100吨电炉及精炼炉除尘方案.docx

100吨电弧炉及精炼炉除尘系统初步方案二零一三年七月十八日一、前提在确保污染物排放标准的前提下，优化、精心设计降低工 程投资做到降低除尘电耗，减少运行成本力求综合效益的 先进性，保证设备长期稳定运行,管理简单方便1.1 设计指标捕集率$95% （屋顶不冒黄烟）排放浓度W50mg/Nm 3岗位粉尘W10mg/Nm 3扣除背景值）二、系统工艺方案2.1 捕集形式⑴ 随着电炉冶炼强度的增大（增加的油氧烧嘴、碳氧喷枪 热装铁水等），操作节奏的加快使用单一的烟尘捕集方式已 是不能完全达到国家环保的要求如单一的普通屋顶罩、单一 的第四孔、或是狗屋等等根据启航环保公司多年治理电炉烟 尘的实际经验，我公司认为，对于贵公司 100 吨电弧炉来说采 用天车通过式屋顶罩加第四孔内排烟的形式才是最经济有效的 方式天车通过式屋顶罩为电炉烟气的主要捕集形式，第四孔系 统采用水冷管道接燃烧沉降室再经火花捕集器和混风室进入主 管道这样第四孔的高温、高浓度的一次烟气与导流屋顶罩捕 捉的二次低温、低浓度烟气有效的混合，在同等除尘风量的情 况下达到最佳的烟气捕集形式和最佳的烟气温度第四孔一次 烟气和导流屋顶罩的二次烟气管道上均设置调节阀门来调节不 同工况下第四孔和导流屋顶罩的风量分配，整个除尘系统配置 合理，运行成本最低。

⑵ 100 吨精炼炉则采用半 密闭罩 排烟⑶ 天车通 过式屋 顶罩我公司将屋顶罩设计成多腔吸烟区域，分为主烟气收集区 散烟气收集区并据烟气流向及分布有效地捕集电炉烟气，实 现用最小的烟气吸风量，取得较高的捕集烟能力，并使得炼钢 电炉烟气在吸入罩体前与适量的冷空气充分混合，烟气温度均 匀冷却，烟气捕集率＞95%根据电炉烟气的特点，罩体设计成双层结构形成主、副吸 口，使其更适宜气体流动的顺畅，防止涡流的发生大大提高 了对电炉烟气的捕集能力在电炉平台上设计了移动式导流罩，在电炉周围形成密闭 空间，移动罩上设排烟导流口，主要目的是最大限度地减少外 部横向气流对电炉烟柱的影响，使烟气尽可能地进入屋顶罩体 同时移动罩一定程度上也起到隔音作用炉前移动导流罩设计 不影响电炉操作工艺2.2 流程 简述100 吨电炉和100吨精炼炉合为一个除尘系统100吨电炉烟气的捕集形式采用第四孔加天车通过式屋顶罩； 100吨精炼炉 烟气的捕集形式采用的是半密闭集烟罩100吨电弧炉产生的一次烟气通过电炉第四孔水冷弯管引 入燃烧室，在燃烧室内大颗粒烟尘沉降，并使烟气中的CO完全 燃烧；高温烟气经水冷烟道冷却到500 °C左右进入火花捕集器经 混风室二次冷却到400 C左右与总管汇合；100吨电炉产生的二 次烟尘则在电炉周边移动导流罩的导流下进入屋顶罩，捕集后 的烟气进入主烟气管道与一次烟气混合，混合后的烟气通过总 管道进入一台LMC脉冲布袋除尘器净化，净化后的洁净空气通过 引风机送入排气筒。

而100吨精炼炉产生的烟气则由半密闭罩捕 集后通过另一条管道并入电炉烟气总管混合后进入同一台除尘 器净化在除尘器入口主风管适当位置设置紧急野风阀，来防止突 发性高温烟气对布袋产生不利影响2.3 工艺流程第四孔水冷烟道燃烧沉降室调节阀100吨电炉天车通过式屋顶罩+导流罩100吨精炼炉半密罩野 液偶器脉冲气源火花捕集器昆风室X阀I除尘器启航环保 脉冲布袋调节阀主风机精炼炉烟气2.4系统配置① 主风机： Y4-73-11 NO29.5D 2台并联设计点压头： 4500Pa② 主电机Y630-8 N=1250KW n=740r/min2台③ 液力偶合器YoTcs—11502台④ 除尘器 LMC180001台除尘器过滤面积19200m2过滤风速W 1.128m/min除尘器阻力W 1300Pa2.5 风量分配设计点风量：65.0 X IO4m3/h根据电炉和精炼炉的不同工况和冶炼强度，对于100吨电炉和100吨 精炼炉配置总风量130X 104米3/小时，其中100吨电炉第四孔18X104米3/ 小时，屋顶罩92X 104米3/小时，100吨精炼炉风量20X 104米3/小时风量 分配根据电炉和精炼炉不同的冶炼工况来调节各自管道阀门以达到最佳 烟气捕集效果。

2.6 风机的调速为节约运行能耗，对大型的主风机均采用调速装置，而采用液力偶 合器调速是国内除尘系统中常用的一种调速系统，技术较为成熟三、除尘器3.1 除尘器选型本设计选用目前除尘系统常用的启航LMC脉冲大布袋除尘器，其主 要优点有：可离线清灰，阻力低、脉冲清灰效果好，所有除尘器的灰尘 均采用埋刮板机输送方式输送进入集中灰仓，经加湿机加湿后卸灰装车LMC 除尘器为中进中出，袋仓两边排列的布置形式除尘器在宽度 方向分为三部分，即进出气流通道和仓室，烟气流从除尘器一端进入进 气通道，进气通道截面积依通道内流量递减速率（分别进入了布袋仓） 设计成递减截面，烟气流通过通道与布袋仓相通的布袋仓进气门进入左 右各个布袋仓，经布袋过滤后的净化空气从布袋上方汇集至布袋仓出气 门通至净化气过渡通道，经过过渡通道的离线清灰阀进入除尘器出气通 道而从除尘器的另一端排出吸附在布袋外的烟尘由压缩空气反吹进行清灰工作，清灰周期在调 试时定时设定，并进行压差监控，并不断调整，直至清灰周期适合除尘 器的积灰速度清灰采用离线清灰方式，即在分室轮流清灰时，正在清 灰的室的离线清灰阀关闭，切断上部的负压源，以使布袋上的积灰在自 重力作用下落至仓底的灰仓内，清灰结束后离线清灰阀打开，该室进入 净化状态，下一室则进入清灰状态。

3.2 脉冲气源气源处理对除尘器运行稳定性有直接影响在工厂提供的 洁净压缩空气基础上，气源首先经气包一级滤除去气源过饱和 水分，再由冷冻干燥机二级处理最后经气源管路三大件滤除气 中的主要水和油份进入脉冲喷吹系统使用4.1 电气配置⑴ 主风机电机采用6KV/10KV高压等级配进线柜 KGN-6KV/10KV 1套开关柜 KGN-6KV/10KV 1套⑵ 半密闭罩及移动导流罩等传动电机和其它电机：星型卸灰阀电 机，均采用380V 低压控制柜（PLC控制柜） 1套现场操作箱 1套4.2 自动化控制电炉、精炼炉除尘系统采用西门子S7-300 PLC和一台上位微机控制及监测整个系统的工作过程人机界面生动、简洁、直观4.3 该除尘系统设置:(1) 除尘器烟气温度测量(2) 除尘器差压测量(3) 水冷管道前、后温度测量(4) 野风阀前、后温度测量(5) 主电机前后轴温测量(6) 电机定子三相温度检测(7) 液偶油温检测(8) 液偶油压检测(9) 主风机前后轴承测温⑽风门开度显示及控制五、说明本设计与国内同类工程比较，综合技术经济指标是先进的，捕集烟 尘能力强，不影响工艺操作，实用可靠，能耗低，投资省等，各项技术 指标均能达到有关标准及规定要求。

六、电炉高温烟气余热回收方案(仅作参考)一、电炉炼钢设备余热回收系统方案随着能源的日趋紧张及能源价格上涨，节能工作成为各企业一项重要 工作如何挖掘企业自身潜力，节能增效，成为各部门普遍关注的话题 钢铁企业是能源消耗大户，能源浪费相对较大，其中有相当大部分是由 于燃烧废气及冷却废气带走的，因此采用何种方式有效回收这部分废气显热就成为科技工作者研究的课题电炉炼钢是钢铁生产的重要环节，其中电炉烟气（第四孔）中的热能绝大部分 被水冷烟道或机力冷却器带走了，因此，回收利用电炉废气带走的显热成为炼钢工 序节能的一个重要环节如何通过回收这部分显热，降低企业的生产成本，就成为 电炉炼钢工作者及节能工作者关注的话题电炉炼钢设备的烟气温度呈同期性变化，最高烟温可以达到1300°C原有第 四孔烟气降温装置主要是通过汽化冷却烟道、燃烧沉降室、水冷壁烟道、风机冷却 后进入布袋除尘后排空这一流程的主要问题是冷却水循环量大，从沉降室后面出 来的高温烟气中的热能全部被浪废掉了造成运行成本高且水冷烟管易粘灰产生 灰阻，维修不方便二、热管工作原理无机传热技术是在 80 年代末研究、开发的一项新型传热技术，无机热管是该项 技术的专利产品。

目前，无机热管技术在我国石油、化工、化肥和电力工业等领域 的 20 多家不同企业中的换热设备或热能回收装置中得到了成功的应用实践证明， 它是具有极强生命力和竞争力的节能降耗、高效传热的高新技术与普通的热管相 比，其传热能力、高温工作性能更具优越性无机热管的传热原理与普通热管的传热原理类似，其区别在与内部工 质是一种稳定的无机化合物，在工作状态下无相变现象，稳定性好；具 有良好的导热性，使用寿命长，热通量大；特别是它的高温性能是普通 热管无法比拟的正因为如此，无机热管技术越来越受到人们的重视， 其应用领域也越来越广无机热传导元件的优越性：1、 启动迅速，导热速度快，热阻小（导热系数是白银的2.5-3.2万倍）2、 均热性好（温差每米vO.l°C），传热能力强3、 适用温度范围广，工质工作温度-60C〜1000C4、 传热多向性，与材料相容性好，操作压力低，无爆管现象5、 形式多样，如管式结构、板式结构及各种结构组合6、 效率高，使用寿命长（无机工质寿命达11万小时以上）7、 适用行业面广，如石油化工、冶金、电力、电子、建材等行业都有应用，主 要 应用于空预器、省煤器、煤气预热器、余热锅炉、燃油燃气锅炉、原油加热器、 水 加热器、干燥器、散热器、电子电器元件散热器、太阳能热水器等。

三、余热回收装置系统介绍我院开发研制的电炉余热回收装置，减少了检修成本，保证了除尘器的工艺要求，回收了大量的余热能源，提供了炼钢炉的效率以下简单介绍该系统：该系统按最高烟气温度范围的平均值和最多烟气量设计，这样可以保证锅炉在最高温度和流量工况运行时的排烟温度低于180°C,以确保锅炉后部除尘器 的安全工作有可靠的除尘和清除积灰的手段，不会因为积灰而影响系统的运行和余 热回收效果锅炉对变工况的适应能力要强，当进入锅炉的烟气温度和流量变化时，锅炉有很好的适应能力该余热系统为卧式烟道型，沿烟气流向主要由水冷沉降室、蒸发管束和 热管省煤器三部分组成并设有汽水分离器和除氧器，其中热管省煤器中的水为强 制循环，水冷沉降室蒸发管束与汽水分离器之间为自然循环1. 水冷沉降室是本余热锅炉烟气流程的第一通道，其主要功能是吸收烟气的高温余热，并以重力分离和惯性分离的形式降低烟气中的含尘2. 蒸发管束为双集箱立式光管受热面管组，上下联箱和受热面由无缝管制作沿烟气流向，将蒸发管束分成若干单元，各段高度依次降低，即采用了等流 速设计这种结构方式可使烟气流经各段受热面的速度基本一致，烟气冲刷均匀， 减轻锅炉的磨损，降低流动阻力，自吹灰能力强。

3. 本余热锅炉采用了热管省煤器烟气侧位于省煤器的下部，水侧位于 省煤器的上部，垂直布置4. 汽水分离器为纵置式，汽水分离器上设有安全阀、压力表、放空阀管 座，还设有主汽、副汽、水位表、给水、加药、连续排污、紧急放水，在主汽管接 头内设有饱和蒸汽取样器5. 水冷沉降室、蒸发管束和热管省煤器底部设集灰斗，集灰斗由钢板和 型钢框架构成，每个集灰斗下部设锁气器、锁气器下接输灰系统四、本余热锅炉性能特点：1、有可靠的清灰手段 设置了特殊结构的水冷沉降室，以重力＋惯性的方式分离烟气中的灰分； 水冷沉降室还可将部分飞灰变为固态，便于沉降分离采用了合。