一、前言

中頻電爐在生產過程中產生的大量煙塵嚴重污染了車間和周圍廠區(qū)的環(huán)境，更重要的是直接危害了操作工人的身體健康，為了改善車間的自然環(huán)境，保證操作工人身體健康就必須采取一定有效的措施,安裝中頻電爐布袋除塵器。

二、需治理范圍及設計內容

1、治理范圍

1電爐在熔煉時產生的煙塵；

2在加料時產生的煙塵；

3出鐵水時產生的煙塵；

2、設計內容

電爐煙氣捕集裝置設計

車間內外除塵管道的布置；

煙氣凈化設備（除塵器）設計；

除塵系統(tǒng)流程布置；

輸灰系統(tǒng)設計；

除塵系統(tǒng)參數設定及主要設備選型；

土建給排水采暖設計；

自動化控制及供電設計。

三、設計依據及原則

1、設計依據

1.1電爐廠提供的有關工藝資料；

1.2根據電爐廠的現場實際的情況；

1.3我公司在冶金行業(yè)除塵治理的經驗；

1.4我公司所采用的先進技術。

2、設計原則

本著電爐廠的現場實際情況，本著投資省，運行費用低，滿足國家環(huán)保法以及操作的實際要求，以生產服務為宗旨。

2.1不影響冶煉操作工藝生產服務的宗旨。

2.2所采用技術經得起實踐檢驗，并能保證長期穩(wěn)定可靠的運行。

2.3性價比優(yōu)，即第yi次投資省長期運行費用低；

2.4能耗低，節(jié)能效果顯著；

2.5滿足國家環(huán)保部門的要求，鋼鐵行業(yè)的要求并達標

《中華人民共和國環(huán)境保護法》

《鋼鐵工業(yè)污染物排放標準》

《工業(yè)爐窯大氣污染排放標準》

《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》

四、治理方案實施后達到環(huán)保指標：

1、煙塵捕集率大于等于90%（廠房頂不冒黃煙）

2、排放濃度小于等于40%mg/Nm³

3、崗位粉塵濃度小于等于10mg/Nm³

五、電爐煙氣治理方案

電爐煙氣捕集裝置組成：

回轉式傘頂吸罩+低阻、大流量管道+調溫電動蝶閥+離線氣管式脈沖除塵器+鍋爐引風機+煙囪達標排放

2、煙氣凈化

煙氣的凈化只有靠除塵器來實現，除塵器選擇的優(yōu)劣直接影響到除塵系統(tǒng)的捕集效果、除塵電耗以及整個系統(tǒng)能否長期穩(wěn)定、可靠運行、除塵器的形式繁多，各有利弊。關鍵在于如何揚長避短，與系統(tǒng)工藝及粉塵組成相適應以獲得效果。對于電爐煙氣來說，采用袋式除塵器比較適合。其除掉黃褐氣飄塵效果顯著，排放濃度可控制在40mg/Nm³以下。

根據鋼廠所處地區(qū)，溫度低，易結露的特點，我公司采用新型“抗結露”離線分室脈沖式除塵器。

國內冶金行業(yè)諸多的袋式除塵器一開始使用情況好，系統(tǒng)正常。但在使用一段時間后，除塵器阻力的上升，系統(tǒng)風量立即下降，捕集效果惡化，zui終導致除塵器系統(tǒng)實際效果與設計指標或開始運行階段效果大不相同而不得不進行改造。長期的冶金除塵器實踐告訴我們，“簡單、實用、可靠、經濟”的除塵器是受企業(yè)歡迎的。

2.1本方案所采用的“抗結露”除塵器的特點

分室離線連續(xù)脈沖清灰，解決周期長，二次吸附等問題。

脈沖氣源處理，解決結露問題。

大沉降室，降低除塵器結構阻力。

中進風形式，使濾袋負載均勻，延長濾袋的平均使用壽命。

（1） 過濾風速的確定

選擇合理的過濾風速是確定除塵器結構的重要參數之一，影響至關重大。國內同類除塵器在應用上，片面追求投資少，占地省，而照搬國外的工藝經驗選擇高達2.0-2.5m/min的過濾風速，不考濾國產濾料的應用極限和工作點，其結果導致濾袋壽命急劇下降和“高阻癥”的出現，系統(tǒng)風量在短期內很快下降，運行成本上升和達不到除塵效果。

（2） 離線清灰

離線清灰是避免粉塵二次吸附的有效手段，可大大提高清灰效率。其中，除塵器凈化倉設計成小單室，清灰系統(tǒng)運行時，僅有一室參與離線清灰，閉掉一個室的過濾面積對整個系統(tǒng)基本無影響。可使除塵器長期穩(wěn)定運行。

六、系統(tǒng)工藝

系統(tǒng)工藝著重考濾以上幾個方面

（1）根據電爐煙氣捕集的條件確定工藝流程并使工藝短程化系統(tǒng)低阻化

（2）系統(tǒng)低阻化

（3）優(yōu)化系統(tǒng)風機、電機的匹配性，提高效率。

（4）在滿足總圖布置的前提下，使設備布局更加合理。

1、系統(tǒng)工藝特征：“低阻、中溫、大流量”

其目的是：

（1）消耗能量低的前提下，獲得較大的處理風量，不錯的捕集效果。

（2）在同樣的處理風量下，盡可能混入冷風，保證煙氣溫度在50℃ -100℃之間，既不能燒毀濾袋，又不能減少運行能耗。

（3）在同樣的處理風量情況下，優(yōu)化管道設計，降低系統(tǒng)阻力。

2、溫度控制

布袋除塵器允許工作溫度上限為120℃（瞬）。高于120℃溫度煙氣進入除塵器將會燒毀布袋，冶金行業(yè)的生產過程中產生的煙用野風閥的形式來控制煙氣溫度常用而簡單有效的方法。

3、處理風量的確定

系統(tǒng)風量的確定是除塵系統(tǒng)設計中心的關鍵所在，如何科學合理地計算除塵系統(tǒng)所需風量直接影響除塵效果的成敗。

（1）系統(tǒng)風量偏低時的問題

A、根據工藝條件估算差

B、車間勞動衛(wèi)生條件差，天車工作業(yè)環(huán)境惡劣

C、易燒濾袋尤其是管道短，流速高時。

（2）系統(tǒng)風量的計算方法

A、根據工藝條件估算煙氣平均溫度；

B、根據煙氣成份計算成份的熱容量

C、根據鐵水況倒方式，鐵水流程遠近，鐵水流的大小和鐵水的溫度等因素，估算出煙氣的上升速度和煙柱的截面積；

D、國內外電爐的實測資料；

E、我公司在冶金煙塵治理長期積累的經驗；

F、根據罩形確定罩形系數；

G、通過罩口截面積流速和換氣次數校核處理風量；

（3）根據理論計算以及實踐經驗確定本方案的系統(tǒng)風量；

4、優(yōu)化管網設計，降低管網阻損，使系統(tǒng)阻損發(fā)揮效能

（1）合理布置管網、降低管網阻損

基本理論：

△ P：系統(tǒng)阻力

V：流速m/s

Λ：磨擦阻力系數

P：煙氣密度

L：延程長度

D：管道水力半徑

（a） 合理布置管網，盡量減少彎頭，管道突變等阻力因素；

（b） 選擇合適管道直徑使得煙氣流速為14-16m/s；

（c） 選擇合適的管道截面積形狀。

（2）穩(wěn)定除塵器阻力在設定范圍內（見本文）

（3）選擇合理的風機

基本理論：N=ΔPQ（kw）

式中：N：功率（kw）      Q：系統(tǒng)處理風理m³/h

根據系統(tǒng)處理風量及系統(tǒng)阻損乘積，選擇相匹配的風機，使得風機穩(wěn)定運行在高效區(qū)（見圖三）；

（a） 管網A設計不合理，特性風線高而且陡，為達到所需的處理風量，必須選用較高壓頭的風機1。除塵器能耗也隨之增加。

（b） 網B經優(yōu)化設計后，特性曲線高而且平坦部優(yōu)需選用低壓頭的風機2，就能得到所需處理風量，除塵能耗低。

5、整體布置（見圖）

6、清灰機制自動化

設置清灰程序確保除塵器的清灰工藝。由PLC可編程序控制器控制離線閥、脈沖閥的動作，按時間順序不間斷清灰。

7、除塵器脈沖氣源溫度必須控制在“露點”以上，常溫的氣源不適合作清灰源使用，所以有效地控制脈沖氣體溫度提高濾袋使用壽命和防結露的必要措施。由于依靠人工控制脈沖氣體溫度顯得繁瑣和麻煩，故在清灰氣源加熱氣包上設有溫度傳感器并與PLC連接，隨時監(jiān)測清灰氣體溫度當溫度低于下限時，讓加熱氣包工作加熱氣源，當溫度高于上限時，讓加熱氣包停止加熱。

8、除塵器入口煙氣溫度控制自動化

捕集罩吸入的煙氣是高溫煙氣，不經過溫度處理而進入除塵器，必將燒毀耐溫120^。C的除塵濾袋。所以在主管道上高有1個電動混風閥和2個溫度傳感器并與PLC連接，其中一個靠近吸口，另一個靠近除塵器進口，電動混風閥靠近主管道前端，當吸口處溫度傳感器監(jiān)測到煙氣溫度值上限時，由PLC控制打開電動混風閥，混入冷氣以降低煙氣溫度；當吸口處溫度傳感器及除塵器進口處溫度傳感器監(jiān)測到煙氣溫度低于設定溫度值下限時，由PLC控制關閉電動混風閥。由PLC控制開關電動混風閥可確保進入除塵器的煙氣溫度，從而保證除塵器濾袋的安全。

9、卸來操作自動化

除塵器的卸灰及輸灰設備均由PLC控制，只需按一次按鈕，即可完成卸灰及輸灰過程。

10、無塵化卸灰、輸灰

電爐煙氣粉塵經清灰系統(tǒng)清下后，暫儲于除塵器灰斗。卸灰系統(tǒng)形式為：一級螺旋輸送機、加濕機、卸灰閥、裝車、外運。