鑄鐵車間中頻電爐除塵系統(tǒng)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(jù)貴公司提供的中頻爐有關工藝參數(shù)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(chǎn)生大量煙氣，其中冶煉時產(chǎn)生的煙氣 為嚴重。煙氣在爐內(nèi)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(nèi)部和廠房周邊環(huán)境，工人的工作環(huán)境差，并影響身體健康。根據(jù)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(chǎn)生的煙氣是經(jīng)濟、合理、可行的 佳方案形式。我公司經(jīng)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(chǎn)服務”。除塵設備應既不影響中頻爐正常生產(chǎn)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(tǒng)長期可靠穩(wěn)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(yōu)——優(yōu)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(guī)范和要求。三、系統(tǒng)設計依據(jù)及技術3.1．設計依據(jù)《工業(yè)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(huán)境質(zhì)量標準》                    GB3085-82《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》                    GB3095-1996；《鋼鐵工業(yè)廢氣粉塵排放標準》            GB9708-1996；《鋼鐵工業(yè)污染物排放標準》              GB4911-85《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》                GBZ1-2002；《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生準則》                TJ36-92《工業(yè)“三廢”排放試行標準》            GBJ4-83《工作場所有害因素職業(yè)接觸阻值》        GBZ2-2002；《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》                GB12348-90《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》          GBJ19-88《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)制圖標準》          GBJ114-88《采暖與衛(wèi)生工程施工及驗收規(guī)范》        GBJ242-82《采暖與衛(wèi)生工程質(zhì)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(guī)范》                    GBJ16-87《生產(chǎn)設備安全衛(wèi)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(tǒng)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(tǒng)中成熟使用，并取得很好的除塵效果， 用戶的好評。四、系統(tǒng)工藝4.1．工藝流程中頻爐冶煉時產(chǎn)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(jīng)除塵器凈化過濾后經(jīng)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(tǒng)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(xiàn)高溫燒濾袋。為了使系統(tǒng)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(shù)；3) 系統(tǒng)工藝特性及其它相關要素。4.3．處理風量根據(jù)上述情況，本方案處理風量的確定從以下幾方面入手：? 根據(jù)中頻爐工藝及提供的相關參數(shù)。? 根據(jù)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(jù)系統(tǒng)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(shù)及H值,校核并確定混風量補償系數(shù)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(tǒng)的處理風量為1.1×104m3/h；5t中頻爐系統(tǒng)的處理風量為1.4×104m3/h；15t中頻爐系統(tǒng)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(zhì)：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(zhì)：滌綸針刺氈（500g/m2）阻    力：1500pa效    率：99.9%五、捕集系統(tǒng)方案設計5.1．中頻爐煙氣捕集罩捕集罩是整個除塵系統(tǒng)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(yè)除塵系統(tǒng)設計中，我公司經(jīng)過多年的摸索的研究，吸取眾家之長及成功和失敗的經(jīng)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(jīng)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(tǒng)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(chǎn)生的大量煙氣，根據(jù)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(nèi)，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(jīng)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(xiàn)≥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(fā)煙區(qū)。旋轉機構采用擺線針減速機齒輪傳動，傳運平穩(wěn)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(xiàn)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(xiàn)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?shù)奶幚盹L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(yōu)劣直接影響除塵系統(tǒng)性能和運行能耗。除塵器的“高阻癥”是國內(nèi)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(xiàn)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(tǒng)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(tǒng)又一成敗的關鍵之一。我公司經(jīng)過長期的努力探索與實踐，通過技術創(chuàng)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(yōu)，沉降功能強”等優(yōu)點，使除塵器長期在低阻狀態(tài)下穩(wěn)定運行，遵循“高效、低能耗、可靠”流程工藝，使除塵系統(tǒng)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(wěn)定地運行在1000～1500Pa,居于國內(nèi) 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(nèi)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(jīng)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(jīng)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(diào)試時定時設定，并進行壓差監(jiān)控，并不斷調(diào)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(nèi)，以此循環(huán)。6.2．除塵器結構6.2.1 低結構阻力國內(nèi)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(tǒng)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(guī)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(shù)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(chǎn)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　?。?）設有均溫、沉降段，可大大減輕濾袋負荷?！　。?）結構阻力低，使除塵器穩(wěn)定運行在1300Pa左右?！　。?）輕便的倉頂蓋，減輕維護工作強度?！　。?）輕型袋籠，換袋輕松。管網(wǎng)系統(tǒng)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(tǒng)。管網(wǎng)設計遵循原則：（1）、合理布置管網(wǎng)結構，盡量減少彎頭及管道突變等產(chǎn)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(wǎng)流速流速越高，管道直徑越小，投資越少，但其管網(wǎng)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(tǒng)的經(jīng)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(tǒng)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(fā)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(chǎn)品，主要控制系統(tǒng)上各類管道閥門及卸灰系統(tǒng)的各個電機、具有過載、短路等保護。8.2自動化系統(tǒng)電氣及自動控制部分是整個除塵系統(tǒng)的 ，控制部分是否可靠將直接影響到除塵系統(tǒng)能否正常工作，所以電器控制系統(tǒng)應滿足工藝要求，運行穩(wěn)定可靠，安全經(jīng)濟，操作簡單，維護方便。自動：根據(jù)操作順序制定操程序實現(xiàn)對每一功能設備操作、控制。手動：此操作功能將由傳統(tǒng)的元件來實現(xiàn)，（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(fā)出清灰控制信號，這種控制方式是根據(jù)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(shù)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(jù)生產(chǎn)情況進行調(diào)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(xiàn)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(tài)，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(jù)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(xiàn)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(nèi)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）