一、前言

中頻電爐在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量煙塵嚴(yán)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(shè)計內(nèi)容

1、治理范圍

1電爐在熔煉時產(chǎn)生的煙塵；

2在加料時產(chǎn)生的煙塵；

3出鐵水時產(chǎn)生的煙塵；

2、設(shè)計內(nèi)容

電爐煙氣捕集裝置設(shè)計

車間內(nèi)外除塵管道的布置；

煙氣凈化設(shè)備（除塵器）設(shè)計；

除塵系統(tǒng)流程布置；

輸灰系統(tǒng)設(shè)計；

除塵系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定及主要設(shè)備選型；

土建給排水采暖設(shè)計；

自動化控制及供電設(shè)計。

三、設(shè)計依據(jù)及原則

1、設(shè)計依據(jù)

1.1電爐廠提供的有關(guān)工藝資料；

1.2根據(jù)電爐廠的現(xiàn)場實際的情況；

1.3我公司在冶金行業(yè)除塵治理的經(jīng)驗；

1.4我公司所采用的先進技術(shù)。

2、設(shè)計原則

本著電爐廠的現(xiàn)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(chǎn)服務(wù)為宗旨。

2.1不影響冶煉操作工藝生產(chǎn)服務(wù)的宗旨。

2.2所采用技術(shù)經(jīng)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(biāo)

《中華人民共和國環(huán)境保護法》

《鋼鐵工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

《工業(yè)爐窯大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》

《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》

四、治理方案實施后達到環(huán)保指標(biāo)：

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(zhuǎn)式傘頂吸罩+低阻、大流量管道+調(diào)溫電動蝶閥+離線氣管式脈沖除塵器+鍋爐引風(fēng)機+煙囪達標(biāo)排放

2、煙氣凈化

煙氣的凈化只有靠除塵器來實現(xiàn)，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(guān)鍵在于如何揚長避短，與系統(tǒng)工藝及粉塵組成相適應(yīng)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(jù)鋼廠所處地區(qū)，溫度低，易結(jié)露的特點，我公司采用新型“抗結(jié)露”離線分室脈沖式除塵器。

國內(nèi)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(fēng)量立即下降，捕集效果惡化，zui終導(dǎo)致除塵器系統(tǒng)實際效果與設(shè)計指標(biāo)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(jīng)濟”的除塵器是受企業(yè)歡迎的。

2.1本方案所采用的“抗結(jié)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(jié)露問題。

大沉降室，降低除塵器結(jié)構(gòu)阻力。

中進風(fēng)形式，使濾袋負(fù)載均勻，延長濾袋的平均使用壽命。

（1） 過濾風(fēng)速的確定

選擇合理的過濾風(fēng)速是確定除塵器結(jié)構(gòu)的重要參數(shù)之一，影響至關(guān)重大。國內(nèi)同類除塵器在應(yīng)用上，片面追求投資少，占地省，而照搬國外的工藝經(jīng)驗選擇高達2.0-2.5m/min的過濾風(fēng)速，不考濾國產(chǎn)濾料的應(yīng)用極限和工作點，其結(jié)果導(dǎo)致濾袋壽命急劇下降和“高阻癥”的出現(xiàn)，系統(tǒng)風(fēng)量在短期內(nèi)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(shè)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(jù)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(fēng)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(shè)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(fēng)量，不錯的捕集效果。

（2）在同樣的處理風(fēng)量下，盡可能混入冷風(fēng)，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(fēng)量情況下，優(yōu)化管道設(shè)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(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙用野風(fēng)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(fēng)量的確定

系統(tǒng)風(fēng)量的確定是除塵系統(tǒng)設(shè)計中心的關(guān)鍵所在，如何科學(xué)合理地計算除塵系統(tǒng)所需風(fēng)量直接影響除塵效果的成敗。

（1）系統(tǒng)風(fēng)量偏低時的問題

A、根據(jù)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(fēng)量的計算方法

A、根據(jù)工藝條件估算煙氣平均溫度；

B、根據(jù)煙氣成份計算成份的熱容量

C、根據(jù)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(nèi)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(jīng)驗；

F、根據(jù)罩形確定罩形系數(shù)；

G、通過罩口截面積流速和換氣次數(shù)校核處理風(fēng)量；

（3）根據(jù)理論計算以及實踐經(jīng)驗確定本方案的系統(tǒng)風(fēng)量；

4、優(yōu)化管網(wǎng)設(shè)計，降低管網(wǎng)阻損，使系統(tǒng)阻損發(fā)揮效能

（1）合理布置管網(wǎng)、降低管網(wǎng)阻損

基本理論：

△ P：系統(tǒng)阻力

V：流速m/s

Λ：磨擦阻力系數(shù)

P：煙氣密度

L：延程長度

D：管道水力半徑

（a） 合理布置管網(wǎng)，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(shè)定范圍內(nèi)（見本文）

（3）選擇合理的風(fēng)機

基本理論：N=ΔPQ（kw）

式中：N：功率（kw）      Q：系統(tǒng)處理風(fēng)理m³/h

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

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

（b） 網(wǎng)B經(jīng)優(yōu)化設(shè)計后，特性曲線高而且平坦部優(yōu)需選用低壓頭的風(fēng)機2，就能得到所需處理風(fēng)量，除塵能耗低。

5、整體布置（見圖）

6、清灰機制自動化

設(shè)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(jié)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(shè)有溫度傳感器并與PLC連接，隨時監(jiān)測清灰氣體溫度當(dāng)溫度低于下限時，讓加熱氣包工作加熱氣源，當(dāng)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?zé)煔猓唤?jīng)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(fēng)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(fēng)閥靠近主管道前端，當(dāng)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(fēng)閥，混入冷氣以降低煙氣溫度；當(dāng)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(shè)定溫度值下限時，由PLC控制關(guān)閉電動混風(fēng)閥。由PLC控制開關(guān)電動混風(fēng)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(shè)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(jīng)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。