轉爐送停風制酸系統(tǒng)壓力自動控制程序的應用

鄭康情

（江西銅業(yè)集團有限公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424）

江西銅業(yè)集團有限公司貴溪冶煉廠擁有2套冶煉煙氣制酸系統(tǒng)，其中制酸一系統(tǒng)包括硫酸一系列和硫酸二系列。來自閃速爐、轉爐電收塵器的煙氣通過排煙風機送至混氣管道，再由SO2風機抽送到制酸工序制取硫酸。正常生產時，閃速爐排風機轉速基本無變化，對制酸系統(tǒng)入口壓力影響小，而轉爐在送、停風切換時排風機轉速變化較大。轉爐吹煉過程是分周期進行的，作業(yè)分為造渣期和造銅期，由4臺轉爐組成相對獨立的兩個系列，各自進行期交換吹煉[1]，存在4種操作情況：1臺轉爐送風、2臺轉爐送風、1臺轉爐停風和2臺轉爐停風。在轉爐送、停風操作期間，進入硫酸裝置的煙氣量大幅波動，排煙系統(tǒng)的壓力也隨之波動，需調節(jié)SO2風機的轉速、導葉和稀釋閥開度以維持系統(tǒng)負壓正常。

在改造前，轉爐送風或停風時，為控制動力波洗滌器入口的壓力適應工況變化，SO2風機的操作均由儀表操作工手動調整，需頻繁調整風機轉速、導葉開度、稀釋閥開度到合適值。在調節(jié)過程中，極易出現(xiàn)操作畫面過多，面板數(shù)值輸入錯誤的情況，同時員工的操作技能參差不齊，易導致排煙系統(tǒng)的壓力波動很大，引起閃速爐和轉爐爐口冒煙而污染環(huán)境；也可能會出現(xiàn)由于轉爐與制酸系統(tǒng)儀表操作人員溝通不到位，導致閘板突然關閉或打開，極易造成動力波洗滌器入口的壓力聯(lián)鎖SO2風機，影響系統(tǒng)穩(wěn)定。為實現(xiàn)制酸系統(tǒng)入口的壓力穩(wěn)定，建立了一套轉爐送停風時動力波洗滌器入口壓力的自動控制程序。

1 遠程自動控制程序

1.1 轉爐送風操作

當轉爐由停風狀態(tài)切換至送風狀態(tài)時，制酸系統(tǒng)儀表會收到轉爐提前送風信號，30 s后轉爐鐘罩閥打開，轉爐儀表會將轉爐排風機轉速提高，同時閃速爐為了維持微負壓生產，會提前將閃速爐排風機轉速提高，此時制酸系統(tǒng)儀表需要通過提高SO2風機的轉速和導葉開度，維持制酸系統(tǒng)的微負壓狀態(tài)。

1.1.1 1臺轉爐送風

當轉爐由2臺停風狀態(tài)切至1臺送風狀態(tài)，在接收到提前送風信號后，提高SO2風機的轉速和關稀釋閥的目的是提前將負壓稍調高，待閘板信號到達時制酸系統(tǒng)不會產生正壓，當閘板信號到達后再將轉速和導葉快速提起。由于轉爐閘板信號過來后，轉爐儀表才開始慢慢提升轉爐排風機轉速，所以導葉需要設置2 s延時，確保送風時負壓不會太高。具體的操作步驟如下：

1）轉爐提前送風信號到達時，硫酸一系列SO2風機轉速調節(jié)閥開度輸出在現(xiàn)有輸出值上增加10%，2 s后硫酸二系列稀釋閥開度輸出65%。

2）閘板信號到達時，硫酸一系列SO2風機轉速調節(jié)閥開度輸出為15%，同時稀釋閥開度輸出30%，2 s后SO2風機導葉開度輸出30%，4 s后SO2風機導葉開度輸出59%；硫酸二系列稀釋閥開度輸出50%，SO2風機導葉開度輸出20%，2 s后SO2風機導葉開度輸出30%。

1臺轉爐送風信號到達時操作調整方案數(shù)據(jù)整理見表1。

表1 1臺轉爐送風信號到達時操作調整方案

1.1.2 2臺轉爐送風

探究1 在其他條件不變的情況下，點(為表達方便，以下討論中統(tǒng)稱該點為D)是否可以換成y軸上的其他點(0,b)呢？

當轉爐由1臺送風狀態(tài)切至2臺送風狀態(tài)時，風量會更大，在操作上同樣是微提轉速拉大負壓，當閘板信號到達時再關閉兩套制酸系統(tǒng)的稀釋閥，提高SO2風機導葉開度和轉速調節(jié)閥開度。具體的操作步驟如下：

1）轉爐提前送風信號到達時，硫酸一系列SO2風機轉速調節(jié)閥開度輸出在現(xiàn)有輸出值上增加10%，2 s后稀釋閥開度輸出45%。

2）閘板信號到達時，硫酸一系列SO2風機轉速調節(jié)閥開度輸出為45%，同時稀釋閥開度輸出0，2 s后SO2風機導葉開度輸出59%；硫酸二系列SO2風機導葉開度輸出36%，稀釋閥開度輸出20%。

2臺轉爐送風信號到達時操作調整方案數(shù)據(jù)整理見表2。

表2 2臺轉爐送風信號到達時操作調整方案

1.2 轉爐停風操作

當轉爐由送風狀態(tài)切至停風狀態(tài)時，制酸系統(tǒng)儀表會收到轉爐停風信號，相應的轉爐會慢慢降低排風機轉速。一般情況下，排風機降到600 r/min時，轉爐會關閉鐘罩閥，等閘板關閉時，系統(tǒng)的負壓會增大，此時需要降低SO2風機轉速及導葉的開度，并打開稀釋閥。根據(jù)設備的技術性能及長期觀察，優(yōu)先降低SO2風機轉速能更好地提高其工作效率，噸耗電量更低，因此在停風操作中應先降低SO2風機轉速再降低導葉開度。

1.2.1 1臺轉爐停風

當轉爐由2臺送風狀態(tài)切至1臺停風狀態(tài)時，會發(fā)出提前停風信號，轉爐儀表會降低排風機轉速，此時為了防止負壓太大，先將硫酸一系列SO2風機的轉速降低，等閘板關閉時，再將導葉開度和轉速快速降低，打開稀釋閥，防止由于閘板關閉而導致負壓過大引起聯(lián)鎖。具體的操作步驟如下：

1）提前停風信號到達時，硫酸一系列SO2風機轉速調節(jié)閥開度輸出在現(xiàn)有輸出值上減少5%。

2）閘板信號到達時，硫酸一系列SO2風機轉速調節(jié)閥開度輸出15%，同時稀釋閥開度輸出30%；硫酸二系列稀釋閥開度輸出50%，一、二系列導葉不動作。

1臺轉爐停風信號到達時操作調整方案數(shù)據(jù)整理見表3。

表3 1臺轉爐停風信號到達時操作調整方案

1.2.2 2臺轉爐停風

當2臺轉爐都停風時，2臺轉爐的鐘罩閥都關閉，風量就會變得很小，此時必須開大硫酸一、二系列的稀釋閥進行補風以維持微負壓。具體的操作步驟如下：

1）停風提前信號到達時，硫酸一系列SO2風機轉速調節(jié)閥開度輸出在現(xiàn)有輸出值上減少10%。

2）閘板信號到達時，硫酸一系列SO2風機導葉開度輸出30%，2 s后導葉輸出0，同時稀釋閥開度輸出50%；硫酸二系列稀釋閥開度輸出90%，SO2風機導葉開度輸出20%，2 s后SO2風機導葉開度輸出5%。

2臺轉爐停風信號到達時操作調整方案數(shù)據(jù)整理見表4。

表4 2臺轉爐停風信號到達時操作調整方案

2 應用效果

動力波洗滌器入口壓力的自動控制程序投用后，取得了良好的效果：

1）動力波洗滌器入口壓力的波動情況明顯改善，波動幅度一般在-400～-100 Pa。相較于手動控制，排煙系統(tǒng)的壓力波動范圍明顯變小，且不會出現(xiàn)正壓的情況，讓銅冶煉煙氣制酸系統(tǒng)生產更加穩(wěn)定。

2）在轉爐閘板異常開閉的情況下，壓力自動控制程序按邏輯自動調整至相應輸出，避免動力波洗滌器入口的壓力大幅波動導致系統(tǒng)聯(lián)鎖。

3）提高生產操作的智能化程度，減少了誤操作率，同時邏輯控制參數(shù)設置及日常操作控制均遵循“導葉優(yōu)先”原則，優(yōu)化了SO2風機的效能，達到了節(jié)能降耗的目的。

3 結語

轉爐送停風自動控制的改造，對日常操作中參與控制一級動力波洗滌器入口壓力的各類參數(shù)進行了連續(xù)跟蹤和記錄收集，并根據(jù)工藝控制的要求計控建模，經過一系列的應用和實踐，得到自動控制程序的最優(yōu)化參數(shù)，后期可根據(jù)工藝條件的變化，在此數(shù)據(jù)基礎上進行適當?shù)男薷囊詽M足生產需要。隨著社會的發(fā)展，生產自動化控制已成為必然趨勢，轉爐送停風自動控制程序的應用提高了生產操作的智能化程度，優(yōu)化了SO2風機的效能，使銅冶煉煙氣制酸系統(tǒng)生產更加穩(wěn)定，值得在同行業(yè)進行推廣應用。