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濕電咨詢服務(wù)： 陶經(jīng)理18332815001 張經(jīng)理18633235200
本文結(jié)合現(xiàn)已建成并投入使用的某重型鑄鋼車間60t電弧爐除塵、某公司鑄鋼車間30t電弧爐除塵，收集整理設(shè)計(jì)資料等參數(shù)，歸納總結(jié)出大、中型電弧爐除塵系統(tǒng)的整套數(shù)據(jù)及系統(tǒng)方案。
隨著我國鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，超高功率、強(qiáng)化冶煉及鐵液熱裝等電爐煉鋼工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，電爐煙塵治理的形勢將日趨嚴(yán)竣。電弧爐的排煙主要可分為爐內(nèi)第4孔(或第2孔)排煙與爐外排煙兩種方式，通常稱為一次煙氣排煙和二次煙氣排煙。電弧爐爐內(nèi)排煙主要捕集電弧爐冶煉時(shí)從電弧爐第4孔(或第2孔)排出的高溫含塵煙氣，良好的排煙裝置可以捕獲約95%以上的一次煙氣。爐外排煙主要捕集電弧爐在加料、出鋼、兌鐵液時(shí)的二次煙氣以及電弧爐熔煉時(shí)從電極孔、加料孔和爐門等不嚴(yán)密處外逸于爐外的二次煙氣，二次煙氣通常具有突發(fā)性和排放無組織性，且易受車間橫向氣流的干擾，只有依靠電弧爐爐外排煙裝置進(jìn)行捕集。
空氣中的的煙塵等有害物質(zhì)主要來源于3個(gè)方面，工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害物、生活過程中產(chǎn)生的有害物以及交通運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的有害物。鑄造行業(yè)以其資源密集、能耗密集、生產(chǎn)規(guī)模大、物流吞吐量大等特點(diǎn)，長期以來一直被認(rèn)為是煙塵排放量大、廢棄物多、污染大的企業(yè)。特別是鑄造廠電弧爐熔煉是造成煙塵污染的*主要來源。本文就結(jié)合現(xiàn)已建成并投入使用的某重型鑄鋼車間60t電弧爐除塵、某公司鑄鋼車間30t電弧爐除塵，收集整理設(shè)計(jì)資料等參數(shù)，歸納總結(jié)出大、中型電弧爐除塵系統(tǒng)的整套數(shù)據(jù)及系統(tǒng)方案。
一、電弧爐除塵的爐外排煙形式及優(yōu)缺點(diǎn)
常用的爐外排煙有屋頂罩排煙、密閉罩排煙、導(dǎo)流罩+屋頂罩排煙(又稱天車通過式捕集罩)等形式。
1、屋頂罩排煙
屋頂罩出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代，因不受電爐工藝設(shè)備布置的限制、不妨礙電爐車間各生產(chǎn)設(shè)備的工藝操作和維修而被廣泛采用。屋頂罩排煙是將電爐頂部范圍內(nèi)的廠房屋架以合理的圍擋形成排煙罩，它的主要作用使電爐在加料和出鋼等過程中瞬間所產(chǎn)生的大量含塵熱氣流煙塵，即二次煙氣貯留在廠房屋架內(nèi)，然后在一個(gè)恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)有組織地被抽走。所以屋頂罩的捕集效率設(shè)計(jì)要顧及熱氣流的上升速度和車間橫向氣流的干擾，有條件時(shí)*好將電爐平臺(tái)以上的車間建筑物側(cè)3個(gè)方向加設(shè)擋風(fēng)墻，同時(shí)電爐車間的廠房四周必須做到密閉，不讓煙氣從廠房四周外逸。另外煙罩結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)應(yīng)與建筑密切配合，做到方棱錐體或長棱錐體，椎體壁板傾角以45+60°為佳。屋頂煙罩同時(shí)兼有廠房的通風(fēng)換氣作用。
2、密閉罩排煙
早在20世紀(jì)70年代中期，當(dāng)電爐煉鋼工藝朝著高功率或超高功率發(fā)展時(shí)，電爐密閉罩便開始被開發(fā)并投入使用。因密閉罩將電爐與車間隔離開來，電爐冶煉時(shí)產(chǎn)生的二次煙氣被控制在罩內(nèi)，而且又不受車間橫向氣流的干擾，所以密閉罩不僅對電爐二次煙氣的捕集效果好，而且排煙量也較屋頂煙罩少35%左右。更為重要的是密閉罩對超高功率電爐產(chǎn)生的弧光、強(qiáng)噪聲和強(qiáng)輻射等的吸收和遮擋，都有很好的效果，它可以使在電爐密閉罩外周圍的噪聲由原115分貝下降到85分貝，同時(shí)減少了電爐冶煉中對車間的輻射熱。密閉罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)與電爐工藝和土建密切配合，根據(jù)電爐工藝的布置情況和操作維修要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。密閉罩在起重機(jī)之下，電爐加料時(shí)，密閉罩打開，由起重機(jī)將料放入爐內(nèi)。密閉罩一般不宜太小，以免罩內(nèi)溫度過高，影響電極導(dǎo)電性能。
3、導(dǎo)流罩+屋頂罩排煙(又稱天車通過式捕集罩)
天車通過式捕集罩是一種新型的電爐煙氣捕集罩。與目前常用的屋頂罩和密閉罩相比，既克服了密閉罩不能捕集加料時(shí)煙氣的缺點(diǎn)，又避免了屋頂罩易受橫風(fēng)干擾，處理風(fēng)量大的弊端。當(dāng)電爐冶煉時(shí)產(chǎn)生的大量煙氣，由于氣流熱抬升的作用，煙氣上升速度很快。同時(shí)，導(dǎo)流罩迫使煙氣在導(dǎo)流罩的范圍內(nèi)上升，導(dǎo)流罩減少煙氣流與空氣的混合。同時(shí)，又抑制車間橫向氣流的干擾。煙氣上升至導(dǎo)流罩口部時(shí)，(雖然與頂吸罩有一定距離)，又因煙氣在離開罩口的第一次加速和頂吸罩受引風(fēng)機(jī)的負(fù)壓強(qiáng)，煙氣在這時(shí)由于負(fù)壓效應(yīng)，產(chǎn)生第二次加速，混進(jìn)一部分空氣后，速度不會(huì)減慢，直至頂吸罩出風(fēng)口(一般在沒有強(qiáng)橫風(fēng)干擾，煙氣不會(huì)擴(kuò)散溢出頂吸罩外)，通過管道進(jìn)入除塵器凈化。它可捕集電爐冶煉全過程的煙氣，具有捕集率高，不影響生產(chǎn)冶煉工藝，投資少等優(yōu)點(diǎn)。適用于各大、中型電爐的煙氣捕集。
二、電爐除塵治理改造的實(shí)踐
1、治理的原則
除塵環(huán)保設(shè)備是為電爐生產(chǎn)服務(wù)的，不管它投運(yùn)后的作用怎么樣，都不能影響電爐以及精煉爐的正常生產(chǎn)以及修理作業(yè)，在全部除塵體系管理改造施行的同時(shí)也不能因?yàn)槠涫┕ぶ芷诙纬呻姞t或者精煉爐停產(chǎn)等。杭鋼電爐公司身處杭州這個(gè)大都市，環(huán)保需求尤其高，因而改造后的除塵體系設(shè)備有必要滿足甚至優(yōu)于國家環(huán)保需求，其施行的技術(shù)也是可靠的，不僅能滿足對大氣的環(huán)保需求也能減小噪聲，也要滿足爐前操作工人對于其作業(yè)場所的環(huán)保需求。除此之外，在可以確保煙塵管理的前提下，盡可能地達(dá)到一次投資*小、長時(shí)間維護(hù)費(fèi)用*低、運(yùn)行費(fèi)用*低一級(jí)。我們在對杭鋼電爐進(jìn)行除塵設(shè)計(jì)時(shí)遵從的即是這個(gè)準(zhǔn)則。實(shí)踐證明，改造后的除塵系統(tǒng)也確確實(shí)實(shí)地達(dá)到了以上標(biāo)準(zhǔn)。
2、治理的內(nèi)容
我們對于影響除塵作用的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)及核算。對初煉爐煙塵的管理計(jì)劃主要是：選用內(nèi)、外排煙結(jié)構(gòu)的方法，即爐蓋二孔加壓風(fēng)機(jī)進(jìn)行內(nèi)排煙，房頂捕集罩進(jìn)行外排煙。并對爐蓋二孔的整體結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行了設(shè)計(jì)選型，對房頂捕集罩進(jìn)行改造等。對鋼包精煉爐排除煙塵的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是：保存原爐蓋側(cè)吸除塵設(shè)備加壓風(fēng)機(jī)體系，新添加一套爐頂半密閉移動(dòng)罩除塵設(shè)備。煙塵過濾凈化：保存原1#布袋離線清灰脈沖噴吹布袋除塵器，新添加2#布袋離線清灰脈沖噴吹布袋除塵器，以滿足擴(kuò)容后的除塵體系煙塵過濾。電動(dòng)機(jī)：保存1#、2#主風(fēng)機(jī)，新添加3#、4#主風(fēng)機(jī)，撤銷450KW電爐加壓風(fēng)機(jī)，改用800KW電動(dòng)機(jī)，前四臺(tái)為高壓電動(dòng)機(jī)，*終一臺(tái)為中壓電動(dòng)機(jī)。調(diào)速方法：為了下降能耗，我們采納當(dāng)前*節(jié)能的變頻方法進(jìn)行調(diào)速布袋挑選：依據(jù)二孔煙塵冷卻后與房頂煙塵混合后的溫度，我們選擇耐130度高溫的、運(yùn)用壽命長的覆膜滌綸針刺氈資料的布袋;同時(shí)為了避免突發(fā)性的高溫?zé)焿m焚毀布袋，我們設(shè)置了一系列的辦法來預(yù)防。噴吹方法：2#除塵器清灰選用的是脈沖噴吹，其噴吹壓力設(shè)置為0.55+0.6Mpa。1#除塵器遵從原始的低壓噴吹方法。
(1)初煉爐除塵部分的改造：
初煉爐采納內(nèi)、外排煙塵搜集煙氣。依據(jù)電爐公司的技術(shù)需求，我們經(jīng)過核算確定一次管線(即爐蓋二孔)的風(fēng)量應(yīng)為220.000Nm3/h，除塵系統(tǒng)的總風(fēng)量應(yīng)為1800，000m3/h。對于一次管線(二孔)的改造，主要是對二孔第一節(jié)水冷煙道即活動(dòng)煙道進(jìn)行從頭規(guī)劃，其與爐蓋煙道之間的間隙可以依據(jù)煉鋼的狀況經(jīng)過PLC程序進(jìn)行主動(dòng)調(diào)理間隙，以保障*好適宜的風(fēng)力進(jìn)入二孔輔助煉鋼進(jìn)程中的CO焚燒又不影響煙塵的抽吸�；顒�(dòng)煙道選用液壓油缸驅(qū)動(dòng)，該煙道以歪斜的視點(diǎn)裝置可以有效避免二孔的泡沫渣被抽吸到煙道而形成煙道內(nèi)積渣，并且被二孔大風(fēng)量抽吸走的煙渣也因?yàn)樽陨淼闹亓χ苯拥羧霠t內(nèi)，不影響煙道的阻塞。因此創(chuàng)造了一個(gè)新型的疾速焚燒室，它不僅容積大，而且其焚燒速度快，根本可達(dá)220，000Nm3/h，用來完全焚燒CO避免爆炸的發(fā)生;在該焚燒室的中心裝置了一塊擱板，當(dāng)大塊煙渣疾速前行時(shí)與之發(fā)作激烈磕碰，速度下降墜落焚燒室下方的灰斗內(nèi)，用來避免煙道內(nèi)積渣發(fā)生阻塞。與焚燒室出口相連接的水冷煙道直徑從2280mm擴(kuò)大到2900mm，保證適宜的風(fēng)速，盡可能地延伸煙道的使用壽命。該燃燒室還有一大優(yōu)點(diǎn)，其下方灰斗內(nèi)的煙塵和渣子無需等待檢修時(shí)間清灰，隨時(shí)都可以。原機(jī)力風(fēng)冷器由直徑為Ф80mm的密排管組成，不僅管阻大易積灰且無法清灰，其冷卻動(dòng)力采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，耗能。我們在本次設(shè)計(jì)中采用了自然冷卻器形式，由直徑?800mm的平行密排管組成的，它不僅管阻小，且不易積灰，大顆粒的高溫?zé)焿m由于自身的重力能直接掉落灰斗中，由于管徑大，其與管外自然風(fēng)冷卻的接觸面積大，熱交換大，不需要采用單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)冷卻，節(jié)能。
三、某重型鑄鋼車間60t電弧爐除塵工藝參數(shù)及除塵方案
該車間的60t電弧爐與60t精煉爐在線布置，除塵系統(tǒng)為：二對二模式，即60t電弧爐和60tLF爐分成兩套系統(tǒng)，各自配置一臺(tái)除塵器、一臺(tái)風(fēng)機(jī)、一臺(tái)電機(jī)。兩套系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行(兩套除塵系統(tǒng)的除塵器連成一整體結(jié)構(gòu)，只是將內(nèi)部分割為兩套凈化單元，互不干擾);其中電爐系統(tǒng)設(shè)置液力偶合器，即可提供風(fēng)機(jī)軟啟動(dòng)，又可根據(jù)電爐不同情況對風(fēng)量的需求而進(jìn)行調(diào)速，節(jié)約運(yùn)行能耗。兩套除塵系統(tǒng)均為：低阻、中溫、大流量。短流程負(fù)壓系統(tǒng)，通過引風(fēng)機(jī)將凈化氣體送入排氣筒。公稱容量60t，變壓器容量8MVA，冶煉周期45min。
(1)除塵系統(tǒng)
電爐：采用天車通過式捕集罩;
LF爐：采用容積式半密閉捕集罩。
(2)除塵系統(tǒng)指標(biāo)
排放濃度：小于等于50mg/m3;
捕集率：大于等于95%(屋頂不冒黃煙，兌鐵液情況除外);
除塵效率：大于等于99%;
崗位粉塵濃度：小于等于10mg/m3。
結(jié)束語
通過對電弧爐及其除塵系統(tǒng)數(shù)據(jù)的整理、分析，表明大、中型電弧爐除塵系統(tǒng)采用：導(dǎo)流罩+屋頂罩(即天車通過式捕集罩)，除塵效率和煙塵捕集率都有所提高，煙塵的排放濃度可降低至50mg/m3以下，崗位粉塵濃度降至10mg/m3以下，是一種比較理想的捕集形式。但各企業(yè)要根據(jù)自己的實(shí)際情況，空間和場地以及使用習(xí)慣，選擇合適的除塵方式。
▲ 來源：電爐煉鋼
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