铸铁车间中频电炉除尘系统设计方案

一、概述XX铸钢车间有3吨中频电炉2台、5吨中频电炉2台、15吨中频电炉2台，根据贵公司提供的中频炉有关工艺参数及冶炼工艺特点，按照贵公司的冶炼工艺要求，对中频炉冶炼烟气进行冶理中频炉在冶炼、加料、出铁时均会产生大量烟气，其中冶炼时产生的烟气 为严重。烟气在炉内热动力和车间自然风力的作用下四处扩散，严重影响车间内部和厂房周边环境，工人的工作环境差，并影响身体健康。根据中频炉的操作工艺， 选用顶吸旋转罩捕集罩来处理中频炉冶炼过程中产生的烟气是经济、合理、可行的 佳方案形式。我公司经过讨论，对铸钢车间的3吨中频电炉2台、5吨中频电炉2台、15吨中频电炉2台形成如下初步设计方案。二、设计原则及性能指标2.1．设计原则基本原则——“除尘设备为中频炉生产服务”。除尘设备应既不影响中频炉正常生产工艺及操作，同时不妨碍中频炉设备的维护检修。 要原则——“运行可靠”。系统长期可靠稳定运行， “烧布袋”、“管道积灰”、“风量衰减”等常见问题。采用 ——设计针对中频炉的特定条件，采用 、成熟的技术。性能价格比优——优化设计，一次投资省，长期运行能耗低， 效果好。2.2．性能指标? 烟尘捕集率≥95%；? 烟尘排放浓度≤50mg/Nm3；? 岗位粉尘浓度≤10 mg/m3（扣除本底值）；? 符合国家 制订的有关规范和要求。三、系统设计依据及技术3.1．设计依据《工业炉窑大气污染物排放标准》          GB9708-1996；《大气污染物综合排放标准》              GB16297-1996；《大气环境质量标准》                    GB3085-82《环境空气质量标准》                    GB3095-1996；《钢铁工业废气粉尘排放标准》            GB9708-1996；《钢铁工业污染物排放标准》              GB4911-85《工业企业设计卫生标准》                GBZ1-2002；《工业企业设计卫生准则》                TJ36-92《工业“三废”排放试行标准》            GBJ4-83《工作场所有害因素职业接触阻值》        GBZ2-2002；《工业企业厂界噪声标准》                GB12348-90《采暖通风与空气调节设计规范》          GBJ19-88《采暖通风与空气调节制图标准》          GBJ114-88《采暖与卫生工程施工及验收规范》        GBJ242-82《采暖与卫生工程质量检验评定标准》      GBJ242-82《除尘机组技术性能及测试方法》          GB11653-89《建筑设计 规范》                    GBJ16-87《生产设备安全卫生设计总则》            GBJ5083-85厂方提供的有关工艺设备资料；3.2．关键技术? 烟气捕集部分：——顶吸旋转集烟罩；? 烟气净化部分：——抗结露低阻脉冲脉冲布袋除尘器；? 系统工艺部分：——“高效、低能耗、可靠”流程工艺。以上技术在冶金除尘系统中成熟使用，并取得很好的除尘效果， 用户的好评。四、系统工艺4.1．工艺流程中频炉冶炼时产生的烟气在旋转顶吸罩的捕集下进排尘主管道进入除尘器，烟气经除尘器净化过滤后经风机排入排气筒进入大气，具体工艺流程如下：        野风阀
    
4.2．处理风量的确定工艺路线确定以后，系统风量的确定 关重要，偏高会造成三个后果：增加工程造价；增加运行费用；过多吸入冷风，容易造成结露。偏低则将影响捕集效果和出现高温烧滤袋。为了使系统风量设计得合理，应注意三个主要方面的问题：1) 中频炉烟气捕集方式；2) 中频炉的冶炼强度和工艺参数；3) 系统工艺特性及其它相关要素。4.3．处理风量根据上述情况，本方案处理风量的确定从以下几方面入手：? 根据中频炉工艺及提供的相关参数。? 根据理论计算进行复核确定Q。′。? 顶吸罩到中频炉的距离为H。? 根据系统工艺要求,确定混风空气量Ｑ１。? 顶吸罩的吸捕风速（V）                       ? 通过计算罩口风速和换气次数及H值,校核并确定混风量补偿系数Ｋ? 顶吸罩的截面积为πr2? 处理风量  Q=πr2×V×K×60本方案确定: 3t中频炉系统的处理风量为1.1×104m3/h；5t中频炉系统的处理风量为1.4×104m3/h；15t中频炉系统的处理风量为5.0×104m3/h；4.4.风机、电机的选择风机：Y4-73   NO11D流量：53000pa 全压：3900pa电机功率 ：90KW 4.4.除尘器的选择 4．1.1北侧:5T、3T共4台中频炉选1台除尘器除尘器设计选型：570型布袋除尘器处理烟气量：50000m3/h滤袋材质：涤纶针刺毡（500g/m2）阻    力：1500pa效    率：99.9%4．1.2南侧15T电炉选1台除尘器除尘器设计选型：570型布袋除尘器处理烟气量：50000m3/h滤袋材质：涤纶针刺毡（500g/m2）阻    力：1500pa效    率：99.9%五、捕集系统方案设计5.1．中频炉烟气捕集罩捕集罩是整个除尘系统设计成败的关键之一，在中频炉烟尘治理上，由于捕集罩不理想而导致失败的例子很多。在多年的冶金行业除尘系统设计中，我公司经过多年的摸索的研究，吸取众家之长及成功和失败的经验，自行研制的顶吸移动捕集罩具有实用性强、投资省、操作方便、不影响中频炉操作工艺等特点。针对贵公司铸钢车间的实际况情和我们的成熟 经验，方案中“顶吸旋转集烟罩”。5.1.1顶吸旋转捕集罩的原理该技术摒弃了传统捕集装置消极地对烟气围堵的强制“捕集”方式，而是依靠烟气自身热动力作用，对烟气进行积极“收捕”。中频炉冶炼时，产生的大量烟气，根据热辐射原理上升、扩散，上升的烟气在 短的距离进入顶吸罩的范围内，减少冷空气的混入量，使热烟气保持 的热荷与抬升速度，进入罩体的烟气在受到风机在罩体吸口形成的负压作用下，被吸入烟气排尘管道，烟气通过管道进入除尘器净化， 后经风机送入排气筒排入大气。旋转式顶吸捕集罩的设计可 两台中频炉不同工位时的冶炼烟气的捕集，旋转机构设置位于二台中频炉中间位置，可实现≥180°旋转，中频炉的 均位于旋转罩的旋转圆周上，以 罩体罩口正对中频炉的发烟区。旋转机构采用摆线针减速机齿轮传动，传运平稳安全，定位准确。所有设备不影响中频炉工艺操作，罩体的下沿口与炉口留有1.5m左右的操作空间，罩体布置在炉口上方，烟气直接进入罩体，烟气捕集率高。 罩体的设计                 罩体的旋转采用机械齿轮传动，工人操作劳动强度小，操作方便、灵活，设备运行可靠。罩体上排尘管道与排尘主管采用活套式接口，接口设计为套管式密封性好，自动操作，操作方便，排尘支管设计工艺风量切换阀，实现每台炉的烟气捕集单独操作。5.1.2捕集罩的结构特点? 基本设现冶炼全过程捕集，仅在出铁、天车加料的短时间有少量烟气外溢，（如人工加料，则加料时的烟气仍可捕集）? 捕集率高——中频炉冶炼全过程中，在适当的处理风量时达到较好的捕集效果；? 捕集烟气装置，不影响冶炼工艺操作，不影响中频炉检修；? 罩体的旋转采用机械齿轮传动，操作简单，维护方便，运行可靠、使用寿命长；? 罩体的下沿口与炉口留有1.5m左右的操作空间，不影响炉前工人操作。? 罩体上排尘管道与排尘主管采用活套式接口，密封性好，操作方便。六、净化部分除尘器是高温烟气治理中三大要素之一，其优劣直接影响除尘系统性能和运行能耗。除尘器的“高阻症”是国内高温烟气治理除尘器的通病。长期以来，由于冶金高温烟气的烟尘颗粒 细微，故治理中大量采用布袋除尘器，可以实现其它类型除尘器无以类比的净化效率。然而，无论采用哪种布袋除尘器，都普遍存在清灰效果不良、容易结露的问题，除尘器阻力居高不下，结果是除尘器实际运行阻力远大于说明书中标注的1200~1500pa，实际运行阻力高达2000pa以上，致使系统风量大大低于设计风量，捕集效果差。这里将除尘器实际运行阻力高于设计值定义为“高阻症”。如何解决除尘的高阻症，是除尘系统又一成败的关键之一。我公司经过长期的努力探索与实践，通过技术创新研制成的“抗结露低阻布袋除尘器”很好地解决了上述问题，其具有“结构阻力低，抗结露性能优，沉降功能强”等优点，使除尘器长期在低阻状态下稳定运行，遵循“高效、低能耗、可靠”流程工艺，使除尘系统在较小电机功率配置下，达到较大的风量，既降低了电耗，又 了捕集效果。本方案选配的抗结露脉冲布袋除尘器， 了一般除尘器的“高阻”通病，且可长期、稳定地运行在1000～1500Pa,居于国内 水平。6.1．除尘器工艺原理烟气流从除尘器一端进入进气通道，进气通道截面积依通道内流量递减速率，设计成递减截面，烟气流通过通道与布袋仓相通的布袋仓进气门进入了布袋仓，经布袋过滤后的净化空气从布袋上方汇集 布袋仓上方净气过渡通道，经过过渡通道的进入除尘器出气通道排出。吸附在布袋外的烟尘由空气喷吹进行清灰工作，清灰周期在调试时定时设定，并进行压差监控，并不断调整，直到清灰周期适合除尘器和积灰速度。切断上部的负压源，以使布袋上的积灰在自重力作用下落 仓底的灰仓内，以此循环。6.2．除尘器结构6.2.1 低结构阻力国内各类除尘器普遍存在着结构阻力偏高的问题，它是导致系统恶化的重要原因之一；此外结构不当，也将直接影响除尘器的使用寿命。我公司设计的抗结露低阻除尘器与常规除尘器的差异在于：进出风通道进出风通道截面大， 大流速为 6～8m/s，而进风管流速为15～17m/s左右，速度逐步衰减。 本体结构我公司设计的除尘器设有均温沉降段，可避免高温烟气对滤袋的直接冲刷，提高使用寿命；可利用沉降段均压减少滤袋的负荷以及从进风口到滤袋，从花板到到出风口各段的局部阻力系数和流速均较低，故阻损较低。6.2.2离线过滤风速与在线过滤风速变化不大,对除尘器阻力的影响较小。6.2.3布袋的选用采用国产常用的聚脂针刺毡500克普通滤料。6.2.4滤袋的 换设有轻便的布袋净气室顶盖， 换滤袋方便，劳动强度低。6.2.5抗结露低阻除尘器特点　　（1）设有均温、沉降段，可大大减轻滤袋负荷。　　（2）结构阻力低，使除尘器稳定运行在1300Pa左右。　　（3）轻便的仓顶盖，减轻维护工作强度。　　（4）轻型袋笼，换袋轻松。管网系统指的是整个除尘工艺路线中所涉及的管道、管道阀门设备及管道设计尺寸、形状等 的组合系统。管网设计遵循原则：（1）、合理布置管网结构，尽量减少弯头及管道突变等产生的局部阻力；（2）、本方案设计流速16~17m/s；选择合适的管道截面形状；（3）、采用低阻值的除尘器结构且阻力控制平衡；（4）、采用低阻结构的阀门；（5）、管路上设有检察孔和清灰孔。七、管网流速流速越高，管道直径越小，投资越少，但其管网阻力越大。在相同风量下，其电机功耗也越大，运行费越高。系统的经济流速究 应怎样确定，多年来，实践和测算均表明，不同的除尘工艺合理配置管道流速，本系统流速界定在16~17m/s为宜。由于排气筒的出口动压较大，强大的气流引发噪声轰鸣，为减少动压损失，排气筒出口流速设计为≤12m/s，由于流速低，大大降低了排气噪声。八、电气控制8.1低压部分低压部分开关柜采用GDD型，主要元器件采用西门子低压电器或其它 产品，主要控制系统上各类管道阀门及卸灰系统的各个电机、具有过载、短路等保护。8.2自动化系统电气及自动控制部分是整个除尘系统的 ，控制部分是否可靠将直接影响到除尘系统能否正常工作，所以电器控制系统应满足工艺要求，运行稳定可靠，安全经济，操作简单，维护方便。自动：根据操作顺序制定操程序实现对每一功能设备操作、控制。手动：此操作功能将由传统的元件来实现，（例如按钮，开关等）通过启动/停止(按钮)独立的操作每一设备/装置,设备之间无连锁功能。8.3清灰控制清灰控制主要有定压控制和定时控制两种形式。定压工作方式 是利用除尘器进风管与出风管的压力差△P由差压变送器发出清灰控制信号，这种控制方式是根据滤袋实际清灰程度间断进行的，具有清灰能耗低，脉冲阀动作次数少等特点。定时工作方式 是按照预先设定的时间进行清灰，清灰时间的确定据生产情况进行调试后确定。8.4卸灰控制1）卸灰设备包括仓壁振动器、星型卸灰阀等，由安装在附近的操作箱进行现场操作。2）卸灰设备的运行设互锁和不互锁两种方式，正常卸灰为互锁状态，按下启动按扭，星型卸灰阀运行。3）仓壁震动器由操作人员根据卸灰的实际情况控制，每按下一次仓壁震动器启动按扭，仓壁震动器振10秒。8.5主电机、风机控制电机启动柜可在异地操作，电机和风机风门连锁始终实现零位启动。任何情况下电机停止运行后 再按启动按钮才能启动。同时具有过载及其他一些工艺跳闸保护。九、工期① 合同生效后7天拿出设计会审图纸供甲方会审。② 会审结束后7天内拿出全套施工蓝图。③ 设备制作安装工期30天。十、工程总造价：38万元（含税）十一、工艺布置图（见附图）