某铸造厂中频感应电炉除尘系统运行故障诊断与建议

秦洪建，刘统洲，刘新江

（机械工业第六设计研究院有限公司，河南郑州 450007）

某铸造厂中频感应电炉除尘系统运行故障诊断与建议

秦洪建，刘统洲，刘新江

（机械工业第六设计研究院有限公司，河南郑州 450007）

中频感应电炉在铸造生产中产生的烟尘粒径小、分散性大，治理难度较大。本文主要通过对某铸造厂中频感应电炉除尘系统除尘管路、除尘器及风机的实测和分析，找到其故障原因、提出改进方法，并给出运行、节能建议，对于铸造车间中频感应电炉通风除尘设计和现场管理具有一定的借鉴意义。

中频熔炼感应电炉；烟气治理；故障诊断；节能

近年来，随着中频感应电炉在铸铁件生产企业中的应用比例逐渐提高，特别是大吨位电炉的应用，使得中频电炉除尘技术的研究越来越受到铸造工作者的关注。笔者曾多次前往山西某汽车发动机铸件生产企业帮助解决电炉除尘问题。该厂位于山西省运城市，成立于1997年，是一家合资公司，目前是国内最好的中、重型汽车发动机缸体、缸盖类铸件供应商之一，年产量达到5万吨。车间熔炼工部现有3台12t进口无芯中频感应电炉，配有1套布袋除尘系统。自2010年初开始，该套除尘系统运行情况出现问题，工况较差，外溢的烟尘污染了整个熔炼工部，尤其以电炉加料时最为严重，烟尘扩散到相邻的造型、制芯等工部，对车间生产环境影响很大。

经过对生产现场中频感应电炉的除尘系统进行测试和数据分析，针对该套电炉除尘系统在生产中存在的问题进行了故障诊断，提出相应整改措施以及运行维护和节能方面的建议。

1 除尘系统概况

1.1 除尘系统技术参数

该套中频电炉除尘系统与3套12t（一对一）进口中频熔炼电炉（变压器安装容量7200kVA）配套，位于熔炼工部的中部，购置于1999年，2008年进行过升级改造，主要技术参数见表1。

表1 该套中频电炉除尘系统技术参数

1.2 系统主要故障

该套除尘系统运行状况差，捕集罩的烟尘捕集能力基本失效，熔炼烟尘在整个熔炼过程中全程外溢，尤其以3#炉最为严重，详见图3。

2 故障诊断

2.1 经验分析

笔者首先根据车间现场情况进行了经验分析，捕集罩的烟尘捕集效果不好，可能是由于系统抽风量不足导致的，造成系统抽风量不足的主要原因通常有以下三种。

图1 熔炼工部平面图

（1）最为常见的是除尘系统初始设计风量不足；

（2）除尘系统初始设计风量本可以满足需要，但由于维护不到位造成风量途中损失或是风机输出风量不足引起系统风量不足；

（3）烟气发生量超过设计初始量，比如炉料质量差。

通过经验分析尚不能准确诊断出故障的真正原因，下面笔者将通过测试分析、现场检查、问题整改和调试验证4个步骤对该套除尘系统的故障进行详细诊断。

2.2 测试分析

（1）测试仪器见表2。

（2）具体运行参数测试数据见表3。（3）测试数据分析结果见表4。

图2 除尘器现场图

图3 熔炼现场图

表2 测试仪器及相关参数

表3 测试数据表

表4 测试数据分析表

2.3 现场检查

现场检查主要包括风机、除尘器、除尘管道、捕集罩和生产操作等5个方面内容，具体检查及故障原因推断内容见下表：

通过测试分析和现场检查可以看出熔炼烟尘外溢主要是由于除尘系统风量不足造成的，造成风量不足的主要原因有以下4个方面：

（1）3台电炉由2用1备改为3台同时工作且炉料中废钢比例大，发气量大于初始设计风量；

（2）捕集罩与加料小车维修不及时，多处漏风，造成系统风量在途中损耗严重；

（3）除尘器清灰不及时，维护保养不到位，除尘器内粉尘堆积，系统运行阻力增大，造成风机实际输出风量减少；

（4）风机老化，叶片磨损严重，运行效率低。

2.4 问题整改和调试验证

根据测试和检查结果，工厂对已经发现的问题进行了整改，主要整改措施如下：

（1）重新核算3台中频电炉同时工作时的最大除尘风量，按2台加料（25000m3/h·台）和1台出铁液（28000m3/h）时所需风量计算，则系统最大除尘风量应为78000m3/h，可见现有除尘系统恢复正常工况后仍远不能满足除尘要求，需解决系统风量不足的问题。首先需要增加系统风量，所以又增加了一套除尘系统与现有除尘系统并联工作，风量与原有除尘系统一致, 风机选用变频风机，详见图6；

（2）对捕集罩和加料小车破损漏风处进行修补；

图5 加料车与翻版罩结合面

图6 新增电炉除尘系统现场

（3）除尘器清灰，更换部分布袋，修复反吹脉冲阀；

（4）更换风机叶片；

（5）修复除尘干管上的电动补风阀和3#电炉支管上的电动蝶阀。

整改后除尘效果有明显改进，烟尘外溢的问题基本解决，车间熔炼工部工作环境满足《工业企业设计卫生标准》，整改后工作现场如图7所示。

图7 改造后电炉区工作现场

3 结论与建议

（1）铸造厂应加强除尘系统日常维护管理，制定详细的设备维护规程及维护检查制度，并在除尘器的操作规程中明确清灰周期及操作方法，保证除尘系统的正常工况。建议有条件的企业购置少量测试工具，比如风速仪、压差计和皮托管等，设专人定期对通风除尘设备进行测试，这样可以准确的掌握设备运行的真实状况，及时解决一些常见的除尘问题。

（2）中频感应电炉烟尘中FeO、FeO/Fe2O3、CaO容易在布袋表面结晶成块覆盖滤料的孔隙，使得通过布袋的气流量下降，压力损失增加，除尘器运行阻力增高；另外，炉料中还带有少量的水分和油污，因此建议选用优质拒水防油覆膜涤纶针刺毡滤料，滤料表面光滑、憎水透气、易清灰、系统过滤效果好，运行阻力低，节能、耐用。

（3）大风量的中频感应电炉除尘系统,由于粉尘清理难度大，宜选用离线清灰方式的除尘器，且除尘器停止运行后,应继续反吹清灰两个周期，避免空气中水分与布袋表面灰尘结合，造成结块糊袋。

（4）除尘器反吹控制宜采用压差控制法，采用具有可调压力的介质气体，在保证保持较好的清灰效果同时，达到延长布袋疲劳寿命的效果。

（5）中频电炉烟尘温度较高，且子加料和浇注阶段，会有火花或大颗粒的高温质点进入除尘系统，容易引起布袋自燃，建议新上中频电炉除尘系统在布袋除尘器前增加火花捕捉器。

（6）除尘系统设计时，应充分考虑各种不利因素，精确计算系统阻力，保证风机在高效点运行，满足节能、环保要求。

[1] 刘筑雄,张家平,宋高举.铸造防尘技术规程指南[M].2版.北京:机械工业出版社，2008.

[2] 孙一坚.简明通风设计手册[M].北京:中国建筑出版社，1998.

[3] 刘新江,尤丙夫.铸铁熔炼炉带式除尘工艺探讨，第2届中国铸铁产业沙龙论文集[C].2011.

[4] 国家环境保护局.GB9078-1996 工业炉窑大气污染物排放标准[S].

Failure Diagnosis and Proposals of Certain Foundry Medium Induction Furnace Dust Removal System

QIN HongJian, LIU TongZhou, LIU XinJiang

(SIPPR ENGINEERING GROUP Co.Ltd., Zhengzhou 450007,Henan China)

Measuring and analysis on dust removal system piping, filter and fan of a medium frequency induction furnace of an iron foundry have found out the reasons of the malfunction, give an improved method and the running, energy-saving recommendations which has referential signif cance for medium frequency induction furnace dust removal system design and f eld management.

Medium frequency induction furnace; Smoke dust abatement; Failure diagnosis; Energy-saving

TG234+.6；

A；

1006-9658（2012）05-0045-4

2012－08－03

稿件编号：1208－092

秦洪建（1979-），男，从事铸造工厂的工程咨询、工程设计工作