产中大量的应用，为将来进一步提高控制精度和控制方式奠定了基础。自动叶轮清洗技术应用于转炉采用湿法除尘系统中，这套系统煤气除尘系统运行故障全部集中在风机积灰导致的切机事故，严重影响生产稳定运行。對一次除尘系统增加叶轮涂层和设计在线自动清洗，实施了叶轮的全自动清洗，自动模型中双闭环调整冲洗水流量和压力，保证水对风机叶轮的冲洗效果;同时避免因清洗流量过大造成水反灌回氧气分析仪管路，影响氧气监测值准确性和转炉煤气回收，保证风机稳定运行，彻底消除了风机频繁切机的事故。

参考文献

[1] 于洋洋.转炉一次烟气干法除尘工艺简介[C].第六届中国金属学会青年学术年会.第六届中国金属学会青年学术年会论文集.北京：中国金属学会，2012：428-430.

[2] 时彦林. 冶炼设备维护与检修[M]. 北京：冶金工业出版社， 2005：215.

[3] 王雅贞，张岩，张红文. 氧气顶吹转炉炼钢工艺与设备[M].2 版. 北京：冶金工业出版社，2007：409.

作者简介

彭东东（1985-），男，内蒙古呼和浩特人;学历：本科（研究生在读），职称：工程师，大连工业大学在读，研究方向：工程自动化技术的研究与应用。