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【摘要】本文从昆钢6#高炉除尘器的输排灰系统产生电气故障的原因分析入手，扼要介绍了1#、2#刮扳机电气控制线路的改进方法，增设了故障报警装置，提高了6#高炉炉前除尘器的在线作用率，既保证了生产的正常运行，又降低了生产的维护费用。
【关键词】除尘器；输排灰系统；电感式接近开关
引言
昆钢职工培训教育中心长期从事着各生产工种的技术培训及鉴定工作。随着昆钢新产品、新技术、新设备的不断引进与开发，企业对职工素质特别是实践操作技能水平的要求越来越高严格。毫无疑问，工人操作技能水平的高低已成为工业生产发展中最活跃的决定性因素。为不断地提高职工鉴定培训教学工作的针对性和实效性，教师有必要经常深入到生产一线去了解生产工艺及设备运行控制的情况，尽可能多地去参与解决生产中遇到的实际问题。
1、昆钢炼铁厂6#高炉除尘器简介
1.1 6#高炉除尘器的作用
昆钢炼铁厂2000m3的6#高炉是上世纪90年代中期从卢森堡阿尔贝德公司贝尔瓦厂引进的，投产于1998年12月底。其每昼夜要消耗矿石和辅料9000t，焦碳等燃料2600t，并产生大量的废气和粉尘。6#高炉除尘器主要担负着控制整个高炉污染物的处理、收集及排放，其污染物主要是金属粉尘与煤气烟尘，成分主要是Fe2O3、C、SiO2、CaO、MgO等，粉尘浓度大约为2.5—6g/m3，出铁场烟气温度较高约70-200℃，烟尘浓度约为1-3g/cm2（标况）。为满足高炉生产要求，就要确保除尘器的正常运行。
1.2 6#高炉除尘器的组成
6#高炉除尘器选用的是湖北除尘设备厂生产的LLP6120长袋低压脉冲布袋除尘器，它具有处理风量大，清灰效果好，除尘效率高、运行可靠、维护方便、占地面积小的优点。除尘器主要由上箱体、中箱体、灰斗、进风管道、支架、滤袋及清灰、输灰、卸灰装置等组成。
1.3 6#高炉除尘器的工艺流程
其工艺流程是含尘气体从除尘管道进入装有滤布袋的过滤室，粉尘被阻留在滤袋的外面，干净气体透过滤袋，经各离线阀、排风管、风机和排气筒排入大气，排放浓度小于50mg/m3（标况）。随着过滤工况的进行，滤袋上的粉尘越积越多，当达到设备的阻力值1500Pa时，由清灰控制装置自动关闭离线阀后，按设定程序打开电磁脉冲阀，进行停风喷吹，压缩空气瞬间喷吹使滤袋内压力聚增，将滤袋上的粉尘抖落至灰斗中，由输排灰机构排出.
1.4 6#高炉除尘器的控制系统
除尘器的控制系统采用先进的电气自动化控制，由电控、仪控、计算机三部分组成，分为设备控制与过程监控两级。整个除尘系统的设备控制是采用日本OMRON CQMl-CPU41可编程控器来实现，完成清灰、卸灰、输灰等设备的电控和仪控，具有自动、手动控制方式。自动工作方式有定阻、定时两种：定阻控制是根据布袋内外的压差大小，确定系统是否进入工作状态；定时控制是由程控器按预先设定的—程序进行循环工作。手动控制方式主要用于调试及故障处理。过程监控则是采用进口ST-2000型显示仪表作为电机定子温度、前后轴承温度及风机前后轴温监控显示、报警等。
2、6#高炉除尘器的故障现象
先进、成熟的长袋低压脉冲除尘器在初期生产运行中，确实有效控制了高炉排放的污染物，并将废弃物进行无害化处理，在尽可能多的将资源转化为产品的同时，减轻了6#高炉对周围环境的污染，保障了职工的身体健康。
然而除尘器经过一段时间的运行，先后因异物经除尘管道进入输排灰机构的贮灰斗中而出现以下故障：一是星型卸灰阀卡塞，造成卸灰阀电机烧毁；二是贮灰斗满造成输排灰装置中的部分刮板机阻塞，输灰电机继续按控制程序运转，电机不能及时停住，把刮板输送机链条拉断及摆线针轮减速器地脚拉坏（地脚为整块铸钢）。在2000年中旬，又由于异物严重阻塞贮灰斗，烧坏了卸灰阀电机，刮板机链条被拉断。刮板机链条为除尘器的主要承载部分，粉尘无法输送，最终除尘器停运，使得灰尘排不出，灰尘弥漫在整个高炉作业区，炉口操作工看不清铁罐，把铁水放到铁路上，烧坏铁水运输铁路，车间不得不紧急组织大量机电维修人员进行抢修，更换电机及摆线针轮减速机，修复刮板机链条，耗时两天两夜，极大地增加了单位的生产成本。
3、6#高炉除尘器的故障分析
为了找出产生以上故障的原因，通过对除尘器全面的观察和分析，了解其操作及运行原理，检查清灰、卸灰、输灰系统的电气控制回路，以及自动、手动控制方式时的工况运行情况和产尘点粉尘浓度及处理风量，排除了清灰、卸灰系统发生故障的可能性，从而判断出故障集中在输灰系统和贮灰仓部分：来自产尘点（供料系统、炉顶、出铁场）的粉尘，烟尘粒径为10-250μm左右，尘粒较细，除尘器运行时，处理风量为9.7m3/min，过滤面积为6120m2，风速为1.2—2.0m/min，喷吹压力为0.15-0.25MPa，强大的风量使产尘点周围的杂物——塑料带、快餐盒等，随尘粒一同吸入除尘管道，待清灰过程结束后，杂物随粉尘被阻留在了滤袋外，干净气体透过滤袋，经风机、排风管排入大气，异物随粉尘落入灰斗经双层排灰阀刮板输送机最后至贮灰斗中。贮灰斗为圆锥形，整个连接均为铁制硬连接装置。杂物在贮灰斗内堵塞，与贮灰斗相接的星形旋转卸灰阀卡塞，使得卸灰阀电机烧毁，由于贮灰斗阻塞后，输排灰电机还在按设定程序继续运转，继而拉坏刮板机链条。在操作室内，通过CRT界面来监视电机、风机的温度及前后轴承温度，虽然CRT设有报警显示，但显示一闪即过，操作人员必须二小时外出巡检一次设备，24小时难以保证时时守在显示屏旁，且由于异物堵塞现象并不会每天发生，即使发现有报警显示，赶到现场处理已严重堵塞，为时己晚。除尘器运行中一但出现贮灰斗堵塞现象，若操作人员不能及时发现作出相应处理，输排灰系统因带病工作，就会使小故障变成大故障，从而严重地影响了高炉生产。 4、输排灰系统电气控制的改进
通过全面地了解输排灰系统的故障状况，以及对产生故障的部位和刮板机电气控制线路的认真分析，为把故障消灭在萌芽状态，本着简单、实用、低成本改造的原则，输排灰系统除在贮灰斗入口加装井字形过滤网外，还作了以下电气控制的改进：
（l）将刮板输送机与贮灰斗硬连接改为软连接，并在作业区底部装设金属感应块及电感式晶体管接近开关。（2）将刮板机控制回路串入贮灰斗满故障信号，同时串入中间继电器常闭触点，以保护刮板输送机及摆线针轮减速器。（3）在操作室内加装电铃报警、声光装置以提醒操作人员作出迅速处理。（4）输排灰系统电气线路改造，如图1所示。
图1 改造后电气控制原理图
LJ1—LJ2：电感式接近开关（LJ3-5，AC220V）； C1—C2：中间继电器（AC220V）；KT：时间继电器（JSM8-5，AC220V）； HL1—HL2：信号灯（AD11-25/20）；HA：电铃（VC-75，AC220V）
4.1 1#、2#刮板输送机电气改进的原理
除尘器运行中，一旦出现某一贮灰斗堵塞，贮灰斗外部金属感应块的软连接迅迅膨胀接近圆柱型电感式接近开关，接近开关感应动怍，电感式晶体管接近开关就能给出相应的控制信号去控制中间继电器，操作室内便发出声光报警，提示操作人员立即外出处理阻塞故障，LLP612长袋低压脉冲布袋除尘器配有理想的自动控制装置，具有自动、手动控制方式，并有记忆功能，当系统运转到某一仓时遇到故障停机，待故障排除，系统正作时，还将从原来位置继续工作。操作人员听到铃晌，立即前往作业区，把机旁转换开关打到手动档，打开贮灰斗盖，取出堵塞异物，关紧贮灰斗盖，机旁转换开关打到自动档，系统继续正常运转。
4.2 l#刮板输送机贮灰斗工作过程
在1#刮板输送机运转中，l#贮灰斗满或大件异物落入贮灰斗滤网上造成堵塞，贮灰斗外部装有金属感应块的软连接膨胀迅速接近圆柱型电感式接近开关，接近开关感应动怍，LJ1常开触点闭合，C1线圈得电，C1常开触点闭合，l#刮板机报警HL1信号灯亮，C1常开触点闭合，KT线圈得电，操作室内电铃响，报警延时5分钟后自动解除；同时，C1常闭触点断开，l#刮板机控制回路失电，M19电机停止运行。
4.3 2#刮板输送机贮灰斗工作过程
在2#刮板输送机运转中，2#贮灰斗满或大件异物落入贮灰斗滤网上造成堵塞，贮灰斗外部装有金属感应块的软连接膨胀迅速接近圆柱型电感式接近开关，接近开关感应动作，LJ2常开触点闭合，C2线圈得电，C2常开触点闭合，2#刮板机报警HL2信号灯亮；C2常开触点闭合，KT线圈得电，操作室内电铃响，报警延时5分钟后自动解除；与此同时，C2常闭触点断开，2#刮扳机控制回路失电，M20电机停止运行。
5、结束语
由于除尘器输排灰系统作业区安装在露天外部区域，会受外部温度、亮度、湿度、除尘及噪声等因素的影响，所以，此次电气控制的改进，l#、2#贮灰斗各应用了一个电感式接式接近开关（AC220V），其工作效率高，具有良好的防潮防腐性能，它能无接触无压力地发出检测信号，且灵敏度高，频率响应快，重复定位精度高，能适应恶劣的工作环境。整个技改电路具有结构简单，抗干扰性能强，成本低及高可靠性等特点。通过对除尘器输排灰系统部分电气线路的改造，提高了六高炉炉前除尘在线作业率，且能准确无误的对贮灰斗阻塞做出及时的报警及音响提示，技改至今，从未因贮灰斗进入异物阻塞烧坏过一台电机、刮板输送机及摆线针轮减速机，减少了维修费用，节约了生产成本，达到了改造目的。
参考文献
[1]湖北除尘设备厂.LP810长袋低压脉冲布袋除尘器使用说明书[M].
[2]徐永洲，章天华.现代大型高炉设备及制造技术[M].北：冶金工业出版社，1996.
作者简介
王新青（1965-），女，河南南阳人，大学本科，电气讲师，主要从事电气类专业课程教学与电子技术实验方面的研究。
王红伟（1968-）男，云南建水人，副教授，主要研究高等职业教育教学管理。
【关键词】除尘器；输排灰系统；电感式接近开关
引言
昆钢职工培训教育中心长期从事着各生产工种的技术培训及鉴定工作。随着昆钢新产品、新技术、新设备的不断引进与开发，企业对职工素质特别是实践操作技能水平的要求越来越高严格。毫无疑问，工人操作技能水平的高低已成为工业生产发展中最活跃的决定性因素。为不断地提高职工鉴定培训教学工作的针对性和实效性，教师有必要经常深入到生产一线去了解生产工艺及设备运行控制的情况，尽可能多地去参与解决生产中遇到的实际问题。
1、昆钢炼铁厂6#高炉除尘器简介
1.1 6#高炉除尘器的作用
昆钢炼铁厂2000m3的6#高炉是上世纪90年代中期从卢森堡阿尔贝德公司贝尔瓦厂引进的，投产于1998年12月底。其每昼夜要消耗矿石和辅料9000t，焦碳等燃料2600t，并产生大量的废气和粉尘。6#高炉除尘器主要担负着控制整个高炉污染物的处理、收集及排放，其污染物主要是金属粉尘与煤气烟尘，成分主要是Fe2O3、C、SiO2、CaO、MgO等，粉尘浓度大约为2.5—6g/m3，出铁场烟气温度较高约70-200℃，烟尘浓度约为1-3g/cm2（标况）。为满足高炉生产要求，就要确保除尘器的正常运行。
1.2 6#高炉除尘器的组成
6#高炉除尘器选用的是湖北除尘设备厂生产的LLP6120长袋低压脉冲布袋除尘器，它具有处理风量大，清灰效果好，除尘效率高、运行可靠、维护方便、占地面积小的优点。除尘器主要由上箱体、中箱体、灰斗、进风管道、支架、滤袋及清灰、输灰、卸灰装置等组成。
1.3 6#高炉除尘器的工艺流程
其工艺流程是含尘气体从除尘管道进入装有滤布袋的过滤室，粉尘被阻留在滤袋的外面，干净气体透过滤袋，经各离线阀、排风管、风机和排气筒排入大气，排放浓度小于50mg/m3（标况）。随着过滤工况的进行，滤袋上的粉尘越积越多，当达到设备的阻力值1500Pa时，由清灰控制装置自动关闭离线阀后，按设定程序打开电磁脉冲阀，进行停风喷吹，压缩空气瞬间喷吹使滤袋内压力聚增，将滤袋上的粉尘抖落至灰斗中，由输排灰机构排出.
1.4 6#高炉除尘器的控制系统
除尘器的控制系统采用先进的电气自动化控制，由电控、仪控、计算机三部分组成，分为设备控制与过程监控两级。整个除尘系统的设备控制是采用日本OMRON CQMl-CPU41可编程控器来实现，完成清灰、卸灰、输灰等设备的电控和仪控，具有自动、手动控制方式。自动工作方式有定阻、定时两种：定阻控制是根据布袋内外的压差大小，确定系统是否进入工作状态；定时控制是由程控器按预先设定的—程序进行循环工作。手动控制方式主要用于调试及故障处理。过程监控则是采用进口ST-2000型显示仪表作为电机定子温度、前后轴承温度及风机前后轴温监控显示、报警等。
2、6#高炉除尘器的故障现象
先进、成熟的长袋低压脉冲除尘器在初期生产运行中，确实有效控制了高炉排放的污染物，并将废弃物进行无害化处理，在尽可能多的将资源转化为产品的同时，减轻了6#高炉对周围环境的污染，保障了职工的身体健康。
然而除尘器经过一段时间的运行，先后因异物经除尘管道进入输排灰机构的贮灰斗中而出现以下故障：一是星型卸灰阀卡塞，造成卸灰阀电机烧毁；二是贮灰斗满造成输排灰装置中的部分刮板机阻塞，输灰电机继续按控制程序运转，电机不能及时停住，把刮板输送机链条拉断及摆线针轮减速器地脚拉坏（地脚为整块铸钢）。在2000年中旬，又由于异物严重阻塞贮灰斗，烧坏了卸灰阀电机，刮板机链条被拉断。刮板机链条为除尘器的主要承载部分，粉尘无法输送，最终除尘器停运，使得灰尘排不出，灰尘弥漫在整个高炉作业区，炉口操作工看不清铁罐，把铁水放到铁路上，烧坏铁水运输铁路，车间不得不紧急组织大量机电维修人员进行抢修，更换电机及摆线针轮减速机，修复刮板机链条，耗时两天两夜，极大地增加了单位的生产成本。
3、6#高炉除尘器的故障分析
为了找出产生以上故障的原因，通过对除尘器全面的观察和分析，了解其操作及运行原理，检查清灰、卸灰、输灰系统的电气控制回路，以及自动、手动控制方式时的工况运行情况和产尘点粉尘浓度及处理风量，排除了清灰、卸灰系统发生故障的可能性，从而判断出故障集中在输灰系统和贮灰仓部分：来自产尘点（供料系统、炉顶、出铁场）的粉尘，烟尘粒径为10-250μm左右，尘粒较细，除尘器运行时，处理风量为9.7m3/min，过滤面积为6120m2，风速为1.2—2.0m/min，喷吹压力为0.15-0.25MPa，强大的风量使产尘点周围的杂物——塑料带、快餐盒等，随尘粒一同吸入除尘管道，待清灰过程结束后，杂物随粉尘被阻留在了滤袋外，干净气体透过滤袋，经风机、排风管排入大气，异物随粉尘落入灰斗经双层排灰阀刮板输送机最后至贮灰斗中。贮灰斗为圆锥形，整个连接均为铁制硬连接装置。杂物在贮灰斗内堵塞，与贮灰斗相接的星形旋转卸灰阀卡塞，使得卸灰阀电机烧毁，由于贮灰斗阻塞后，输排灰电机还在按设定程序继续运转，继而拉坏刮板机链条。在操作室内，通过CRT界面来监视电机、风机的温度及前后轴承温度，虽然CRT设有报警显示，但显示一闪即过，操作人员必须二小时外出巡检一次设备，24小时难以保证时时守在显示屏旁，且由于异物堵塞现象并不会每天发生，即使发现有报警显示，赶到现场处理已严重堵塞，为时己晚。除尘器运行中一但出现贮灰斗堵塞现象，若操作人员不能及时发现作出相应处理，输排灰系统因带病工作，就会使小故障变成大故障，从而严重地影响了高炉生产。 4、输排灰系统电气控制的改进
通过全面地了解输排灰系统的故障状况，以及对产生故障的部位和刮板机电气控制线路的认真分析，为把故障消灭在萌芽状态，本着简单、实用、低成本改造的原则，输排灰系统除在贮灰斗入口加装井字形过滤网外，还作了以下电气控制的改进：
（l）将刮板输送机与贮灰斗硬连接改为软连接，并在作业区底部装设金属感应块及电感式晶体管接近开关。（2）将刮板机控制回路串入贮灰斗满故障信号，同时串入中间继电器常闭触点，以保护刮板输送机及摆线针轮减速器。（3）在操作室内加装电铃报警、声光装置以提醒操作人员作出迅速处理。（4）输排灰系统电气线路改造，如图1所示。
图1 改造后电气控制原理图
LJ1—LJ2：电感式接近开关（LJ3-5，AC220V）； C1—C2：中间继电器（AC220V）；KT：时间继电器（JSM8-5，AC220V）； HL1—HL2：信号灯（AD11-25/20）；HA：电铃（VC-75，AC220V）
4.1 1#、2#刮板输送机电气改进的原理
除尘器运行中，一旦出现某一贮灰斗堵塞，贮灰斗外部金属感应块的软连接迅迅膨胀接近圆柱型电感式接近开关，接近开关感应动怍，电感式晶体管接近开关就能给出相应的控制信号去控制中间继电器，操作室内便发出声光报警，提示操作人员立即外出处理阻塞故障，LLP612长袋低压脉冲布袋除尘器配有理想的自动控制装置，具有自动、手动控制方式，并有记忆功能，当系统运转到某一仓时遇到故障停机，待故障排除，系统正作时，还将从原来位置继续工作。操作人员听到铃晌，立即前往作业区，把机旁转换开关打到手动档，打开贮灰斗盖，取出堵塞异物，关紧贮灰斗盖，机旁转换开关打到自动档，系统继续正常运转。
4.2 l#刮板输送机贮灰斗工作过程
在1#刮板输送机运转中，l#贮灰斗满或大件异物落入贮灰斗滤网上造成堵塞，贮灰斗外部装有金属感应块的软连接膨胀迅速接近圆柱型电感式接近开关，接近开关感应动怍，LJ1常开触点闭合，C1线圈得电，C1常开触点闭合，l#刮板机报警HL1信号灯亮，C1常开触点闭合，KT线圈得电，操作室内电铃响，报警延时5分钟后自动解除；同时，C1常闭触点断开，l#刮板机控制回路失电，M19电机停止运行。
4.3 2#刮板输送机贮灰斗工作过程
在2#刮板输送机运转中，2#贮灰斗满或大件异物落入贮灰斗滤网上造成堵塞，贮灰斗外部装有金属感应块的软连接膨胀迅速接近圆柱型电感式接近开关，接近开关感应动作，LJ2常开触点闭合，C2线圈得电，C2常开触点闭合，2#刮板机报警HL2信号灯亮；C2常开触点闭合，KT线圈得电，操作室内电铃响，报警延时5分钟后自动解除；与此同时，C2常闭触点断开，2#刮扳机控制回路失电，M20电机停止运行。
5、结束语
由于除尘器输排灰系统作业区安装在露天外部区域，会受外部温度、亮度、湿度、除尘及噪声等因素的影响，所以，此次电气控制的改进，l#、2#贮灰斗各应用了一个电感式接式接近开关（AC220V），其工作效率高，具有良好的防潮防腐性能，它能无接触无压力地发出检测信号，且灵敏度高，频率响应快，重复定位精度高，能适应恶劣的工作环境。整个技改电路具有结构简单，抗干扰性能强，成本低及高可靠性等特点。通过对除尘器输排灰系统部分电气线路的改造，提高了六高炉炉前除尘在线作业率，且能准确无误的对贮灰斗阻塞做出及时的报警及音响提示，技改至今，从未因贮灰斗进入异物阻塞烧坏过一台电机、刮板输送机及摆线针轮减速机，减少了维修费用，节约了生产成本，达到了改造目的。
参考文献
[1]湖北除尘设备厂.LP810长袋低压脉冲布袋除尘器使用说明书[M].
[2]徐永洲，章天华.现代大型高炉设备及制造技术[M].北：冶金工业出版社，1996.
作者简介
王新青（1965-），女，河南南阳人，大学本科，电气讲师，主要从事电气类专业课程教学与电子技术实验方面的研究。
王红伟（1968-）男，云南建水人，副教授，主要研究高等职业教育教学管理。