鑄鐵車間中頻電爐除塵系統設計方案

一、概述XX鑄鋼車間有3噸中頻電爐2臺、5噸中頻電爐2臺、15噸中頻電爐2臺，根據貴公司提供的中頻爐有關工藝參數及冶煉工藝特點，按照貴公司的冶煉工藝要求，對中頻爐冶煉煙氣進行冶理中頻爐在冶煉、加料、出鐵時均會產生大量煙氣，其中冶煉時產生的煙氣 為嚴重。煙氣在爐內熱動力和車間自然風力的作用下四處擴散，嚴重影響車間內部和廠房周邊環境，工人的工作環境差，并影響身體健康。根據中頻爐的操作工藝， 選用頂吸旋轉罩捕集罩來處理中頻爐冶煉過程中產生的煙氣是經濟、合理、可行的 佳方案形式。我公司經過討論，對鑄鋼車間的3噸中頻電爐2臺、5噸中頻電爐2臺、15噸中頻電爐2臺形成如下初步設計方案。二、設計原則及性能指標2.1．設計原則基本原則——“除塵設備為中頻爐生產服務”。除塵設備應既不影響中頻爐正常生產工藝及操作，同時不妨礙中頻爐設備的維護檢修。 要原則——“運行可靠”。系統長期可靠穩定運行， “燒布袋”、“管道積灰”、“風量衰減”等常見問題。采用 ——設計針對中頻爐的特定條件，采用 、成熟的技術。性能價格比優——優化設計，一次投資省，長期運行能耗低， 效果好。2.2．性能指標? 煙塵捕集率≥95%；? 煙塵排放濃度≤50mg/Nm3；? 崗位粉塵濃度≤10 mg/m3（扣除本底值）；? 符合國家 制訂的有關規范和要求。三、系統設計依據及技術3.1．設計依據《工業爐窯大氣污染物排放標準》          GB9708-1996；《大氣污染物綜合排放標準》              GB16297-1996；《大氣環境質量標準》                    GB3085-82《環境空氣質量標準》                    GB3095-1996；《鋼鐵工業廢氣粉塵排放標準》            GB9708-1996；《鋼鐵工業污染物排放標準》              GB4911-85《工業企業設計衛生標準》                GBZ1-2002；《工業企業設計衛生準則》                TJ36-92《工業“三廢”排放試行標準》            GBJ4-83《工作場所有害因素職業接觸阻值》        GBZ2-2002；《工業企業廠界噪聲標準》                GB12348-90《采暖通風與空氣調節設計規范》          GBJ19-88《采暖通風與空氣調節制圖標準》          GBJ114-88《采暖與衛生工程施工及驗收規范》        GBJ242-82《采暖與衛生工程質量檢驗評定標準》      GBJ242-82《除塵機組技術性能及測試方法》          GB11653-89《建筑設計 規范》                    GBJ16-87《生產設備安全衛生設計總則》            GBJ5083-85廠方提供的有關工藝設備資料；3.2．關鍵技術? 煙氣捕集部分：——頂吸旋轉集煙罩；? 煙氣凈化部分：——抗結露低阻脈沖脈沖布袋除塵器；? 系統工藝部分：——“高效、低能耗、可靠”流程工藝。以上技術在冶金除塵系統中成熟使用，并取得很好的除塵效果， 用戶的好評。四、系統工藝4.1．工藝流程中頻爐冶煉時產生的煙氣在旋轉頂吸罩的捕集下進排塵主管道進入除塵器，煙氣經除塵器凈化過濾后經風機排入排氣筒進入大氣，具體工藝流程如下：        野風閥
    
4.2．處理風量的確定工藝路線確定以后，系統風量的確定 關重要，偏高會造成三個后果：增加工程造價；增加運行費用；過多吸入冷風，容易造成結露。偏低則將影響捕集效果和出現高溫燒濾袋。為了使系統風量設計得合理，應注意三個主要方面的問題：1) 中頻爐煙氣捕集方式；2) 中頻爐的冶煉強度和工藝參數；3) 系統工藝特性及其它相關要素。4.3．處理風量根據上述情況，本方案處理風量的確定從以下幾方面入手：? 根據中頻爐工藝及提供的相關參數。? 根據理論計算進行復核確定Q。′。? 頂吸罩到中頻爐的距離為H。? 根據系統工藝要求,確定混風空氣量Ｑ１。? 頂吸罩的吸捕風速（V）                       ? 通過計算罩口風速和換氣次數及H值,校核并確定混風量補償系數Ｋ? 頂吸罩的截面積為πr2? 處理風量  Q=πr2×V×K×60本方案確定: 3t中頻爐系統的處理風量為1.1×104m3/h；5t中頻爐系統的處理風量為1.4×104m3/h；15t中頻爐系統的處理風量為5.0×104m3/h；4.4.風機、電機的選擇風機：Y4-73   NO11D流量：53000pa 全壓：3900pa電機功率 ：90KW 4.4.除塵器的選擇 4．1.1北側:5T、3T共4臺中頻爐選1臺除塵器除塵器設計選型：570型布袋除塵器處理煙氣量：50000m3/h濾袋材質：滌綸針刺氈（500g/m2）阻    力：1500pa效    率：99.9%4．1.2南側15T電爐選1臺除塵器除塵器設計選型：570型布袋除塵器處理煙氣量：50000m3/h濾袋材質：滌綸針刺氈（500g/m2）阻    力：1500pa效    率：99.9%五、捕集系統方案設計5.1．中頻爐煙氣捕集罩捕集罩是整個除塵系統設計成敗的關鍵之一，在中頻爐煙塵治理上，由于捕集罩不理想而導致失敗的例子很多。在多年的冶金行業除塵系統設計中，我公司經過多年的摸索的研究，吸取眾家之長及成功和失敗的經驗，自行研制的頂吸移動捕集罩具有實用性強、投資省、操作方便、不影響中頻爐操作工藝等特點。針對貴公司鑄鋼車間的實際況情和我們的成熟 經驗，方案中“頂吸旋轉集煙罩”。5.1.1頂吸旋轉捕集罩的原理該技術摒棄了傳統捕集裝置消極地對煙氣圍堵的強制“捕集”方式，而是依靠煙氣自身熱動力作用，對煙氣進行積極“收捕”。中頻爐冶煉時，產生的大量煙氣，根據熱輻射原理上升、擴散，上升的煙氣在 短的距離進入頂吸罩的范圍內，減少冷空氣的混入量，使熱煙氣保持 的熱荷與抬升速度，進入罩體的煙氣在受到風機在罩體吸口形成的負壓作用下，被吸入煙氣排塵管道，煙氣通過管道進入除塵器凈化， 后經風機送入排氣筒排入大氣。旋轉式頂吸捕集罩的設計可 兩臺中頻爐不同工位時的冶煉煙氣的捕集，旋轉機構設置位于二臺中頻爐中間位置，可實現≥180°旋轉，中頻爐的 均位于旋轉罩的旋轉圓周上，以 罩體罩口正對中頻爐的發煙區。旋轉機構采用擺線針減速機齒輪傳動，傳運平穩安全，定位準確。所有設備不影響中頻爐工藝操作，罩體的下沿口與爐口留有1.5m左右的操作空間，罩體布置在爐口上方，煙氣直接進入罩體，煙氣捕集率高。 罩體的設計                 罩體的旋轉采用機械齒輪傳動，工人操作勞動強度小，操作方便、靈活，設備運行可靠。罩體上排塵管道與排塵主管采用活套式接口，接口設計為套管式密封性好，自動操作，操作方便，排塵支管設計工藝風量切換閥，實現每臺爐的煙氣捕集單獨操作。5.1.2捕集罩的結構特點? 基本設現冶煉全過程捕集，僅在出鐵、天車加料的短時間有少量煙氣外溢，（如人工加料，則加料時的煙氣仍可捕集）? 捕集率高——中頻爐冶煉全過程中，在適當的處理風量時達到較好的捕集效果；? 捕集煙氣裝置，不影響冶煉工藝操作，不影響中頻爐檢修；? 罩體的旋轉采用機械齒輪傳動，操作簡單，維護方便，運行可靠、使用壽命長；? 罩體的下沿口與爐口留有1.5m左右的操作空間，不影響爐前工人操作。? 罩體上排塵管道與排塵主管采用活套式接口，密封性好，操作方便。六、凈化部分除塵器是高溫煙氣治理中三大要素之一，其優劣直接影響除塵系統性能和運行能耗。除塵器的“高阻癥”是國內高溫煙氣治理除塵器的通病。長期以來，由于冶金高溫煙氣的煙塵顆粒 細微，故治理中大量采用布袋除塵器，可以實現其它類型除塵器無以類比的凈化效率。然而，無論采用哪種布袋除塵器，都普遍存在清灰效果不良、容易結露的問題，除塵器阻力居高不下，結果是除塵器實際運行阻力遠大于說明書中標注的1200~1500pa，實際運行阻力高達2000pa以上，致使系統風量大大低于設計風量，捕集效果差。這里將除塵器實際運行阻力高于設計值定義為“高阻癥”。如何解決除塵的高阻癥，是除塵系統又一成敗的關鍵之一。我公司經過長期的努力探索與實踐，通過技術創新研制成的“抗結露低阻布袋除塵器”很好地解決了上述問題，其具有“結構阻力低，抗結露性能優，沉降功能強”等優點，使除塵器長期在低阻狀態下穩定運行，遵循“高效、低能耗、可靠”流程工藝，使除塵系統在較小電機功率配置下，達到較大的風量，既降低了電耗，又 了捕集效果。本方案選配的抗結露脈沖布袋除塵器， 了一般除塵器的“高阻”通病，且可長期、穩定地運行在1000～1500Pa,居于國內 水平。6.1．除塵器工藝原理煙氣流從除塵器一端進入進氣通道，進氣通道截面積依通道內流量遞減速率，設計成遞減截面，煙氣流通過通道與布袋倉相通的布袋倉進氣門進入了布袋倉，經布袋過濾后的凈化空氣從布袋上方匯集 布袋倉上方凈氣過渡通道，經過過渡通道的進入除塵器出氣通道排出。吸附在布袋外的煙塵由空氣噴吹進行清灰工作，清灰周期在調試時定時設定，并進行壓差監控，并不斷調整，直到清灰周期適合除塵器和積灰速度。切斷上部的負壓源，以使布袋上的積灰在自重力作用下落 倉底的灰倉內，以此循環。6.2．除塵器結構6.2.1 低結構阻力國內各類除塵器普遍存在著結構阻力偏高的問題，它是導致系統惡化的重要原因之一；此外結構不當，也將直接影響除塵器的使用壽命。我公司設計的抗結露低阻除塵器與常規除塵器的差異在于：進出風通道進出風通道截面大， 大流速為 6～8m/s，而進風管流速為15～17m/s左右，速度逐步衰減。 本體結構我公司設計的除塵器設有均溫沉降段，可避免高溫煙氣對濾袋的直接沖刷，提高使用壽命；可利用沉降段均壓減少濾袋的負荷以及從進風口到濾袋，從花板到到出風口各段的局部阻力系數和流速均較低，故阻損較低。6.2.2離線過濾風速與在線過濾風速變化不大,對除塵器阻力的影響較小。6.2.3布袋的選用采用國產常用的聚脂針刺氈500克普通濾料。6.2.4濾袋的 換設有輕便的布袋凈氣室頂蓋， 換濾袋方便，勞動強度低。6.2.5抗結露低阻除塵器特點　　（1）設有均溫、沉降段，可大大減輕濾袋負荷。　　（2）結構阻力低，使除塵器穩定運行在1300Pa左右。　　（3）輕便的倉頂蓋，減輕維護工作強度。　　（4）輕型袋籠，換袋輕松。管網系統指的是整個除塵工藝路線中所涉及的管道、管道閥門設備及管道設計尺寸、形狀等 的組合系統。管網設計遵循原則：（1）、合理布置管網結構，盡量減少彎頭及管道突變等產生的局部阻力；（2）、本方案設計流速16~17m/s；選擇合適的管道截面形狀；（3）、采用低阻值的除塵器結構且阻力控制平衡；（4）、采用低阻結構的閥門；（5）、管路上設有檢察孔和清灰孔。七、管網流速流速越高，管道直徑越小，投資越少，但其管網阻力越大。在相同風量下，其電機功耗也越大，運行費越高。系統的經濟流速究 應怎樣確定，多年來，實踐和測算均表明，不同的除塵工藝合理配置管道流速，本系統流速界定在16~17m/s為宜。由于排氣筒的出口動壓較大，強大的氣流引發噪聲轟鳴，為減少動壓損失，排氣筒出口流速設計為≤12m/s，由于流速低，大大降低了排氣噪聲。八、電氣控制8.1低壓部分低壓部分開關柜采用GDD型，主要元器件采用西門子低壓電器或其它 產品，主要控制系統上各類管道閥門及卸灰系統的各個電機、具有過載、短路等保護。8.2自動化系統電氣及自動控制部分是整個除塵系統的 ，控制部分是否可靠將直接影響到除塵系統能否正常工作，所以電器控制系統應滿足工藝要求，運行穩定可靠，安全經濟，操作簡單，維護方便。自動：根據操作順序制定操程序實現對每一功能設備操作、控制。手動：此操作功能將由傳統的元件來實現，（例如按鈕，開關等）通過啟動/停止(按鈕)獨立的操作每一設備/裝置,設備之間無連鎖功能。8.3清灰控制清灰控制主要有定壓控制和定時控制兩種形式。定壓工作方式 是利用除塵器進風管與出風管的壓力差△P由差壓變送器發出清灰控制信號，這種控制方式是根據濾袋實際清灰程度間斷進行的，具有清灰能耗低，脈沖閥動作次數少等特點。定時工作方式 是按照預先設定的時間進行清灰，清灰時間的確定據生產情況進行調試后確定。8.4卸灰控制1）卸灰設備包括倉壁振動器、星型卸灰閥等，由安裝在附近的操作箱進行現場操作。2）卸灰設備的運行設互鎖和不互鎖兩種方式，正常卸灰為互鎖狀態，按下啟動按扭，星型卸灰閥運行。3）倉壁震動器由操作人員根據卸灰的實際情況控制，每按下一次倉壁震動器啟動按扭，倉壁震動器振10秒。8.5主電機、風機控制電機啟動柜可在異地操作，電機和風機風門連鎖始終實現零位啟動。任何情況下電機停止運行后 再按啟動按鈕才能啟動。同時具有過載及其他一些工藝跳閘保護。九、工期① 合同生效后7天拿出設計會審圖紙供甲方會審。② 會審結束后7天內拿出全套施工藍圖。③ 設備制作安裝工期30天。十、工程總造價：38萬元（含稅）十一、工藝布置圖（見附圖）