電爐鑄造車間除塵系統(tǒng)方案設(shè)計

張健

摘? 要：隨著社會經(jīng)濟建設(shè)加速，國家及行業(yè)對環(huán)境的有關(guān)標準及規(guī)范推成出新，為保障生產(chǎn)實踐活動中的廢氣排放得到有效處理，綠色環(huán)保的生產(chǎn)方式被廣泛應(yīng)用。該文以某企業(yè)電爐鑄造除塵項目為研究案例，對電爐鑄造車間除塵系統(tǒng)方案設(shè)計展開分析，主要采用集脈沖噴清灰吹布袋除塵器，設(shè)計移動的吸塵罩，對電爐的球化、扒渣、保溫、兌鐵水等流程所產(chǎn)生的煙氣進行有效收集，然后進入布袋除塵器，凈化后的氣體由除塵器排風(fēng)口排出，最后希望該文的研究能為類似系統(tǒng)化項目建設(shè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：除塵;布袋除塵器;鑄造車間電爐除塵

中圖分類號：X701? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

隨著大家對于生活、工作的環(huán)境潔凈要求日益提高，原工業(yè)廠房的生產(chǎn)生產(chǎn)方式進行污染物防控已成為關(guān)注重點。工業(yè)灰塵是污染環(huán)境的重要污染物，是急需進行改造優(yōu)化建設(shè)的核心內(nèi)容。積極有效的防塵系統(tǒng)建設(shè)可以有效地保護工人在此環(huán)境作業(yè)的安全性[1]。在此以某電爐鑄造車間的除塵系統(tǒng)方案為研究對象，就工廠除塵建設(shè)展開分析。

1 除塵系統(tǒng)方案

1.1 項目背景

該文以某鑄造車間電爐除塵項目為研究對象展開。在原先的鑄造車間中，電爐的除塵作業(yè)主要是通過布袋除塵系統(tǒng)來加以除塵的，但在具體應(yīng)用中，該類除塵系統(tǒng)仍然存在著諸多的問題難以解決。

1.2 問題分析

此項目原配有一套處理風(fēng)量為70 000 m3/h的布袋除塵系統(tǒng)，但原除塵系統(tǒng)在使用時，主要問題有6個。1）在加料過程中產(chǎn)生的煙氣無法捕集。熔煉過程中需要加蓋才能保證熔煉過程的煙氣捕集。2） 扒渣過程中產(chǎn)生的大量煙氣無法捕集。3）出鐵水過程產(chǎn)生的大量煙氣無法捕集。4）2臺熔化爐（8T）保溫過程產(chǎn)生的煙氣捕集效果差。5）爐前球化過程中產(chǎn)生的煙氣無法捕集。6）兌鐵水過程中產(chǎn)生的煙氣無法捕集，此次系統(tǒng)升級主要是要解決這些問題。

1.3 設(shè)計思路

該次設(shè)計是針對原除塵系統(tǒng)煙氣捕集不好的環(huán)節(jié)進行低阻優(yōu)化設(shè)計，主要采用集脈沖噴清灰吹布袋除塵器，可以有效地降低系統(tǒng)阻力損耗以及功流比，防止磨損及粉塵的沉積等。在整個系統(tǒng)的設(shè)計中，通過特殊規(guī)格的移動的吸塵罩設(shè)置，可有效對電爐的球化、扒渣、保溫和兌鐵水等流程所產(chǎn)生的煙氣進行有效收集，然后進入對應(yīng)的除塵器，凈化后的氣體由除塵器排風(fēng)口排出，最終排入大氣[2]。

2 除塵系統(tǒng)改進方案

此次電爐除塵系統(tǒng)改造主要包括4個方面。1）拆除原來的布袋除塵系統(tǒng)，通過對該區(qū)域除塵需求分析計算，將利用現(xiàn)有的除塵區(qū)域新建一套布袋除塵系統(tǒng)，具體設(shè)計風(fēng)量為20×104 m3/h，過濾面積為3 400 m2。2）根據(jù)現(xiàn)在的設(shè)備布置方位，并結(jié)合改進生產(chǎn)工藝的情況，新建1套半密閉移動式捕集罩，2臺熔化爐和2臺保溫爐共用。3）為配合新建系統(tǒng)風(fēng)量分配滿足中頻爐不同生產(chǎn)工況的實際需求，保留現(xiàn)有Φ1120主管道，并將其匯入新建除塵器，同時將現(xiàn)有的中頻爐冶煉爐蓋排煙支管配裝調(diào)節(jié)閥。4）為配合升級后生產(chǎn)節(jié)奏，除塵風(fēng)機調(diào)速方式改用變頻調(diào)速運行，同時達到節(jié)能效果。

3 除塵系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 煙塵捕集技術(shù)

系統(tǒng)產(chǎn)生煙氣的主要方式有熔化爐的鐵水倒入保溫爐的過程、保溫爐沒用完的鐵水重新倒入熔化爐再冶煉的過程、鐵水球化的過程也會產(chǎn)生煙氣等[3]。

針對上面幾種情況并結(jié)合現(xiàn)場的實際情況綜合考慮，本次除塵改造工程煙塵捕集主要分為2 個部分，冶煉及鐵水球化作業(yè)產(chǎn)生的煙塵以現(xiàn)有煙塵捕集措施為主;兌鐵、出鐵的煙氣新增移動半密閉罩捕集。

因為系統(tǒng)中4套中頻爐大小不一，結(jié)合現(xiàn)場實際安裝位置，決定共用一套移動半密閉捕集罩，兌鐵和出鐵時，移動半密閉捕集罩移至對應(yīng)的熔化爐或保溫爐位置。

在廠房內(nèi)地坑旁邊的地面沿東西向設(shè)置低軌，在平臺上沿東西設(shè)置立柱架設(shè)高軌，移動捕集罩沿東西向運動。

主管道設(shè)置在高軌上方，采用桁架結(jié)構(gòu)，并在對應(yīng)的 4 個工位安裝電動閥門，使之與移動捕集罩相對應(yīng)。移動罩移至哪個工位，對應(yīng)的工位電動閥門打開。

出鐵水作業(yè)時，需要將移動罩先行移動到對應(yīng)的工位，然后通過行車將鐵水包吊運至出鐵位置;待出完鐵水后，需先行移動行車上方的小車至極限位置，使鐵水包完全移出移動罩，然后移動行車[4]。

3.2 清灰技術(shù)

該系統(tǒng)除塵系統(tǒng)采用壓縮空氣脈沖噴吹清灰技術(shù)，為了使噴吹氣源干燥度滿足清灰要求，需對噴吹氣源進行預(yù)處理。氣源處理工藝流程如圖1所示。

4 除塵系統(tǒng)主要設(shè)備的選取及特點

4.1 除塵器

袋式除塵器是除塵器中常會使用到的設(shè)施，即該裝置作用是通過使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分離捕集，除塵原理是粉塵因截留、靜電等作用，陸續(xù)在濾袋表面形成粉塵初層。該層形成后即成為袋式除塵器的主要過濾層，因為粉塵會在濾袋上不斷積累，進而在濾袋兩側(cè)形成不同的壓力差，通過不同的壓差進行過濾，這樣就會將當(dāng)前已附著在濾料上的細小粉塵在壓力作用下將其擠壓過去，從而提高了除塵效率。

鑒于該項目改造后20萬風(fēng)量除塵系統(tǒng)的場地占地比較小，因此，該方案選用集成化除塵機組。該機組集脈沖噴清灰吹布袋除塵器、動力設(shè)備、排氣筒于一體。含塵煙氣經(jīng)過機組凈化處理后在位于機組頂部的動力設(shè)備作用下直接排放。

為了保證除塵器排氣筒粉塵排放濃度≤10 mg/Nm3，該脈沖除塵器采550 g/m2超細纖維滌綸水刺氈，該濾料表面相對于同樣克重規(guī)格普通滌綸針刺氈更致密，內(nèi)部為立體多孔結(jié)構(gòu)，濾料的過濾性能遠優(yōu)于普通滌綸針刺氈，透氣性界于普通滌綸針刺氈和腹膜濾料之間，根據(jù)中頻爐煙塵物理性能和除塵排放指標要求，該工程除塵器的過濾風(fēng)速取 0.98 m/min。

4.2 捕集罩

捕集罩的主要作用就是用來實現(xiàn)其過程中產(chǎn)生的污染氣流加以污染捕集的，也是最直接對凈化系統(tǒng)產(chǎn)生的影響的核心部件?；诟黝愇廴绢愋偷牟煌都衷诮Y(jié)構(gòu)和實踐操作上也存在較大的不同，捕集罩的形式根據(jù)加工產(chǎn)生廢氣的方式不同而表現(xiàn)不同。最為直接的方式是通過罩口表現(xiàn)不同來實現(xiàn)不同氣體收納，在此分為吸氣口氣流吸入和吹氣口氣流吹出2種。后續(xù)根據(jù)其不同特征，分類也會有較大的差異。

在集氣過程中，一次煙氣收集的效率往往是較低的，所以就需要進行二次，甚至多次的煙氣收集。尤其在實踐中往往會因為加料孔和爐門等不嚴密處外逸于爐外的二次煙氣，而這種逸散的二次煙氣往往是不可控的，具有突發(fā)性和排放無組織性，這種煙氣通常會受到車間橫向氣流的干擾，對常規(guī)的捕集罩是有難度的，以往的處理方式是依靠電爐爐外排煙裝置來進行捕集的，該方案設(shè)計主要是通過采用低懸式捕集罩的方式來進行收集控制的。

4.3 管道

管道的合理化工藝布置和總圖布置是整個系統(tǒng)實現(xiàn)精確有效布局的前提，在除塵過程中尤其要保證管道的走向通順，并在有限空間內(nèi)盡可能地縮短通道長度，該方式不僅可以有效降低管道阻力和節(jié)省投資，并且可以防止灰塵凝聚造成系統(tǒng)工作效率低下。

在系統(tǒng)建設(shè)中，為了有效減少除塵系統(tǒng)的阻力，需要對管道的折彎率進行明確規(guī)定，在此管道彎頭的曲率半徑被限定于管道直徑的1.5～2.0 倍。對于管道的連接處，可通過三通或者其他類型的管道接頭進行轉(zhuǎn)接，對于其相接管子的夾角盡量被限定于45°為宜。而風(fēng)機進口和出口與管道的連接方式，最好以直管或漸縮管和漸擴管為首要選擇。同時在系統(tǒng)的彎管建設(shè)上，采取的方向應(yīng)與風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)方向保持一致，這樣可以較大程度地保證風(fēng)機的工作效率。

4.4 增濕塔

在除塵過程中，增濕塔的煙氣加濕也是重要的步驟，在增濕塔工作的過程中，不僅與加濕效果有很大的關(guān)系，同時與被加濕的煙氣性質(zhì)本身也有很大的關(guān)系[5]。

系統(tǒng)采取噴霧增濕塔進行加濕，該加濕器的增濕結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為一個圓筒形的加濕建構(gòu)模型，該結(jié)構(gòu)的四周會排布多個噴嘴，對收集起來的氣體進行高壓噴水加濕處理，通過噴嘴中以霧狀加濕效應(yīng)可以使得原先蒸發(fā)在遇冷后凝結(jié)為細小的水珠，該方式在加濕效果上既降低生產(chǎn)中的煙氣的溫度，并且可以降低粉塵在凝結(jié)上的比電阻，對于整個系統(tǒng)的電除塵效果具有重要的推動作用。

5 結(jié)語

綜上所述，該文以某企業(yè)除塵方案為例，探討了電爐鑄造車間除塵系統(tǒng)方案設(shè)計項目中的建設(shè)要點，具體分析了除塵系統(tǒng)改進工藝、除塵系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)以及除塵系統(tǒng)設(shè)備方案等內(nèi)容，并對電爐鑄造車間除塵建設(shè)工程中的質(zhì)量要點進行嚴格把控，保證除塵效果達到要求。

參考文獻

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