16吨黄铜炉组除尘设施的改造

闫 飞

中铝洛阳铜业有限公司熔铸厂，河南洛阳 471039

0 引言

中铝洛阳铜业有限公司熔铸厂16吨黄铜熔铸炉组，是现代化的工频感应电炉，主要对切削铜屑、电解铜边角料、铜加工材废料、金属锌等冶炼原料进行高温冶炼。整个冶炼过程包括原料的添加、高温熔炼、转炉与铸造生产等四个阶段。在冶炼过程中，冶炼原料通过感应加热，当温度达到1200℃状态下进行冶炼，在冶炼过程中会产生非常多的烟尘，这些烟尘的主要成分是氧化锌。为了保护环境，避免对生态环境造成危害，必须对这些烟尘进行净化，目前通常使用的是冶炼炉内的除尘系统，但是，这种炉内除尘系统的效果并不理想，根本无法对烟尘进行完全处理，特别是在进行加料或者压料的过程中，只有打开炉门才能完成操作，这样就导致大量的烟尘被直接排放出来，从而给整个厂房造成污染，导致岗位粉尘的浓度超标严重，从而严重影响冶炼工人的身体健康。

在制定本方案的过程中，首先考虑的是节约原则，在保证不更换设备的前提条件下达到清除熔炼过程中产生的烟尘，整个清除过程重点利用现有的炉内烟气捕捉系统来实现。为确保除尘效果良好，达到烟尘净化的要求，针对加料、出铜这两个阶段的烟尘，我们采用新增加的屋顶烟气捕捉系统来进行除尘。原除尘器和风机电机等设备已不能满足新系统的需要，需将这部分设备拆除，并利用拆除后的空间布置新除尘系统。

1 除尘方案的确定

1）确定排烟方式

在16吨黄铜电炉中原来存在着能够净化冶炼过程产生烟尘的除尘系统。但是，在工作过程中只有打开炉盖才能够进行加料操作，这样就会严重影响除尘系统的除尘效果，从而导致许多烟尘从炉内外逸，在转炉和浇铸阶段由于排出炉外的铜液也产生大量烟尘，这两个阶段形成的大量烟尘就会被直接排放出来，并对厂房造成污染，同时，大量的烟尘还会通过厂房的天窗被排放到厂房的外面，从而对整个熔炼厂及周边环境造成严重的污染。为了捕集这些烟尘，在方案制定过程中我们通过认真分析，选择了利用屋顶罩进行烟尘捕集的方法对这些烟尘进行捕集的方法。我们将屋顶罩安装在厂房的顶部，这样既不会对车辆的运行造成影响，也不会对炉前的工人造成影响。

2）确定排烟量

在确定排烟量的过程中，我们认真研究了电炉冶炼的生产工艺以及屋顶罩的罩形、尺寸等相关问题，并针对实际生产状况将炉内工况的排烟量设计为48000m3/h，100℃；将屋顶罩工况的排烟量设计为300000m3/h，60℃。在电炉进行正常生产时，通过炉内排烟系统进行除尘，在加料以及出铜阶段通过屋顶罩排烟系统进行除尘，为避免两个系统发生冲突，在工作过程中利用电动阀门进行控制。

3）设置除尘系统的管路

为节约开支，在现有设备的基础上，通过增加电动阀门，将炉内排烟系统的管路与除尘器进口相连接。将屋顶罩排烟系统的管路沿排烟支管与排烟主管与除尘器进口相连接，并在主观上安装电动阀门进行控制。

净化后的干净气体通过风机送入烟囱（φ3500），最后排入大气。被除尘器收集到一起的粉尘被插板阀、星型卸灰阀、埋刮板输送机输送出去，根据收集的除尘灰量，定期转运。

4）主要设备设计或选型及设备布置

本方案设计一台长袋低压脉冲除尘器净化屋顶罩捕集的烟尘，长袋低压脉冲除尘器具有除尘效率高、运行能耗低、设备阻力低、清灰能力强、检修维护方便、占地面积小等优点。使用双支撑离心风机，其主要参数为：n=960r/min，P=4500Pa，Q=330000m3/h，60℃。匹配电动机的功率为630kW，电压10kV，绝缘等级IP44，转速960rpm。配变频器调节系统流量。

5）为给脉冲袋式除尘器清灰提供干净的压缩空气，设置一套压缩空气系统，其工艺流程如下：

图1 压缩空气系统工艺流程

2 除尘系统的自动控制方案

本除尘系统采用集中控制与机旁控制两种控制方式，其中集中控制分为PLC自动控制。除尘器采用一套西门子公司S7系列CPU为主机的PLC控制。模拟量输入板、模拟量输出板、开关量输入板、开关量输出板，考虑了10%的备用量。

2.1 系统主要检测、控制、调节项目

表1 系统主要检测、控制、调节项目

各风机、电机及液偶检测参数一次元件均由设备自带，且各检测点进机信号为4mA～20mA或Pt100标准信号。

2.2 PLC控制系统的主要功能

1）对除尘器系统进行本体控制与监视；

2）对高压配电断路器进行控制与监视；

3）对除尘风机、电机及液偶工况参数进行监视；

4）对除尘系统中控制相关管道的电动阀门进行控制与监视；

5）对各种事故、故障进行实时报警与监视。

2.3 计算机控制系统

1）设置PLC控制系统完成过程数据的采集、处理及生产过程的操作、监视、控制与报警；

2） PLC控制系统（仪表、电力专业共用）包括：工程师站（兼作操作站）一台、通讯网络、模块柜及UPS不间断电源等硬件和系统软件，并配用DELL品牌19’’LCD显示屏；

3）应用软件主要为：计算机操作系统、组态软件及根据实际生产要求所编制的相应的软件等。自动控制过程中的监控画面如图2。

图2 自动控制过程中的监控画面

3 结论

本文介绍的除尘系统通过一系列电气设备和仪表的组合，经过PLC的控制和其与上位机间的通讯，对电气控制系统进行了集中管理，使整个系统操作简单，便于扩展和维护，自动化程度高。

[1]赵洪鹏.16t黄铜炉组除尘系统改造[J].有色设备，2010，4.

[2]牛广君.高压变频器在转炉除尘风机电机控制上的应用[J].山西冶金，2010，6.