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煉鋼車間二次除塵設計要點

煉鋼車間二次除塵設計要點

添加時間:2025-09-12 | 文章錄入:秩名 | 文章來源:原創(chuàng)

煉鋼車間二次除塵系統(tǒng)是保障車間內空氣質量、保護工人健康、滿足環(huán)保排放要求的關鍵設施。其設計要點復雜且需緊密結合具體工藝和廠房布局。以下是設計時需要重點考慮的核心要點:
 一、 深入理解塵源特性與分布(設計基礎)
1. 識別主要塵源點: 這是設計的起點。煉鋼車間典型的二次塵源點包括:    電爐/轉爐: 加料(廢鋼、合金)、出鋼(鋼水流入鋼包)、爐門操作區(qū)(測溫取樣、吹氧等)。    精煉爐:加料(合金、渣料)、吹氬/吹氧操作、測溫取樣、扒渣。    鋼包:鋼包烘烤、鋼包熱修(拆砌包襯)、鋼包傾翻倒渣。    連鑄:大包回轉臺(鋼包開澆、澆注結束)、中間包操作(開澆、更換、烘烤、測溫取樣、加覆蓋劑)、切割機(切割鑄坯產生氧化鐵粉塵)。    鐵水預處理: 倒罐站(鐵水罐傾翻)、噴吹/攪拌站(脫硫、脫磷、脫硅)。    物料轉運點: 皮帶機轉運點、料倉上料口/卸料口。    渣處理:爐渣傾翻、?;?、破碎、輸送。2. 分析粉塵特性:    粒徑分布:二次粉塵通常包含呼吸性粉塵(<10μm),危害健康。不同塵源點粒徑不同(如切割粉塵較粗,精煉加料粉塵較細)。    密度與安息角: 影響粉塵在管道和除塵器中的沉降、輸送及灰斗設計。    化學成分:主要是氧化鐵(Fe2O3/Fe3O4),可能含CaO、MgO、SiO2、MnO、ZnO(尤其廢鋼帶入)、少量重金屬等。成分影響粉塵粘性、吸濕性、可燃性和后續(xù)處理方式。    溫度:塵源點附近空氣溫度較高(尤其靠近高溫鋼水/熔渣區(qū)域),需考慮對濾料、管道材質的影響。    濕度: 車間環(huán)境濕度、蒸汽(如切割蒸汽、渣處理蒸汽)可能影響粉塵粘性。二、 合理設計塵源捕集系統(tǒng)(關鍵的第一步)
1. 捕集方式選擇:    局部排風罩:最有效、最節(jié)能的方式,應優(yōu)先采用。針對特定塵源點設計。        密閉罩/半密閉罩: 適用于產塵量大且相對集中的點(如爐后加料區(qū)、鐵水倒罐位、鋼包熱修位、連鑄大包澆注位)。需設置必要的操作門、觀察窗。        外部吸氣罩:如側吸罩、傘形罩、條縫罩。適用于無法完全密閉的操作點(如精煉爐操作口、鋼包烘烤位上方、連鑄中間包操作位)。        吹吸式通風罩 特別適用于大面積、低風速要求的開放區(qū)域(如大包回轉臺、連鑄平臺),或需要抵抗橫向氣流干擾的情況。利用吹風口形成“氣幕”引導含塵氣流流向吸風口。2. 罩型設計與參數:    形狀與尺寸: 緊密圍繞塵源,考慮操作空間和安全距離。形狀應利于氣流組織(如傘形罩的擴張角)。    控制風速    在塵源點與罩口之間關鍵位置(如污染源最遠散逸點)達到足夠的捕獲風速(通常0.5 - 1.5 m/s,具體根據粉塵粒徑、密度和干擾氣流速度確定)。    吸風量計算:根據罩型、控制風速、污染源特性精確計算每個罩的必需風量。避免“越大越好”的誤區(qū),否則系統(tǒng)能耗劇增。    設置位置   盡量靠近塵源,并考慮粉塵的初始運動方向(如上升熱氣流)。
三、 科學設計管網系統(tǒng)(高效輸送)
1. 系統(tǒng)劃分:    根據塵源點位置、性質、運行制度(是否同時工作)劃分子系統(tǒng)(如電爐子系統(tǒng)、精煉子系統(tǒng)、連鑄子系統(tǒng))。同一子系統(tǒng)塵源點應盡量同時工作。2. 管道布置:    最短路徑、減少彎頭:降低阻力,節(jié)省能耗。    合理坡度: 水平管道設坡度(>1%),傾向除塵器或清掃口,防止積灰。垂直管道優(yōu)先。    管道材質:通常選用碳鋼(Q235)。高溫區(qū)域(如靠近爐體)需采用耐熱鋼或內襯耐火材料??紤]耐磨性(高濃度、粗顆粒區(qū)域)。    管道風速: 保證粉塵不沉降的最小風速(通常18-23 m/s)。根據粉塵特性調整(重、粗、粘性粉塵需更高風速)。避免過高風速增加磨損和能耗。3. 阻力平衡:    最不利環(huán)路:*識別阻力最大的支路。    調節(jié)裝置: 在支管上設置手動/自動調節(jié)閥、蝶閥、插板閥,確保各支路風量分配合理,達到設計風量。這是系統(tǒng)能否有效運行的關鍵。    精確計算: 詳細計算各管段阻力(摩擦阻力+局部阻力),進行管網平衡計算。
四、 選擇與設計除塵器核心(凈化心臟)
1. 除塵器類型:    袋式除塵器:煉鋼二次除塵的絕對主流選擇。效率高(>99.9%),能處理微細粉塵。        濾料選擇:是核心!需綜合考慮:            耐溫性:入口溫度通常<120°C(通過混風閥控制),常用PPS(Ryton)、PTFE覆膜濾料、P84(耐溫更高)、玻纖(耐高溫但脆性大)。入口設溫度監(jiān)控和超溫保護(混風、旁通、報警)。            耐化學腐蝕性:*抵抗SOx、NOx、水汽、微量酸堿等。PPS、PTFE較好。            耐磨性:粉塵有一定磨蝕性。            疏水性/抗結露:車間濕度變化或停機時需考慮。PTFE覆膜效果佳。            清灰性能: 影響長期運行阻力。        清灰方式:脈沖噴吹最常用。設計合理的噴吹壓力、周期、時序。        結構設計:分室結構(便于在線檢修)、合理的過濾風速(通常0.8-1.2 m/min,根據粉塵性質、濾料確定)、足夠的灰斗容積和角度(>60°)、可靠的卸灰裝置。        防爆設計:極其重要!煉鋼粉塵(尤其含鋅、鎂、鋁等)具有爆炸風險。必須考慮:            泄爆片/泄爆門(符合NFPA 68/ATEX標準)。            隔爆閥(管道上)。            滅火系統(tǒng)(CO2或N2)。            消除點火源(防靜電濾料、接地、防爆電器)。            粉塵濃度監(jiān)測(入口)。            惰性氣體保護(可選,高風險場合)。    電除塵器:在煉鋼一次除塵(高溫煤氣凈化)中應用多,但在溫度較低、粉塵比電阻可能不理想的二次除塵中應用較少。維護要求高。    濕式除塵器:可能產生廢水、污泥處理問題,在北方有凍結風險,煉鋼二次除塵中較少采用,除非有特殊需求(如同時需要降溫、吸收氣體污染物)。2.關鍵參數確定:    處理風量: 系統(tǒng)總風量 = 各塵源點設計風量之和 × 同時使用系數 + 漏風量(通常10-15%)。風量是系統(tǒng)設計的靈魂。    入口濃度: 估算各塵源點散發(fā)量,計算加權平均入口濃度,用于除塵器選型和排放計算。    排放濃度:必須滿足國家及地方最新排放標準(通常<10 mg/m³,甚至<5 mg/m³)。據此選擇除塵效率和濾料等級。
五、 風機與電機選型(系統(tǒng)動力)
1. 風機選型:    風量:系統(tǒng)總風量(考慮漏風)。    風壓:系統(tǒng)總阻力(管網阻力 + 除塵器本體阻力 + 消聲器阻力 + 煙囪阻力 + 安全余量(10-15%))。除塵器阻力按初始阻力和終阻力(清灰周期內最大值)分別計算,按終阻力選型。    類型:通常選用高壓離心風機??紤]耐磨性(葉片、機殼處理)。    調節(jié)方式:變頻調速是首選,節(jié)能效果顯著,適應工況變化(如不同爐次、不同塵源點開關)。液力耦合器、入口導葉調節(jié)也可考慮。2. 電機選型:     功率滿足風機要求(考慮安全系數)。     防護等級(IP54或更高)。    絕緣等級(F級或H級)。    防爆要求: 如果除塵器或管道系統(tǒng)被劃分為爆炸危險區(qū)域,電機需選用防爆型(Ex d IIC T4或更高)。
 六、 排氣筒(煙囪)與排放監(jiān)測
1. 高度與直徑:滿足環(huán)保排放標準對最低高度的要求,并考慮周圍環(huán)境敏感點。直徑根據出口風速(>15 m/s)確定,保證抬升擴散。2. 采樣平臺與孔:設置規(guī)范、安全的采樣平臺和符合標準的固定污染源采樣孔。3. 在線監(jiān)測: 通常要求安裝顆粒物濃度(CEMS)和流量在線監(jiān)測設備,聯(lián)網上傳數據。
 七、 輸灰與儲灰系統(tǒng)
1. 卸灰裝置: 灰斗下設置可靠的卸灰閥(如星型卸灰閥、雙層翻板閥),防止漏風。2. 輸灰方式:    氣力輸送:(正壓或負壓)適用于長距離、布置靈活。需設計合理風速、濃度比。    機械輸送: (螺旋輸送機、埋刮板機)適用于短距離、集中灰斗。注意密封和耐磨。3. 儲灰倉: 足夠容積,帶料位計、除塵器(倉頂袋式除塵器)、卸料裝置(汽車散裝機或噸袋包裝機)??紤]粉塵壓實性。
八、 控制系統(tǒng)與安全聯(lián)鎖
1. 自動化控制:    *   PLC或DCS系統(tǒng)集中控制。    *   風機、除塵器清灰、輸灰系統(tǒng)按程序運行。    *   關鍵參數監(jiān)控(溫度、壓差、料位、閥門狀態(tài)、設備運行/故障)。2.  **安全聯(lián)鎖:**    *   除塵器入口超溫 → 啟動混風閥/打開冷風閥 → 觸發(fā)超溫報警 → 極端超溫啟動旁通閥(保護濾袋)。    *   壓縮空氣壓力低 → 報警。    *   卸灰閥與輸灰設備聯(lián)鎖(防堵料)。    *   **防爆聯(lián)鎖:** 爆炸風險監(jiān)測(火花探測、溫度驟升、壓力驟升) → 啟動隔爆閥、泄爆裝置、滅火系統(tǒng)、停機等。    *   風機軸承溫度、振動超限 → 報警/停機。    *   消防系統(tǒng)聯(lián)動。
 九、 其他重要考慮因素
1. 噪聲控制:風機房隔音、消聲器(進、出口)、設備減振。2. 節(jié)能設計:變頻風機、分室離線清灰、根據壓差/時間優(yōu)化清灰程序、優(yōu)化管網降低阻力、保溫(防結露)。3. 維護檢修:足夠檢修空間(除塵器頂部、灰斗旁)、吊裝設施(濾袋更換)、平臺爬梯符合安全規(guī)范。4. 與工藝和土建的配合: 與工藝設備布置、廠房結構(柱網、行車軌高)、公用介質的協(xié)調。
    煉鋼車間二次除塵設計是一個系統(tǒng)工程,核心在于精準識別塵源、有效捕集粉塵、合理匹配風量風壓、高效凈化達標、安全可靠運行。設計過程中必須深入現(xiàn)場調研,充分理解工藝特點和操作習慣,與工藝、設備、土建等專業(yè)緊密配合,嚴格遵守安全(尤其是防爆)和環(huán)保規(guī)范,并充分考慮運行維護的便利性和經濟性(節(jié)能)。一個優(yōu)秀的二次除塵系統(tǒng)設計是保障煉鋼車間綠色、安全、高效生產的重要基石。
布袋除塵器


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