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1、 湖北新冶钢特种钢管有限公司120t转炉一次烟气干法净化与煤气回收系统技 术 协 议 买方：湖北新冶钢特种钢管有限公司卖方：北京国华新兴节能环保科技有限公司2010年2月3日目 录1 概述22 原始设计参数及依据23 系统设备配置44 电气、仪表及自动化145 工程范围236 设备设计制造检验标准397 设计联络及审查438 涂漆、包装与运输439 性能保证及测试条件4410 资料交付4611 培训及人员派遣4712 售后服务4813 买方、卖方签字：481 概述湖北新冶钢特种钢管有限公司转炉工程，年产方坯连铸坯91万吨、铸锭9万吨。配套工艺设施有1套铁水脱硫设施、1座120t顶底复吹转炉（预
2、留1座）、1套LF钢包精炼炉（预留2座），1套RH真空处理装置、一台方坯连铸机（预留2台）及相应辅助设施。根据该项目的具体情况，转炉一次烟气除尘系统设计为按两套统一考虑场地，为第二座转炉预留位置。卖方承担该工程中转炉一次烟气除尘系统的总包交钥匙工程。经过买卖双方认真协商，就该系统的配置、性能要求、工程范围及分交、售后服务等方面达成一致意见，形成本协议。卖方对系统的完整性、合理性、可靠性负责，并对所提供设备的加工质量、技术性能指标、设备的完整性、交货期负责。对所提供的设备先进性负责。本文中所列数据为初步方案阶段数据，在设计过程中可能产生适当变动，卖方保证系统的完整性及性能要求，最终数据以详细设计
3、为准。本协议并未对一切技术细节做出明确的规定，也未充分引述有关标准的规范和条文，卖方应提供满足招标书和有关工业标准要求的高质量产品及其服务，对国家有关安全、环保等强制性标准，卖方提供的产品能够完全满足其要求。2 原始设计参数及依据2.1 转炉生产技术指标(1) 转炉公称容量120 t/炉(2) 转炉座数1座（预留1座）(3) 转炉冶炼周期3842min，吹氧时间1517min(4) 最大降碳速度0.42/min(5) 最大出钢量135t/炉(6) 铁水含碳量4.34.7(7) 炉气温度1450(8) 原始炉气量7000072000Nm3/h(9) 罩内燃烧系数810(10) 炉气成分COCO2
4、N2O2其他8210-2.2 炉料成份未给出，随后提供。2.3 炉料的装入制度未给出，随后提供。2.4 介质参数气体纯度温度总管压力氮气99.9%常温1.7MPa蒸汽1800.8MPa压缩空气常温0.5MPa2.5 供电情况高压电压等级10KV5，4950.5Hz3KV5，4950.5Hz低压电压等级380V10，4950.5Hz2.6 水质炼钢车间补充用工业用水水质序号项 目单 位数值备注1pH792悬浮物mg/l1003碳酸盐硬度（以CaCO3计）2004氯化物（以Cl-计）1505硫化物(以SO24计)2006硅酸盐（以SiO2计）407总铁0.538油和脂29含盐量70010悬浮物最大
5、粒径mm0.22.7 焦炉煤气H258.8%CH425.6%CnHm2.8%CO22.1%N23.8%CO5.9%压力：8Kpa，温度：常温，发热值：18700KJ/Nm。2.8 气候资料2.8.1 大气温度1) 年平均气温：17 2) 极限最高温度：40.3 3) 极限最低温度：-11 4) 干球温度：33.4 5) 湿球温度：28.1 6) 极限温度平均最高值：38.3 7) 极限温度平均低值：-6.58) 最热月份平均最高温度：34.4 9) 最热月份平均最低温度：25.910) 最冷月份平均最高温度:7.611) 最热月份平均最低温度:0.3 2.8.2 大气压力1) 夏季平均大气压力
6、101.033kPa2) 冬季平均大气压力102.3kPa2.8.3 相对湿度1) 年平均相对湿度782) 最冷月相对湿度69-803) 最热月相对湿度74-942.8.4 室外风速1) 年平均风速2.2m/s2) 最大风速23m/s3) 设计基本风压未提供2.8.5 地震烈度1) 地震烈度未提供，按7度设计3 系统设备配置3.1 汽化冷却烟道汽化冷却烟道设计首先要满足降温要求，使冷却烟道出口烟气温度控制在设计范围内，要求低于900；其次需要与干法除尘工艺密切结合，包括以下几方面内容：（1）合理设计尾部烟道结构形式，有利于烟气进入蒸发冷却器后，流体场分布均匀，提高蒸发冷却器容积利用率，保证蒸发
7、冷却器的运行效果。（2）炉口微差压形式及接口。（3）尾部烟道测压、测温位置及接口。（4）喷枪在烟道上的位置及接口。3.2 蒸发冷却器汽化冷却烟道出口烟气温度直接影响系统设备选型和系统运行安全，本方案考虑到工况的波动以及烟道使用后期性能下降等因素，干法除尘系统按照冷却烟道出口烟气温度900进行方案设计，使系统设备选型在该条件能够满足工艺要求。（1）技术参数入口烟气量83000m3/h（标况）入口烟气温度900出口烟气温度150250筒体直径4.5m筒体高度18m筒体上段材质12CrMo厚度10mm筒体下段材质20G厚度1012mm喷嘴数量1012个喷嘴类型双流喷水量最大35t/h水压0.40.6
8、MPa雾化蒸汽5t/h压力1.0MPa织物补偿器钢结构304不锈钢（2）结构组成蒸发冷却器由以下部分组成：织物补偿器、喷雾系统、蒸发冷却器壳体、支撑/限位环、蒸发冷却器灰斗、灰斗内置刮板机、维护和操作平台、保温设施及检修人孔等。（3）技术说明蒸发冷却器通过自动控制，将来自汽化冷却烟道温度为800900的烟气冷却到150 250左右，使后续设备在相对较低和稳定的温度状态下安全地工作，并达到预期的除尘效果。通过建立多相流数学模型，与汽化冷却烟道末端结构形式相结合，模拟蒸发冷却器内部的动态流体场、温度场和压力场，修正汽化冷却烟道和蒸发冷却器的结构形式，最终使蒸发冷却器满足设计要求。通过喷淋系统将雾化
9、后的冷却水喷入蒸发冷却器中直接与烟气接触换热达到冷却烟气的目的，同时要保证冷却水全部蒸发以避免形成湿灰，造成蒸发冷却器底部和输灰系统积灰板结。因此，蒸发冷却器的设计综合了降温要求、冷却水量、雾化效果、换热时间和容积等因素，最终确定喷淋系统参数和蒸发冷却器结构形式。双流喷嘴系统的水和水蒸气的喷入量，均由切断阀和调节阀根据蒸发冷却器的出入口温度和烟气量的数学计算模型进行在线自动控制调节。控制系统要根据烟气流量、温度控制喷水量，保证蒸发冷却器出口全部汽化，不产生水滴；喷枪双介质的调节阀选用单座调节阀。喷枪的选用和布置保证雾化效果及蒸发冷却器塔壁不积灰。蒸发冷却器内部烟气温度是一个变化过程，因此，壳体
10、上部采用耐热材料12CrMo，下部采用20G。蒸发冷却器容积的大小直接影响降温效果，蒸发冷却器的直径选择是否合理，也会影响今后的运行和维护。蒸发冷却器工作状态与自然状态温差很大，热伸缩量较大，所以结构设计要求考虑温度补偿以消除热应力。冷却器以主体下端为固定点，上端设计导向环，蒸发冷却器通过织物补偿器与汽化冷却烟道连接，本体可向上自由伸缩，依靠织物补偿器消除汽化冷却烟道的水平热应力和蒸发冷却器竖直热应力。灰斗出口设支撑导向环，支撑灰斗及输灰机重力并可水平方向单向自由伸缩。蒸发冷却器选用材质耐冲刷，整体保温。在蒸发冷却器上部和下部各设人孔，人孔采用带销轴的快开式。蒸发冷却器的喷枪要采用可在塔外整体
11、拆卸、更换的结构形式。喷枪安装使用时，没有堵塞现象。蒸发冷却器本体焊缝按规定要求进行探伤检查并提供探伤报告。3.3 电除尘器（1）技术参数设计烟气量209000m3/h入口烟气温度120180设备耐温250入口含尘浓度50100g/m3（标况）出口含尘浓度10mg/m3（标况）电除尘器直径9.0m电除尘器总长度35.6m电场数量4个通道数20个阳极板形式C220一、二电场阳极板材质不锈钢00Cr12、厚度2mm三、四电场阳极板材质SPCC、厚度2mm阴极线形式锯齿线一、二电场阴极线材质不锈钢00Cr12、厚度4mm（激光切割）三、四电场阴极线材质08Al、厚度4mm（激光切割）进口气流分布板3
12、层，不锈钢00Cr12，厚度3mm出口气流分布板1层，低碳钢，厚度3mm本体阻力300Pa（2）结构组成壳体：包括锥形进口和出口、环梁、筒体板、人孔门等，阳极系统，阴极系统，阳极振打系统，阴极振打系统，分布板及振打系统，刮灰及内部输灰系统，钢支撑结构，梯楼、平台，保温箱，外部保温层，集中润滑系统，氮气吹扫及密封系统，安全卸压阀，高压供电系统。（3）技术说明1） 外壳外壳是包容烟气、承载内部结构和烟气压力的结构，设计重点考虑结构强度、密封性、合理性。其主要材质为20G，钢板厚度8-30mm。外壳设计成圆筒形结构，保证烟气以柱塞状均匀通过电场，杜绝流动死角，提高抗爆强度，减少爆燃机会，同时便于检修
13、时对其进行彻底吹扫及置换。壳体工作压力为-2500-3000Pa，设计耐压0.25MPa，极大减少煤气爆燃造成壳体变形。在进风口和出风口上方分别设有3个1200mm的卸压阀，当电除尘器内部发生煤气爆炸使压力达到5000Pa时卸压阀自动打开卸压，减少过压对壳体及内部构件造成的破坏。进出风口锥形结构设计便于气流的扩散，通过分布板有利于电场风速的均匀分布。进出风口内分别设置3层和1层多孔形分布板及振打。2） 阳极系统圆式电除尘器分四个电场，分别供电，独立控制和运行。沿气流方向平行布置，由阳极和阴极组成烟气通道。阳极系统是由若干阳极板排组成，每一阳极板排由24块阳极板通过上下连接结构组成，它们沿气流方
14、向依次布置并垂吊于电除尘器内部。阳极板之间有若干限位顶杆装置，保证同极间距一致。阳极板采用成熟使用的C220形，这种板型刚度好，板电流分布均匀。极板防风槽数量明显增加，降低了二次扬尘对除尘效率的影响。保证良好的放电性能、耐热抗变形性能及使用寿命。由于前电场粉尘浓度较高，工作条件相对恶劣，故在设计中将一、二电场阳极加强，极板采用耐热不锈钢。3） 阴极系统阴极系统由阴极大框架、小框架及阴极线组成，阴极线连接在小框架上布置在两排阳极板中间，小框架通过大框架用绝缘子悬吊固定。阴极线采用锯齿线，该线强度高，放电性能好。一、二电场采用耐热不锈钢，适应工况条件，提高使用寿命。极线全部采用激光切割加工，可以保
15、证放电齿的光滑无毛刺，提高电晕性能，保证除尘效果，同时延长使用寿命。绝缘子选用95瓷材料，大大提高绝缘性能和使用强度。绝缘子设有电加热装置，确保绝缘子干燥，杜绝电场短路。在阴极装置外设有防尘管，该防尘管内壁光滑，长度合理，有效防止绝缘子被污染。4） 阳极振打系统每个电场均设有阳极振打装置进行有效清灰，以避免板线积灰造成收尘性能下降甚至失效。传动轴水平布置在两电场之间，与气流成直角，振打锤型式采用旋转锤，每排极板对应1只锤子，锤头自由下落打击排板的振打砧上，达到清灰的目的。阳极振打有自动和手动两种控制方式。振打周期预先设定并可调整。振打装置由减速机驱动。每台电除尘器设7套阳极振打，一、二、三电场
16、各两套，四电场一套。5） 阴极振打系统阴极振打装置与收尘极振打原理相似，每个阴极小框架都对应一个振打锤。振打锤安装在振打轴上，振打轴由尘中轴承支撑，安装在支承框架上，与气流方向成直角。振打轴通过拉杆动作，拉杆动作是通过连接到减速机上的凸轮完成的。阴极振打有自动和手动两种控制方式。振打周期预先设定并可调整。每台电除尘器设6套阴极振打，一二电场各两套，其余电场各一套。6） 分布板在锥形进出风口里分别设置分布板，其中进口设置3层，出口设置1层，确保电场内部气流始终均匀分布。进口分布板材质为00Cr12，提高其耐磨性和使用寿命，出口分布板材质为Q235。进出口分布板各设振打装置，结构和阳极振打相似，控
17、制方式相同。7） 刮灰及内部输灰系统刮灰机构设置在电除尘器内部、圆形筒体的下部。主要由刮刀、圆弧形刮灰架、驱动装置、传动等部分组成。传动部分包括轴装式减速机、电动机、传动轴、高温尘中轴承、圆弧齿轮、联轴器等。减速机设置了过转矩保护装置，当转矩超过正常值时系统自动停机并报警。采用开放式销齿轮传动，轴承为半封闭式，且进行集中自动干油润滑。刮灰机构支架采用三角形结构，螺栓连接组装，即方便现场安装，在必要时又可拆卸。刮刀为角钢形，采用耐热钢12CrMo材质，提高耐磨性。刮刀之间用圆弧板加强，同时起到阻风作用。两套驱动系统分别驱动一二电场和三四电场刮灰机构。驱动部分包括轴装式减速机。刮灰装置往返摆动运行
18、，将阴阳极系统收集清落到外壳下部圆弧板上的灰尘刮到下部的储灰槽内，储灰槽内设置刮板输送机，将粉尘排出电除尘器。刮板输送机采用双链结构，链宽900mm。排灰口设置气动插板阀和具有锁气功能的双层翻板阀。另外设置紧急卸灰口和多个快开紧急卸灰门，当输灰系统出现故障或灰槽内部严重积灰时使用。8） 钢支撑结构四电场圆式电除尘器每台5个环梁，每件环梁由两件H型钢支柱支承，走台侧中间支柱作为固定点，其余支柱可单向或多向摆动，避免产生热应力。9） 梯楼、平台每台电除尘器设置1套梯楼，通过梯楼可以上到电除尘器各层平台，平台与电除尘器连接设固定点和活动点，各平台采用镀锌栅格板，其它框架及支撑均用Q235。电除尘器顶
19、部平台方便检修保温箱和高压电源。进出口上方平台方便检修安全卸压阀。进出口下方同样分别设置平台用于检修刮灰驱动装置。中部平台用于收尘极振打装置检修。下部设置输灰平台，平台单独固定在电除尘器的下面，从地面通过楼梯出入。平台活载按3500N/，风雪及地震载荷均按中国有关标准计算，达到使用要求。为了防止热变形确保平台安全平台与电除尘器连接设固定点和活动点，并通过梯楼出入。10） 保温箱每个电场的阴极系统采用4点绝缘吊挂，安置在保温箱中。保温箱内设置电加热器和温度检测，防止绝缘子结露爬电。对保温箱补充氮气防止空气渗入。每台电除尘器共有16个保温箱。每电场一个进线保温箱与高压电源相连，每台电除尘器4件；每
20、台电除尘器6件带阴极振打驱动装置的保温箱，第一、二电场各2件，其余电场各1件；每台电除尘器6件普通保温箱；所有保温箱均用连接法兰与壳体相连接，布置在壳体上部。保温箱主要材料采用20G。11） 外部保温层整个电除尘器除泄爆阀和刮灰区域外，其余均敷设保温层，厚度100mm。保温材料选取岩棉，保温护板选用彩钢板。12） 集中润滑系统每台电除尘器设置一套集中自动润滑系统，定期为刮灰系统各轴承注油润滑。本系统采用双线自动集中润滑方式，系统主要由电动润滑泵站(含压力控制器、电器箱)、双线分配器、管路及管路附件组成。电动润滑泵将润滑脂通过分配器定量地加注到各个润滑点。系统设定手动、自动和持续三种工作方式。1
21、3） 安全卸压阀每台电除尘器进出口分别设置3个安全卸压阀，安全卸压阀直径1200mm。当电除尘器出现爆燃现象时，及时打开并自动复位。安全卸压阀启动压力5000Pa。安全卸压阀采用进口产品，买方自备。3.4 轴流风机（1）技术参数型号G125（具体规格待定）额定风量220000m3/h（工况）工作温度150设备耐温250全压8000 Pa电动机额定功率（初步确定）785kW电机电压690V电动机转速（初步确定）1800rpm电动机最小转速800rpm噪声级别85 dB 在设备1 m内（2）结构组成风机由吸入管、风机转子、传动轴、内部轴承、外部轴承、轴承润滑装置、耦合器、机座、冷却风机组成，外部设
22、保温。轴流风机驱动装置主要包括：电机、变频器、控制系统。（3）技术说明系统采用轴流风机优点在于风机运行稳定，风机内效率高，动力消耗小。风机水平安装，从吸入侧直接驱动。轴流风机设计为在线一用一备形式，同时考虑备用风机可实现对预留2#除尘器风机互为备用，本次设计需将倒换眼镜阀安装到位，不影响下次除尘的施工。为实现风机在线切换及安全，在线风机和备用风机前后连通管道均设眼镜阀，共需6台，此部分由买方负责供货。3.5 箱型消声器（1）技术参数类型箱型直径3000mm圆柱形长度3000mm噪声级别85 dB 在设备1 m内（2）结构组成-入口和出口，材料：普碳钢。-圆柱形外壳，材料：普碳钢。-消声单元，吸
23、声材料：离心玻璃纤维，厚度3x80mm。-在入口和出口处各有一人孔门。-外部保温层。3.6 烟气管道（1）技术参数直径17202020mm壁板厚度810mm材料普碳钢波纹管不锈钢（2）结构组成位于蒸发冷却器和电除尘器入口之间的荒煤气管道及必要的支架。位于电除尘器出口至放散烟囱之间和煤气冷却器之间的净煤气管道，包括法兰、连接件和密封件，必要管道支架，不锈钢补偿器。（3）技术说明管道从蒸发冷却器出口到放散烟囱和煤气冷却器，用于输送废气和清洁气体。荒管道上适当位置设置必要的防磨损措施、检查门和卸灰口。荒煤气管道由卖方负责基本设计，买方负责详细设计及供货、施工。3.7 放散系统（1）技术参数类型单独排
24、烟高度60m出口直径1600mm厚度喉管直径900mm厚度下段直径2000mm厚度主体材料普碳钢点火放散段材质不锈耐热钢点火器材料不锈钢每套装置点火喷嘴数量3个点火燃气焦炉煤气燃气消耗量45m3/h燃气压力68KPa引射氮气压力1.6MPa（2）结构组成烟囱本体、氮气引射器、放散头、点火装置、楼梯、平台等。（3）技术说明由于安全原因，烟囱总高度设计60m。在烟囱的中部设置一个氮气引射喷嘴，当轴流风机故障时打开引射系统，引射氮气将管道中的烟气引出。设计选用焦炉煤气作为点火燃气。点火头共设置三把火炬，采取高压连续点火。放散头设置三个温度检测仪，检测是否已点燃煤气。引射及点火操作都是远程控制，并且可
25、以反馈运行状态。点火变压器安装在放散头下部约10m的位置。阀门站设在地面，便于操作和检查。从地面到放散头部设置楼梯、平台，可以方便到达各个操作点。放散烟囱按两套系统一次供货、施工完成，预留第二套点火放散头。3.8 切换站（1）技术参数设计风量195000m/h烟气温度180切换阀类型杯阀回收侧杯阀直径1600mm放散侧杯阀直径1400mm杯阀正常动作时间79S杯阀紧急关闭时间34S眼镜阀直径1600mm切换阀驱动液压眼镜阀驱动电动眼镜阀结构形式敞开式（2）结构组成煤气分流器，杯阀，液压站，电动眼镜阀。液压站主要由以下3部分组成：（1）油泵两个高压泵，一用一备，用来向阀站供油。通过改变供油量，泵
26、可以快速适应切换速度的变化。如果工作泵故障，控制系统立即启动备用泵。（2）带过滤器和冷却装置的油箱油箱作为液压泵供油和回油使用。油箱配有加热元件和冷却装置，使油温控制在4055。油箱回油室内的循环油在泵的驱动下，通过过滤器，进入供油室。油箱内设有油位检测。（3）带蓄能器的阀站根据控制系统指令阀站控制杯阀的动作。如果电路故障，由带蓄能器支持的独立的液压控制阀将杯阀切换到安全位置。此外，杯阀的阀板自重提供附加的操作可靠性，将系统移动到安全位置。（3）技术说明在炼钢过程中，煤气切换站将净化后的高热值煤气输送到煤气柜，而把低热值煤气切换到放散烟囱，燃烧后放散到大气中。切换站主要由两个杯形阀组成。为了便
27、于修理或维护工作，回收侧杯阀的下游设置了眼镜阀，煤气由此流向煤气柜。3.9 煤气冷却器（1）技术参数入口煤气量195000m/h入口煤气温度180出口煤气温度70冷却器直径5.4 m高度23m壁厚10 mm材料普碳钢喷嘴数量1620个冷却水循环水流量380m/h冷却水温度35（2）结构组成煤气冷却器外壳，放散装置，喷管及喷嘴，供水环管，氮气及空气管路，气动排水阀，检修平台，两台煤气冷却器共用的楼梯（3）技术说明为满足煤气入柜温度要求，在进入煤气柜之前需要进一步冷却。在煤气冷却器中使用循环水直接在煤气中喷淋，煤气与喷淋水直接接触实现热交换，可使煤气温度降低到70以下。冷却器设计成竖直放置的筒形结
28、构，在不同高度的两个断面安装两层均匀布置有喷嘴，上、下层两各有810个喷嘴。选用螺旋式喷嘴，喷流类型为冷却效果较好的空心锥形，喷射角为120度，喷淋面覆盖整个冷却器断面并有重叠。煤气从下向上流动，与喷淋水充分接触并加大接触时间。冷却器底部为回水箱，水面达到设计高度后溢出回水。喷嘴供水为远程控制，依靠供水管路的快速切断阀进行控制。冷却器外部设置梯楼和平台可以通到各人孔、阀门和仪表，方便操作、观察和检修。煤气冷却器出口设切断用眼镜阀，以保证检修安全，该部分由买方负责设计供货及施工。3.10 粗灰输送系统（1）技术参数内置链式输送机能力10t/h链式输送机数量1套灰仓容量30m3旋转卸灰阀能力40t
29、/h（2）组成蒸发冷却器内置链式输送机（宽640mm）头部、尾部，正常出灰口气动插板阀和双翻板阀，紧急出灰口气动插板阀，溜灰管，包括补偿器，粗灰仓，包括过滤单元、防堵灰装置、测量仪表，灰仓下部插板阀及旋转卸灰阀。（3）技术说明从蒸发冷却器沉积下来的粗粉尘被双链式输送机收集。经过双翻板阀排出蒸发冷却器，输送到粗粉仓。链式输送机采用双链式结构。粗灰仓下设置旋转卸灰阀，由密闭罐车外运。同时在灰仓上设置一个事故排灰口。在灰仓上设置清堵装置及仓顶布袋过滤单元。3.11 细灰输送系统（1）技术参数内置链式输送机输送量10t/h内置链式输送机数量1套外部链式输送机输送量20t/h外部链式输送机数量1套斗提机
30、能力25t/h斗提机数量1套灰仓容量120m3(两套系统共用)旋转卸灰阀能力40t/h（2）组成电除尘器内置链式输送机（宽900mm）头部、尾部，中间链式机（宽度640mm），斗式提升机，细灰仓，包括过滤单元、防堵灰装置、测量仪表，灰仓下部插板阀及旋转卸灰阀。（3）技术说明电除尘器内置链式输送机设置正常卸灰和紧急卸灰两个出灰口，正常排灰口排出的灰经一条链式输送机和一台斗式提升机送到细灰仓中，两套转炉电除尘器卸灰共用一个灰仓。链式输送机采用双链式结构。细灰仓下设置旋转卸灰阀，采用密闭罐车外运，同时在灰仓上设置一个事故排放口。在灰仓上设置清堵装置及仓顶布袋过滤单元。3.12 公辅介质管路、阀门及配
31、件主要包括：用于蒸发冷却器和煤气冷却器供水管路，用于蒸发冷却器的蒸汽管路，用于密封、置换和仪表用气的空气和氮气管路，用于点火放散的焦炉煤气管路，管路配件及支撑件。4 电气、仪表及自动化4.1 高低压供配电及电气传动为更好的区分系统工艺控制区域，将转炉一次烟气干法净化与回收系统布置分为两个区域：转炉区和现场区。转炉区：蒸发冷却器及粗灰输送设备所在的区域。现场区：电除尘器及细灰输送设备、风机站、切换站、煤气冷却器、放散烟囱所在的区域。低压供配电及电气传动基本配置为：低压PCC及MCC柜的柜型，采用GCK形式。4.1.1 高低压供配电4.1.1.1 转炉区蒸发冷却器系统布置在主厂房内，其PLC控制柜
32、和粗灰低压柜布置于转炉电气室内。其配电直接由转炉电气室提供。每套转炉除尘系统买方按卖方设计用电容量提供两路AC/380V电源，接至蒸发冷却器低压柜和PLC柜进线端，买方提供电源如下：1) AC：380V低压MCC柜电源4.1.1.2 现场区电除尘器及相关设备布置在厂房以外，现场就近设低压电气室，相关电气设备布置于电气室内。每套转炉除尘系统买方提供两路AC：380V电源、一路AC：10KV电源。低压380V电源接到卖方主系统低压受电柜进线端；10KV电源接到卖方风机变频器变压器进线侧，买方提供电源如下：1) AC：380V主系统低压柜电源2) AC：10KV风机变频器变压器进线侧电源4.1.2
33、电气传动4.1.2.1 转炉区转炉区主要低压电气设备为粗输灰系统，电气传动采用交流传动方式，设MCC柜控制。MCC柜位于转炉电气室，与转炉低压柜统一考虑设计风格。柜内配置相应供电主回路及控制回路，实现对各设备的短路、过载等相应的电气保护等。4.1.2.2 现场区现场区主要低压电气设备为系统受电柜、馈电柜、除尘器低压柜、细灰输送低压柜、切换站低压柜及现场检修、照明系统低压柜。电气传动采用交流传动方式，设MCC柜控制。所有电气设备位于现场电气室。1) 受电柜、馈电柜系统受电柜、馈电柜为现场区的低压设备进行电源分配。如为除尘器电场高压整流装置、现场检修、照明等设备提供电源。2) 除尘器低压柜除尘器系
34、统低压柜设计与系统受电柜、馈电柜风格一致，其内配置阴极振打装置、阳极振打装置、分布板振打装置、绝缘子加热器、刮灰机、链式输送机等设备的相应供电主回路及控制回路，实现对各设备的短路、过载等相应的电气保护。主回路采用AC380V电源，控制回路采用AC220V电源。3) 细灰输送低压柜细灰输送低压柜设计与系统受电柜、馈电柜风格一致，其内配置集中链式输送机、斗提机、灰仓等其他排输灰设备的相应供电主回路及控制回路，实现对各设备的短路、过载等相应的电气保护。主回路采用AC380V电源，控制回路采用AC220V电源。4) 切换站低压柜切换站低压柜设计与系统受电柜、馈电柜风格一致，其内配置液压站泵组等其他设备
35、的相应供电主回路及控制回路，实现对各设备的短路、过载等相应的电气保护。主回路采用AC380V电源，控制回路采用AC220V电源。5) 除尘器高压整流供电装置高压整流供电装置由高压控制柜、高压整流变压器组成。控制器和操作面板均装配在高压控制柜内，控制器是由处于同一相位上的两个反并联晶闸管构成。控制柜需要连接50Hz/380V的电压，并根据所测一次电流、除尘器电场电压、电流及闪络等现象，调整两个可控硅整流器的导通角（0180），从而调整除尘功率。该装置全面结合了湿、干及热性气体静电除尘器的电子处理技术领域的专门知识经验，特别针对大型转炉工艺特点，在闪络判别、电晕效应最优化方面使用了模糊逻辑，改善了
36、净化效果。6) 风机变频控制柜风机采用变频调速系统。10kV高压进线经高压断路器送至整流变压器，将电压降至690V，根据电网对谐波的要求，变频器可采用6或12脉冲整流，再经逆变器变频变压。变频器基本功能如下：u 具有瞬间失电自起动功能；u 具有短路保护、过载保护、接地保护及电机缺相等保护；u 具有自诊断及远程通讯，实现与厂设备网的通讯功能，并提供远程通讯软件；与PLC之间的数据通讯协议为Profibus-DP；u 系统零速至全速起动时间可在10-180秒内设定；u 能有效的抑制高次谐波对电网的影响。4.2 仪表根据冶钢ERP和能源网络数据上传要求：采用硬件信号分配方法，用配电器或分配器、温度变
37、送器等将信号一分为二，一路进控制系统，另一路进RTU，并按一、二、三级计量、重要四级计量和关键的温度信号上传，流量应同步考虑压力和温度补偿，RTU模块为美国SIXNET公司产品，设计安装在仪表盘或PLC盘内（数据上传工作，进入计量网络光缆和编程工作，将由冶钢能源中心统一考虑）。4.2.1 仪表装置1) 热电阻，热电偶：当检测温度500C，采用热电偶检测。2) 流量测量：烟气流量测量：采用威力巴流量计压差检测形式；气体流量检测：采用V锥流量测量装置测量方式；液体流量测量：采用电磁流量计检测。3) 压力和差压测量：就地形式采用就地压力计测量；远传表采用压力、差压变送器测量。4) 液位测量：连续液位
38、测量：采用连续测量的差压变送器。5) 料位测量：料位测量采用料位开关。室外差压变送器设保温箱。4.2.2 控制阀门1) 调节阀：（用于水及喷射气体的流量控制）u 阀体材料：根据要求；u 动力：气动；u 阀门定位器：智能气动阀门定位器；u 阀门类型： 球阀或其它；u 附件：带位置变送器、安装法兰2) 切断阀：（用于切断水及喷射气体）u 阀体材料：根据要求；u 动力：气动；u 阀门类型：球阀或其它；u 附件：安装法兰、接近开关4.2.3 煤气分析系统在蒸发冷却器出口和风机出口分别设置激光煤气成分分析仪，蒸发冷却器出口分析仪检测O2、CO成分，风机出口分析仪检测O2、CO、CO2成分。量程范围：O2
39、 ： 0-25%CO： 0-100%CO2: 0-50%4.3 基础自动化系统4.3.1 概述基础自动化系统由控制器PLC、高速通讯网络和人机接口HMI组成，主要完成过程信号的采集和处理、过程参数的设定和监视、过程控制、设备的联锁控制、报警检测和历史数据的分析。系统设备具有两种控制方式即现场手动控制和远程自动控制。手动控制方式是为方便设备调试、检修等作业设置。在手动控制方式下各设备实现单动运行。手动控制可以在现场操作箱或在HMI监控站进行操作（部分设备）。自动运行方式通过PLC程序控制实现，HMI监控站对设备运行状态进行监控，设备故障时，画面提示故障点，并提醒操作人员。控制系统采用西门子过程控
40、制系统。主控制器采用SIEMENS S7-400系列416-2DP CPU模块，数据通讯采用光纤工业以太网。系统应用软件采用西门子公司STEP 7 Ver5.4（最新）和HMI软件 WinCC V6.2，开发版一套，其余为运行版，能够很好的满足工厂过程控制系统的要求。操作系统采用正版微软Windows系列。4.3.2 自动化系统组成4.3.2.1 转炉区1) PLC系统转炉蒸发冷却器设一套除尘ET200M远程站，主要完成对蒸发冷却器设备和仪表的监控。2) HMI系统在转炉主控室内设一套HMI系统，主要完成对整个除尘系统设备和仪表的监控及操作。（配置：CPU3.0G/2G DDR-RAM/250
41、G HD/RW DVD-ROM /DELL WLCD19”）。3) 服务器设置一台二级服务器，通过交换机与车间L3连接。(配置：HP 2x Xeon2.6G/4G RAM/3x500G HD/RAID 5/集成双千兆网卡+双千兆网卡 /21”LCD1280x1024）。4.3.2.2 现场区1) PLC系统 在现场电气室内设一套除尘PLC-400系统，主要完成对整个外部除尘区域内设备和仪表的监控。2) HMI系统在现场电气室内设一套HMI系统，主要完成对整个除尘系统设备和仪表的监控。（配置：同转炉区）3) 编程器提供一套便携式编程器用于自动化系统的编程及调试。（配置：CORE2 2.4G/2G
42、 RAM/320G HD/RW DVD-ROM/WLCD）。4.3.3 自动化控制的功能说明4.3.3.1 蒸发冷却器及粗灰输送蒸发冷却器及粗灰输送控制包括喷射水系统的快速切断阀、调节阀，喷射气系统的快速切断阀、调节阀，粗灰输送系统的刮板输送机、气动插板阀、气动双翻板阀、粗灰仓、卸灰阀等设备的控制。蒸发冷却器及粗灰输送设备的温度、压力、流量、料位等仪表状态信号远传到上位机显示。4.3.3.2 电除尘器及细灰输送电除尘器及细灰输送控制包括高压整流装置的控制、电除尘器阴极振打装置、阳极振打装置、分布板振打装置、刮灰装置、集中润滑油站，绝缘子加热器，链式输送机、气动插板阀、气动双翻板阀、链式输灰机、
43、斗提机、灰仓等设备的控制。电除尘器出口设有烟气流量检测装置以实现烟气流量在线检测的功能。4.3.3.3 风机站风机站基本控制是通过变频器控制风机主电机转速，同时对风机冷却电机进行监控。风机站控制功能除按工艺完成基本的设备控制外，最为重要的控制功能是通过风机流量控制器的PID调节对风机进行变频控制，即为风机速度控制。按照转炉工艺的吹炼的几个阶段，如转炉预热、装料、吹炼等几个典型阶段，设置风机流量控制器的PID调节的参数，实现炉口微压差控制。4.3.3.4 切换站切换站控制包括回收杯阀、放散杯阀、液压站等设备的控制。切换站是系统进行煤气回收或放散的主要设备，通过PID调节，实现放散杯阀的平稳安全控
44、制。4.3.3.5 煤气冷却器煤气冷却器的控制主要是通过煤气冷却器泵站、阀组等设备，实现烟气的进一步冷却，以满足回收的温度要求。4.3.3.6 放散塔放散塔控制功能包括点火装置的控制、氮气引射装置的控制，将点火装置及氮气引射装置的运行状态，例如温度、压力、差压信号采集至控制系统。4.3.4 自主开发的程序模块干法净化回收系统与转炉工艺紧密联系，通过干法净化回收系统所提供的自主程序模块的运行可保证转炉冶炼与干法净化回收系统的双顺行。4.3.4.1 自测试功能模块自测试功能模块通过基础级控制系统在非负荷情况下模拟冶炼工况，对系统设备进行整体测试。目的在于检验系统设备运行参数是否准确，设备运行状态是
45、否正常，以避免正常冶炼生产时，由于设备系统原因造成的生产延误乃至生产中断。4.3.4.2 防爆控制功能模块防控爆功能模块参考转炉冶炼数据，按照转炉生产各阶段炉内反应特点，与转炉工艺结合，生成优化的工艺曲线辅助转炉生产，通过下枪过程协调控制氧气流量、氧枪高度及下料量，使O2与CO的成分值控制在爆炸极限条件以外，实现主动防爆控制功能。即使由于某种特殊原因出现爆炸条件，控制系统也会立即降低或切断电除尘器的高压供电，降低火花产生概率，几乎消除发生爆炸的可能性，实现被动防爆控制功能。防爆控制功能模块主要包括：吹炼前后期防爆控制子模块、事故点吹防爆控制子模块、吹炼中期事故处理防爆控制子模块。4.4 自动化系统的配置4.4.1 转炉区4.4.1.1 蒸发冷却器系统PLC控制柜、仪表柜PLC柜体设计为仿威图柜型，柜高2200mm。该柜配置转炉区EC设备的控制PLC远程站一套，与除尘器PLC和转炉P
