智能除尘系统的研制及应用

麻林伟，冯太伟，张 岩，李福山，菅成志

(1.河南奥鑫合金有限公司，河南 郑州 452481；2.郑州大学材料科学与工程学院，河南 郑州 450000)

原铁合金电炉除尘设备的能力是按电炉各烟尘量最大时设计的。铁合金电炉每个工艺时段中，烟尘量的差异较大，一般为6～10万m3/h，而在炉子闷烧时段烟尘量几乎为零。但是，除尘风机一直保持在额定功率下运行，不仅浪费了大量的电能、热能，而且影响除尘设备的使用寿命。为此，就6.6MV·A矿热电炉生产硅钡钙（SiBaCa）合金工艺及烟尘量进行分析，研究开发了矿热电炉烟尘浓度监测设备，以调控变频风机速度，实现智能除尘技术。该技术的顺利实施，不仅达到了环境保护要求，还有降低生产成本等诸多优点。

一、冶炼工艺与烟尘量的差异分析

矿热电炉在冶炼时，由于炉内电极间电弧的放电，产生大量的炉气，炉气中的CO在烟罩内燃烧后产生烟气。中小型半封闭矮烟罩铁合金电炉，烟气量为每吨产品大约产生1 500～2 000m3炉气。烟气量用下式计算。

Q=P·N·Z

式中：Q——烟气量，m3/h；

P——电炉变压器的容量，kV·A；

N——标准工况单位烟气量，10～12m3/h；

Z——电炉变压器的超载系数，取1.3。

根据上式计算，6.6MV·A矿热电炉烟尘量Q=102960m3/h。在上料焙烧时段，电炉变压器功率为额定功率的65%～75%，烟气量51 480～59 400m3/h；在闷烧时部分料面蹋料小面积刺火时段，烟尘量达到79 200m3/h；在大面积蹋料压料、出炉时，电炉变压器超载30%，烟尘量为102 960m3/h。硅钡钙（SiBaCa）合金生产工艺与烟尘量曲线图见图1。

二、烟尘浓度检测与变频智能调速系统的设计

1.烟尘浓度传感器

根据电容量计算公式C=εa/d，当两个极板相对面积a、间距d不变的情况下，介电系数ε随烟尘量的大小发生变化，电介质信号电容量C就发生变化。……