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1、8000KVA电炉除尘方案设计方案电炉炼钢是钢铁冶金的主要冶炼设备,一般有电弧炉与感应炉两种。我国大多采用电弧炉炼钢,西方国家电炉钢的总产量约占原钢总产量的2030%,我国电炉钢产量约占总产量的20%。尽管西方钢铁工业生产能力过剩,但由于我国汽车和房地产等产业的拉动,近十多年来新建了许多用电炉炼钢的小型钢铁厂。主要是电炉钢的原料以废钢为主,并能冶炼多种品种灵活地适应市场需求,而且,电炉是冶炼化学组成与机械性能要求严格的合金钢、特种钢的主要设备。XXXXXXXXXXX钢铁新建10T电炉一台,建址有较好的交通、电力条件,有着较大的发展空间。业主在上炼钢电弧炉的同时,十分重视环境保护工作,对该电炉产
2、生烟尘进行了治理。本方案系根据业主招议标文件的要求,并吸收国相关电弧炉消烟除尘治理的成功经验进行改造设计,其目的是确保达到国家环保相关标准。真正做到既发展地方经济,又要保护地方环境。二、电弧炉烟尘污染状况分析电炉冶炼一般分熔化、氧化及还原三个冶炼期。熔化期主要是由于炉料废钢中的油脂类可燃物质的燃烧,以及金属在高温时的气化而产生的黑褐色的烟气；氧化期主要由于吹氧、加矿,使炉熔融态金属激烈氧化脱碳,产生大量赤褐色烟气；还原期为除去钢液中的氧和硫,调整钢水的化学成份,而投入炭粉或硅铁等造渣材料,产生白色或黑色烟气。三个冶炼期中,以氧化期产生的烟气量最多,烟气温度最高,含尘浓度最大,烟尘粒最细。污染物
3、参数见下表：1、烟尘颗粒分散度重量 %颗粒直径0.10.50.51.0155991818熔化期-227487511氧化期488968-2、化学组成序 号成份含量%1水份4.382挥发物6.963Cao13.24Mgo6.255Fe2O352.806FeO1.157AL2O35.878SiO29.393、烟气成分组成CO219%CO11%O27%N261%其他2%污染物特点：1、电炉烟气阵发性强,烟气量波动大。电炉烟气在整个炼钢周期中,主要是电炉加料、熔化、氧化、还原以及出钢等过程产生大量烟气,各时期的烟气量差异极大,其中以氧化期的烟气最大。2、电炉烟气散发点多,烟气收集难度大。电炉烟气主要从电
4、极孔、炉门口、炉身圈、炉顶加料时以及出钢口出钢时产生。在收集该部分烟气时,为不影响电炉冶炼的生产操作,其排烟罩设置的难度极大。3、烟气的综合利用潜力大。由于电炉烟气具有高温、浓尘以及含CO的特点,为烟气的余热利用、烟尘回用等方面创造有利条件。据1986年统计,我国年产电炉钢1200万吨,每吨电炉钢排烟雾尘量1214kg,则我国电炉炼钢每年排放的烟尘在15万吨以上。电炉主要参数：序号 容单位参数1公称容量T102热装铁水量3最大出钢量T204变压器容量KVA80005吹氧强度Nm3/t0256冶炼时间min1307倾炉角度度15/458电炉平台M？9屋面形式石工轻钢结构10LF精炼炉容量T201
5、1LF变压器容量KVA400012布置形式对称三、方案编制依据一大气污染物综合排放标准GB162971996二工业炉窑大气污染物排放标准GB90781996三工业企业设计卫生标准TJ3679四采暖通风与空气调节设计规GBJ1987五通风与空调工程施工及验收规GBJ24382六建筑设计防火规GBJ1687七生产设备安全卫生设计总则GB508385八钢铁工业烟气净化技术政策规定九建设项目环境影响报告书十XXXXXXXXXXX钢铁集团项目标书四、设计规模及设计指标本方案的设计规模为10T电炉,按照国家大气污染物综合排放标准、工业炉窑大气污染物排放标准、钢铁工业烟气净化技术政策规定,设计指标如下表：序
6、号项目单位指 标1排放浓度Mg/m502烟尘捕集率%963收尘量Kg/T、钢124岗位粉尘Mg/m85除尘电耗KWh/t钢256压缩空气耗量m/min6五、系统工艺流程除尘系统有两方面的作用,一方面是收捕粉尘,有效地控制尘源防止其扩散,以求保护作业地带的空气洁净度；另一方面就是把所捕集的含尘空气通过除尘装置予以净化,符合排放标准后排入大气中,以求保护大气环境不被污染。从烟气捕集方式来看,大致有封闭吸气罩、排烟第四孔排烟、屋顶排烟及复合排烟等方式,本设计针对现有电炉屋顶罩进行改造处理加导流罩。从工程投资、运行费用、治理效果等情况来分析,采用离线清灰脉冲袋式除尘器及屋顶罩,无论从经济上还是技术上都
7、是合理的,在除尘器的入口前,为降低烟气瞬间高温,系统吸入一定的冷风混合量并设有混风蝶阀,既能保证电炉烟气的捕集效果,又能确保除尘器的正常运行工艺流程方框图：风量切换阀MC2800型低压长袋脉冲除尘器烟囱主风机10T电炉屋顶小罩副吸罩野风阀排入大气10T电炉半密闭集烟罩主吸罩电机风量切换阀净化压缩空气系统管网改造将系统电炉各建一除尘系统。电炉产生的烟尘由各自集烟罩用风管汇入脉冲除尘器,通过组合除尘器对含尘气体的净化,由动力系统驱动将净化后的热气流集中排入排气筒实现达标排放。系统工艺流程图及平面布置图详见附图。关键技术有：l 改良型半密闭集烟罩为主+屋顶集烟小罩辅助复合捕集技术l 低阻、中温、大流
8、量工艺系统工艺l 低阻抗结露脉冲除尘器净化设备l 清洁压缩空气源喷吹清灰净化设备l 采用PLC智能控制控制系统六、主要设计参数一系统工艺参数单套：项目单位EAF参数LF参数备注烟气中心温度高峰平均值80012508001250管道烟气流速M/s16以下16以下处理风量烟气温度除尘器进口120120风机工作温度点8080系统设计点全压Pa42004200系统设计点处理风量工况m/h16000050000二脉冲除尘器参数：项 目参数型 号MC2800过滤面积m2800过滤速度m/min1.21.25处理风量210000排放浓度50滤 料针刺毡滤料比重500除尘器阻力1500漏风率2%三主风机参数：
9、项 目EAF10+LF20除尘系统型 号Y473 20D数 量1铭牌流量铭牌全压Pa设计点风量215000 80设计点全压Pa4200 80转 速960电 机Y2504355KW400 V IP44七、集烟方式一吸气罩的分类及比较电炉烟气的捕集,主要有以下几种方式,各种吸气罩的比较如下表：序号名 称形 式风 量动力能耗运行工况捕集效果1半封闭由固定罩、移动罩组成中好好2排烟第四孔排烟在电炉炉盖上开一个专用排烟孔,直接抽小好好3屋顶排烟在车间上部和电炉上部设置各种集烟罩大好好电炉烟尘的捕集,形式多种多样,较为成熟的有：半密闭集烟罩、密闭罩、侧吸罩、屋顶罩等。而半密闭罩以其不影响冶炼操作、能耗低、
10、坚固耐用、捕集效果好也长期坚持研制并全力推广。但因存在出钢、加料、换电极等工况,烟气因难以全过程捕集,特别是电炉不能很好发挥特长这一不足,我公司设计人员考虑采用屋顶罩与半密闭罩结合、切换使用,二者发挥互补优势。受这一思路启发,产生了将半密闭罩的拓扑延伸的原始构想。经过反复论证和计算,吸收了屋顶罩全过程捕集烟气又不影响冶炼操作的优点,保存并发扬了半密闭罩的空气动力性能,好的气流组织和优化设计的速度场原理,以及较低的处理风量的优良特性,最终形成了具有说服力的集烟罩组合定式：容积式屋顶罩+炉侧、炉后固定导流罩体+变压器房顶导流罩体。并在屋顶罩罩口与其下的导流罩体之间留有行车通行的敞开区。实路证明,这
11、种集烟罩的显著优点在于：1、全过程捕集烟气,不影响操作,对炉前工操作而言,有罩与无罩基本一样根据现场的可行性导流罩可设计成移动式罩。2、岗位粉尘显著下降,对行车工而言能见度明显提高。3、捕集效果达95%98%,基本可达屋顶罩效果,环境质量提高,达标。4、客观上对电炉大沸腾、爆炸、等起到屏蔽保护,有利于安全生产。5、由于罩体对电炉呈半包围结构,加上罩体壁用防腐隔声材料进行防护处理,有效的降低电炉冶炼的电弧起爆声,起到降低炉前及车间噪声的作用。5、该集烟罩型能耗大大降低。半密闭能耗屋顶罩由于其高度的现实性和实用性受到了普遍的欢迎。二复合式捕集罩的结构和工作原理1、捕集罩的结构及组合形式BBC型半密
12、闭集烟罩实际上是我公司研制多年并已运行成功的改良型半密闭集烟罩,该集烟罩的移动部分移动罩布置在电炉上方,其顶部设计成与气流流线相配的大弧度拱形。顶部设计满足以下条件:顶面满足电极升至最高位置的空间尺寸包括炉盖旋转以后；顶面空间满足出钢倾炉时电极的位置顶面敷贴耐温纤维板,同时顶部钢结构采用抗变形结构以防止在长期高温辐射下变形；顶部部由桁架结构和外部钢板的大型箱形结构保证行车在运吊工作中偶然与罩顶碰撞时不变形。本设计在总结各类密闭集烟罩,并根据贵公司的工艺布置的基础上电炉将移动罩布置在电炉的炉后侧即出钢侧,并向右侧移动,满足出钢时行车出钢时的吊钢包的位置,以及加料时炉盖旋传的空间位置。同时位置的确
13、定考虑了吊钢包的方便；而且将移动罩设计成一个稳定结构。移动罩有两条轨道：一条高位轨道在电炉操作室及变压器短网上方行车梁底部靠近变压器侧,不影响电炉短网的检修等；一条低位轨道设置在电炉炉门右方,低位轨道梁的下翼在平台0.75米操作平台以上。移动罩上,下端梁及半拱梁均为空腹式结构,提高了抗热、抗机械变形的能力；在半拱形的骨架基础上移动罩腔设计成拱形,使得气流组织和传动结构的布置都得到了改善。移动罩采用上下两根轨道移动,轨道分别固定在上、下两根轨道梁上,该两根梁作为强度梁支持移动罩的负荷及一部分排烟口烟道的负荷,上、下轨道梁分部设在炉的两侧。固定罩设置在电炉炉前方出渣侧,留出足够空间与炉体倾动出钢不发生干涉,不影响炉前操作人员的视线和正常工艺操作,固定罩体的结构采用与移动罩相同的形式,以保证设备的抗高温辐射下变形的情况、足够的强度和刚性。 这样的布置形式不影响贵公司炼钢车间部可能性的工艺布置的发展,为将来的工艺流程的进一步优化预留了空间.半密闭集烟罩运行与电炉冶炼配合的工艺表电炉工艺加料冶炼出钢前倾换电极检修短网换炉体集烟罩工况开启合上合上合上开启开启开启2、固定罩与移动
