CN105969933A - 转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置及控制方法 - Google Patents

转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置，其特征在于：所述炉口微差压控制装置包括取压装置，气动柜，百叶阀装置，中央控制器。本发明为在现有的汽化冷却烟道结构内进行微小改造，不影响原烟气管道使用，改造周期短，投资小，故障率低，监测准确度高，可明显提高烟气净化效率，防止高浓度烟尘排放情况发生，本发明对转炉干法除尘系统的改造有重要意义，非常适于实用。

Description

转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种转炉烟气的除尘系统，特别设计一种转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置及控制方法。
背景技术
转炉冶炼过程中会产生大量高温炉渣，由于冶炼过程中烟气流量的不均匀特点,导致烟道内存在压差变化。在炼钢过程中需要维持炉口微正压(表压：0-5pa)，防止出现炉口正压过大产生的冒火现象和炉口负压过大吸入大量空气的现象发生。
转炉冶炼过程中会产生的这些烟气的温度可高达1450-1600℃，含有大量的显热，烟气的含尘量可高达150g/m3，在冶炼中后期，烟气中CO的含量高达50％以上，甚至可以达到80％。CO为非常优质的清洁能源，如果不能高效回收利用，会造成能源的极大浪费。转炉冶炼过程中，若炉口负压过大，则会导致大量空气被吸入烟道内，导致优质清洁能源CO被氧化为CO2，且会产生大量的SO2，既浪费了能源，还造成了严重的大气污染。若炉口正压过大，则会导致高温烟气流速加快，导致回收利用率降低，不利于高温烟气的回收利用，还会造成冒火现象，产生安全隐患。
现有技术中，由于炉口测压的取压管直接安装在转炉炉口，取压管的开口容易被高温炉渣堵死，设备故障率很高。为此，有些转炉炉口的测压管安装在炉口上方一定距离处，虽然使设备的故障率有所改善，但由于取压口与炉口之间存在一定的距离，所以不能准确监测炉口的压力值。另外，现有的压力监测设备结构复杂，改造周期长，投资巨大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置及控制方法，改进现有技术存在的问题,提高炉口微差压控制装置检测的准确性,降低设备的故障率,控制对高温烟气的净化回收效果。
所述用于转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置包括取压装置Ⅰ，气动柜Ⅱ，中央控制器Ⅲ，百叶阀装置Ⅳ；取压装置Ⅰ设于汽化冷却烟道1上，另一端与气动柜Ⅱ相连，气动柜Ⅱ连接中央控制器Ⅲ，中央控制器Ⅲ连接百叶阀装置Ⅳ，百叶阀装置Ⅳ连接在干法除尘系统出口2的管道上，其中：
所述取压装置Ⅰ包括取压口11、取压环管12、导压管道13；所述取压口11连接在汽化冷却烟道1上，所述取压环管12连通取压口11，所述导压管道13连通取压环管12；
所述气动柜Ⅱ包括导压总管21、差压变送器22、压力管23、取压电磁阀24、放散电磁阀25；所述导压总管21一端连接于导压管道13，另一端与取压电磁阀24、放散电磁阀25、差压变送器22连接；所述取压电磁阀24与差压变送器22连接；所述放散电磁阀25连接放散阀门28；所述差压变送器22连接导压总管21，导压总管21的另一端连接取压口11；
所述中央控制器Ⅲ包括1/0网络子站31、网络控制器32、网络子站33；所述1/0网络子站31通过线缆连接于气动柜Ⅱ的差压变送器22、取压电磁阀24和放散电磁阀25上，所述网络控制器32、网络子站33顺次连接1/0网络子站31；
所述百叶阀装置Ⅳ包括伺服驱动器41、伺服电机42、百叶阀43；所述伺服驱动器41通过双绞屏蔽电缆与网络子站33连接，所述伺服电机42、百叶阀43通过动力电缆顺次与伺服驱动器41连接，所述百叶阀43连接在干法除尘系统出口2的管道上。
较佳地，所述炉口微差压控制装置还包括破渣装置Ⅴ，所述破渣装置Ⅴ包括破渣器51；所述破渣器51一端与取压口11、取压环管12相通连接,另一端与所述压力管23连接；所述气动柜Ⅱ还包括破渣电磁阀27，用于控制破渣器51动作；所述破渣电磁阀27一端与压力管23连接，另一端与差压变送器22连接；所述破渣电磁阀27通过线缆与中央控制器Ⅲ的I/O网络子站31相连。
较佳地，其中所述的每个破渣器51上，安装有接近开关52和导气管53，导气管53与接近开关52通过信号分别连接到气动柜Ⅱ,所述破渣器51通过法兰55与取压口11连接，法兰55上连接导压管短节54，之后连接到取压环管12上。
较佳地，所述气动柜Ⅱ还包括吹扫电磁阀26,用于控制吹扫动作，所述吹扫电磁阀16一端通过导压总管21连接到导压管道13，另一端连接进气总管29和差压变送器22,所述吹扫电磁阀26通过线缆与I/O网络子站31相连。
较佳地，所述取压口11位于汽化冷却烟道1的斜管段。
较佳地，其中所述的网络控制器32与I/O网络子站31使用超五类双绞线相连，网络控制器32与网络子站33之间通过现场总线相连，两个网络子站33之间通过现场总线相连。
较佳地，每个网络子站33与两个伺服驱动器41相连，采用串连的方式，使用双绞屏蔽电缆通讯线连接。
为改进现有技术存在的问题,本发明还提供了一种用于转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制方法，包括以下步骤：
(1)中央控制器Ⅲ持续检测是否有吹炼信号；
(2)吹炼信号发出后，取压电磁阀24开启，取压口11对炉口转炉烟气取压，取压烟气依次进入取压环管12、导压管道13；
(3)取压烟气通过导压管道13、导压总管21进入差压变送器22，差压变送器22将检测到的实时炉口压力经I/O网络子站31传送至网络控制器32，经控制器运算后，输出百叶阀开度值，输送至网络子站33，信号由网络子站33依次传送到伺服驱动器41、伺服电机42，伺服电机42最终驱动百叶阀43打开到预定的开度值，实现对炉口压力的调整；
(4)中央控制器Ⅲ持续检测是否有吹炼信号，若有吹炼信号，循环步骤(2)至(3)；若吹炼信号结束，取压电磁阀24关闭，放散电磁阀25开启，放散阀门28打开，中央控制器Ⅲ检测放散完成，放散电磁阀25关闭，放散阀门28关闭。
较佳地，在步骤(4)中，若检测到吹炼信号结束，取压电磁阀24关闭，破渣电磁阀27开启，破渣器51进行破渣动作，中央控制器Ⅲ检测破渣动作完成，关闭破渣电磁阀27，开启放散电磁阀25，放散阀门28打开，中央控制器Ⅲ检测放散完成，放散电磁阀25关闭，放散阀门28关闭。
较佳地，在步骤(4)中，若检测到吹炼信号结束，取压电磁阀24关闭，破渣电磁阀27开启，破渣器51进行破渣动作，中央控制器Ⅲ检测破渣动作完成，关闭破渣电磁阀27，吹扫电磁阀26开启，吹扫动作进行，中央控制器Ⅲ检测吹扫动作完成，吹扫电磁阀26关闭，放散电磁阀25开启，放散阀门28打开，中央控制器Ⅲ检测放散完成，放散电磁阀25关闭，放散阀门28关闭。
本发明在汽化冷却烟道1上增加取压口11与破渣器51，在除尘器出口处增加百叶阀43的方式，相比原除尘器出口的普通阀门，本发明具有明显的优点和有益效果:
1、本发明可以利用原有干法除尘的系统结构，针对现有干法除尘系统进行改造，改造周期短，投资少，无需额外增加占地面积。此外,本发明在炉口微差压控制装置中设置了破渣设备和吹扫设备,并通过中央控制器Ⅳ对其实现智能控制,使得设备的故障率大大降低,监测的准确度提升,控制迅速。
2、本发明根据炉口烟气压力实时调节百叶阀开度，调整除尘器内烟气流速稳定，保证净化效果，同时还可以避免从回收转放散时出现烟气外排的情况。
3、本发明不额外产生粉状粉尘，可避免二次污染。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为应用于转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置的工艺流程图；
图2为炉口微差压控制装置的取压装置Ⅰ和破渣装置Ⅴ的结构示意图；
图3为图2的A向视图；
图4为炉口微差压控制装置的气动柜Ⅱ示意图；
图5为炉口微差压控制装置的中央控制器Ⅲ示意图；
图6为炉口微差压控制装置的百叶阀装置Ⅳ示意图。
具体实施方式
实施例一：
本发明提供了一种用于转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置，包括取压装置Ⅰ，气动柜Ⅱ，中央控制器Ⅲ，百叶阀装置Ⅳ；取压装置Ⅰ设于汽化冷却烟道1上，另一端与气动柜Ⅱ相连，气动柜Ⅱ连接中央控制器Ⅲ，中央控制器Ⅲ连接百叶阀装置Ⅳ，百叶阀装置Ⅳ连接在干法除尘系统出口2的管道上，其中：
所述取压装置Ⅰ包括取压口11、取压环管12、导压管道13；所述取压口11连接在汽化冷却烟道1上，所述取压环管12连通取压口11，所述导压管道13连通取压环管12；
所述气动柜Ⅱ包括导压总管21、差压变送器22、压力管23、取压电磁阀24、放散电磁阀25；所述导压总管21一端连接于导压管道13，另一端与取压电磁阀24、放散电磁阀25、差压变送器22连接；所述取压电磁阀24与差压变送器22连接；所述放散电磁阀25连接放散阀门28；所述差压变送器22连接导压总管21，导压总管21的另一端连接取压口11；
所述中央控制器Ⅲ包括1/0网络子站31、网络控制器32、网络子站33；所述1/0网络子站31通过线缆连接于气动柜Ⅱ的差压变送器22、取压电磁阀24和放散电磁阀25上，所述网络控制器32、网络子站33顺次连接1/0网络子站31；
所述百叶阀装置Ⅳ包括伺服驱动器41、伺服电机42、百叶阀43；所述伺服驱动器41通过双绞屏蔽电缆与网络子站33连接，所述伺服电机42、百叶阀43通过动力电缆顺次与伺服驱动器41连接，所述百叶阀43连接在干法除尘系统出口2的管道上。
其中所述的网络控制器32与I/O网络子站31使用超五类双绞线相连，网络控制器32与网络子站33之间通过现场总线相连，两个网络子站33之间通过现场总线相连。
每个网络子站33与两个伺服驱动器41相连，采用串连的方式，使用双绞屏蔽电缆通讯线连接。
控制转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压的方法，操作步骤如下：
(1)中央控制器Ⅲ持续检测是否有吹炼信号；
(2)吹炼信号发出，取压电磁阀24开启，取压口11对炉口转炉烟气取压，取压烟气依次进入取压环管12、导压管道13；
(3)取压烟气通过导压管道13、导压总管21进入差压变送器22，差压变送器22将检测到的实时炉口压力经I/O网络子站31传送至网络控制器32，经控制器运算后，输出百叶阀开度值，输送至网络子站33，信号由网络子站33依次传送到伺服驱动器41、伺服电机42，伺服电机42最终驱动百叶阀43打开到预定的开度值，实现对炉口压力的调整；
(4)中央控制器Ⅲ持续检测是否有吹炼信号，若有吹炼信号，循环步骤(2)至(3)；若吹炼信号结束，取压电磁阀24关闭，放散电磁阀25开启，放散阀门28打开，中央控制器Ⅲ检测放散完成，放散电磁阀25关闭，放散阀门28关闭。
实施例二：
实施例二提供了一种用于转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置，与实施例一的不同之处在于本实施例中，炉口微差压控制装置还包括破渣装置Ⅴ，破渣装置Ⅴ包括破渣器51；破渣器51一端与取压口11、取压环管12相通连接,另一端与所述压力管23连接；气动柜Ⅱ还包括破渣电磁阀27，用于控制破渣器51动作；破渣电磁阀27一端与压力管23连接，另一端与差压变送器22连接；破渣电磁阀27通过线缆与中央控制器Ⅲ的I/O网络子站31相连。每个破渣器51上，安装有接近开关52和导气管53，导气管53与接近开关52通过信号分别连接到气动柜Ⅱ,破渣器51通过法兰55与取压口11连接，法兰55上连接导压管短节54，之后连接到取压环管12上。
实施例二也提供了一种控制转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压的方法，操作步骤与实施例一的不同之处在于：在实施例一的基础上增加了破渣动作，具体方法如下：
其他步骤同实施例一，在步骤(4)中，检测到吹炼信号结束后，取压电磁阀24关闭，破渣电磁阀27开启，破渣器51进行破渣动作，中央控制器Ⅲ检测破渣动作完成，关闭破渣电磁阀27，开启放散电磁阀25，放散阀门28打开，中央控制器Ⅲ检测放散完成，放散电磁阀25关闭，放散阀门28关闭。
实施例三
实施例三提供了一种用于转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置，与实施例二的不同之处在于本实施例中，气动柜Ⅱ还包括吹扫电磁阀26,用于控制吹扫动作，所述吹扫电磁阀16一端通过导压总管21连接到导压管道13，另一端连接进气总管29和差压变送器22,所述吹扫电磁阀26通过线缆与I/O网络子站31相连。
实施例三也提供了一种控制转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压的方法，操作步骤与实施例二的不同之处在于：在实施例二的基础上增加了吹扫动作，具体方法如下：
其他步骤同实施例一，在步骤4中，若检测到吹炼信号结束，取压电磁阀24关闭，破渣电磁阀27开启，破渣器51进行破渣动作，中央控制器Ⅲ检测破渣动作完成，关闭破渣电磁阀27，吹扫电磁阀26开启，吹扫动作进行，中央控制器Ⅲ检测吹扫动作完成，吹扫电磁阀26关闭，放散电磁阀25开启，放散阀门28打开，中央控制器Ⅲ检测放散完成，放散电磁阀25关闭，放散阀门28关闭。
相比原除尘器出口的普通阀门，本发明针对现有的干法除尘系统进行改造，改造周期短，投资少，无需额外增加占地面积。本发明在炉口微差压控制装置中设置了破渣设备和吹扫设备,并通过中央控制器Ⅳ对其实现智能控制,使得设备的故障率大大降低,监测的准确度提升,控制迅速。通过实时调节百叶阀开度，及时调整除尘器内烟气流速，控制稳定的流速，保证烟气净化效果和回收效率，同时还可以避免从回收转放散时出现烟气外排的情况。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置，其特征在于：所述炉口微差压控制装置包括取压装置(Ⅰ)，气动柜(Ⅱ)，中央控制器(Ⅲ)，百叶阀装置(Ⅳ)；取压装置(Ⅰ)设于汽化冷却烟道(1)上，另一端与气动柜(Ⅱ)相连，气动柜(Ⅱ)连接中央控制器(Ⅲ)，中央控制器(Ⅲ)连接百叶阀装置(Ⅳ)，百叶阀装置(Ⅳ)连接在干法除尘系统出口(2)的管道上，其中：
所述取压装置(Ⅰ)包括取压口(11)、取压环管(12)、导压管道(13)；所述取压口(11)连接在汽化冷却烟道(1)上，所述取压环管(12)连通取压口(11)，所述导压管道(13)连通取压环管(12)；
所述气动柜(Ⅱ)包括导压总管(21)、差压变送器(22)、压力管(23)、取压电磁阀(24)、放散电磁阀(25)；所述导压总管(21)一端连接于导压管道(13)，另一端与取压电磁阀(24)、放散电磁阀(25)、差压变送器(22)连接；所述取压电磁阀(24)与差压变送器(22)连接；所述放散电磁阀(25)连接放散阀门(28)；所述差压变送器(22)连接导压总管(21)，导压总管(21)的另一端连接取压口(11)；
所述中央控制器(Ⅲ)包括1/0网络子站(31)、网络控制器(32)、网络子站(33)；所述1/0网络子站(31)通过线缆连接于气动柜(Ⅱ)的差压变送器(22)、取压电磁阀(24)和放散电磁阀(25)上，所述网络控制器(32)、网络子站(33)顺次连接1/0网络子站(31)；
所述百叶阀装置(Ⅳ)包括伺服驱动器(41)、伺服电机(42)、百叶阀(43)；所述伺服驱动器(41)通过双绞屏蔽电缆与网络子站(33)连接，所述伺服电机(42)、百叶阀(43)通过动力电缆顺次与伺服驱动器(41)连接，所述百叶阀(43)连接在干法除尘系统出口(2)的管道上。
2.根据权利要求1所述的转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置，其特征在于:所述炉口微差压控制装置还包括破渣装置(Ⅴ)，所述破渣装置(Ⅴ)包括破渣器(51)；所述破渣器(51)一端与取压口(11)、取压环管(12)相通连接,另一端与所述压力管(23)连接；所述气动柜(Ⅱ)还包括破渣电磁阀(27)，用于控制破渣器(51)动作；所述破渣电磁阀(27)一端与压力管(23)连接，另一端与差压变送器(22)连接；所述破渣电磁阀(27)通过线缆与中央控制器(Ⅲ)的I/O网络子站(31)相连。
3.根据权利要求2所述的转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置，其特征在于:其中所述的每个破渣器(51)上，安装有接近开关(52)和导气管(53)，导气管(53)与接近开关(52)通过信号分别连接到气动柜(Ⅱ),所述破渣器(51)通过法兰(55)与取压口(11)连接，法兰(55)上连接导压管短节(54)，之后连接到取压环管(12)上。
4.根据权利要求1所述的转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置，其特征在于:所述气动柜(Ⅱ)还包括吹扫电磁阀(26),用于控制吹扫动作，所述吹扫电磁阀(26)一端通过导压总管(21)连接到导压管道(13)，另一端连接进气总管(29)和差压变送器(22),所述吹扫电磁阀(26)通过线缆与I/O网络子站(31)相连。
5.根据权利要求1所述的转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置，其特征在于:所述取压口(11)位于汽化冷却烟道(1)的斜管段。
6.根据权利要求1所述的转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置，其特征在于:其中所述的网络控制器(32)与I/O网络子站(31)使用超五类双绞线相连，网络控制器(32)与网络子站(33)之间通过现场总线相连，两个网络子站(33)之间通过现场总线相连。
7.根据权利要求1所述的转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制装置，其特征在于:每个网络子站(33)与两个伺服驱动器(41)相连，采用串连的方式，使用双绞屏蔽电缆通讯线连接。
8.一种根据权利要求1-7所述的任一转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)中央控制器(Ⅲ)持续检测是否有吹炼信号；
(2)吹炼信号发出后，取压电磁阀(24)开启，取压口(11)对炉口转炉烟气取压，取压烟气依次进入取压环管(12)、导压管道(13)；
(3)取压烟气通过导压管道(13)、导压总管(21)进入差压变送器(22)，差压变送器(22)将检测到的实时炉口压力经I/O网络子站(31)传送至网络控制器(32)，经控制器运算后，输出百叶阀开度值，输送至网络子站(33)，信号由网络子站(33)依次传送到伺服驱动器(41)、伺服电机(42)，伺服电机(42)最终驱动百叶阀(43)打开到预定的开度值，实现对炉口压力的调整；
(4)中央控制器(Ⅲ)持续检测是否有吹炼信号，若有吹炼信号，循环步骤(2)至(3)；若吹炼信号结束，取压电磁阀(24)关闭，放散电磁阀(25)开启，放散阀门(28)打开，中央控制器(Ⅲ)检测放散完成，放散电磁阀(25)关闭，放散阀门(28)关闭。
9.一种根据权利要求8所述的转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制方法，其特征在于步骤(4)中，若检测到吹炼信号结束，取压电磁阀(24)关闭，破渣电磁阀(27)开启，破渣器(51)进行破渣动作，中央控制器(Ⅲ)检测破渣动作完成，关闭破渣电磁阀(27)，开启放散电磁阀(25)，放散阀门(28)打开，中央控制器(Ⅲ)检测放散完成，放散电磁阀(25)关闭，放散阀门(28)关闭。
10.一种根据权利要求9所述的转炉烟气干法除尘系统中炉口微差压控制方法，其特征在于步骤(4)中，若检测到吹炼信号结束，取压电磁阀(24)关闭，破渣电磁阀(27)开启，破渣器(51)进行破渣动作，中央控制器(Ⅲ)检测破渣动作完成，破渣电磁阀(27)关闭，吹扫电磁阀(26)开启，吹扫动作进行，中央控制器(Ⅲ)检测吹扫动作完成，吹扫电磁阀(26)关闭，放散电磁阀(25)开启，放散阀门(28)打开，中央控制器(Ⅲ)检测放散完成，放散电磁阀(25)关闭，放散阀门(28)关闭。
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