炼钢通风系统.docx
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炼钢通风系统
通钢集团吉林钢铁公司
120t转炉炼钢工程
（通风部分）
9.通风除尘设施
9.1概述
通钢集团吉林钢铁公司120t转炉炼钢工程新建2座120t转炉,150t铁水罐脱硫站2座、吹氩站2套、LF钢包精炼炉2座、RH真空处理设施各1套（预留）、双流板坯连铸机2台及相应的公辅设施。
根据国家现行的有关法令、规范、标准和文件，以及我公司工艺、自动化等专业提交的设计任务书要求，本工程设置了相应的除尘、采暖、通风、空调等设施。
9.2设计依据：
《中华人民共和国环境保护法》
《中华人民共和国大气污染防治法》
《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）
《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）
《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019－2003）；
《钢铁企业设计节能技术规定》（YB9051-98）
《工业企业煤气安全规程》（GB6222－2005）及有关规范、规定；
其他有关专业提供的设计任务书
9.3通风、空调和除尘设施的主要内容有
（1）转炉一次烟气净化及煤气回收系统；
（2）转炉二次烟气除尘系统（含溶剂和铁合金地下料仓除尘）；
（3）铁水脱硫站和翻罐装置除尘系统；
（4）LF精炼炉及上料设施除尘系统；
（5）连铸机二楞室排蒸汽系统;
（6）各公辅设施通风、空调及采暖。
9.1.4设计一般原则及主要设计决定
（1）.转炉一次烟气采用全湿未燃法（OG法）设计转炉烟气净化及煤气回收系统（煤气柜由燃气专业设计）。
风机采用液力偶合器调速。
（2）.对转炉二次烟气、铁水脱硫装置、翻罐装置、精炼炉及上料设施产生的烟气均采用了布袋除尘器进行烟气净化。
（3）．对于高温作业区、少数对室温有特殊要求的控制室区域以及工艺上有一定要求的房间均采取了通风空调措施。
（4）.除尘系统所收集的粉尘采用埋刮板链式输送机输送至贮灰仓内，定期用专用运灰车运至原料场，进行粉尘综合利用。
从贮灰仓到运灰车采用无尘卸灰设备，防止二次扬尘,风机采取消声措施；。
（5）.所有除尘系统均采用负压系统（风机设置在除尘器的后面），以减少风机的磨损，从而减少风机的维护工作量及运行成本；
（6）．所有除尘系统尘源点尽可能密闭抽风，使烟气捕集率达到95%以上，选用高效除尘设备。
一次除尘系统排放浓度控制在80mg/m3（标况）以下，二次除尘和脱硫站除尘等采用高效布袋除尘器，排放浓度控制在50mg/m3（标况）以下。
（7）.公辅设施空调与通风的设置原则：
室内温湿度设计标准首先应满足工艺设备的正常运行，其次满足人体舒适度的要求。
空调机采用水冷柜式空调机或风冷式空调机。
车间内各建筑物和公辅设施冬季设置采暖系统，采用热水循环采暖系统，循环热水由公司统一设置集中换热站供给或在炼钢车间设置单独的小型换热站。
9.2气象资料（吉林地区）
室外计算（干球）温度
冬季采暖-25℃
冬季空调-28℃
冬季通风-18℃
夏季通风27℃
夏季空调30.3℃
空气调节日平均26.1℃
大气压力
冬季1001.3hPa
夏季984.7hPa
室外空气相对湿度
最热月平均79%
最冷月平均72%
室外风速
冬季平均3.0m/s
夏季平均2.5m/s
日平均温度≤+5℃的天数175天
极端温度平均值
极端最低-35.0℃
极端最高33.7℃
夏季最多风向及频率C18%、SE12%
冬季最多风向及频率C24%、SW19%
全年最多风向及频率C18%、SW14%
9.3.转炉一次烟气净化及煤气回收系统
9.3.1原始参数
（1）转炉公称容量120t
（2）经常吹炼座数2座
（3）转炉平均出钢量140t/炉
（4）转炉最大出钢量150t/炉
（5）最大铁水装入量150t/炉
（6）铁水含碳量4.0～4.2%
（7）钢水含碳量～0.05～0.1%
（8）最大降碳速度0.5%/min
（9）冶炼周期（平均）37分
（10）吹氧时间（平均）15分
（11）底吹气体流量1080m3/h（标况）（Ar,N2）
（12）炉气温度～1500℃
（13）原始炉气量88000m3/h（标况）
（14）含尘浓度～120g/m3（标况）
（15）炉气成分:
CO
CO2
N2
Ar
O2
其他
86%
10%
2.8%
0.2%
0.5%
0.5%
9.3.2转炉烟气净化与煤气回收系统流程
转炉烟气采用全湿未燃法净化及回收，系统又称“OG”法。
系统流程为：
炉气与烟罩口处少量空气混合燃烧后进入净化及回收系统（空气燃烧系数≤10%）,含有大量烟尘的高温烟气通过汽化烟道冷却后温度降低至900℃，再经两个阶段净化，第一阶段：
在溢流文式管中，通过喷水，烟气被冷却到饱和温度，同时将粗的烟尘颗粒分离出来，第二阶段再经RD矩形文式管，含尘气体高速通过喉口时，喷嘴高速喷出的水幕与气体中尘粒进行撞击凝聚，成为尘水混合物，然后经脱水器使气水分离，净化后的气体达到排放标准。
在系统中设置了微氧和CO成分连续自动分析并和三通阀连锁，实现煤气回收与放散的自动切换：
当满足回收条件时，气动三通阀切换至回收状态，这时转炉煤气经过水封逆止阀输送至煤气柜贮存;当不满足回收条件时，气动三通阀切换至放散状态，转炉煤气经60m高的放散烟囱排出，同时供点火的焦炉煤气电磁阀打开，点火装置自动点燃焦炉煤气烧嘴，将从烟囱排出的煤气燃烧放散。
点火两分钟后，供点火的焦炉煤气电磁阀自动关闭。
当气动三通阀再次切换到回收状态时，设在放散烟囱底部的蒸汽自动吹扫装置启动，吹扫约两分钟后自动关闭。
净化后的烟气含尘浓度小于80mg/m3（标况）。
煤气回收量>90m3（标况）/t.钢。
其流程方框图如下：
转炉
活动烟罩汽化冷却烟道
重力脱水器溢流文氏管（一文）
RD矩形文氏管（二文）
900弯头脱水器
三通切换阀风机湿旋脱水器
放散烟囱大水封煤气柜
转炉烟气净化与煤气回收系统的流程图及布置图详见附图
9.3.4净化系统主要参数（每套系统）
120t转炉烟气净化系统烟气参数见下表
序
号
设备参数
单位
一文
二文
风机
1
烟气量
m3/h
进口
~457550
出口
205620
205620
2
进气温度
℃
900
（由热力提供）
69.5
59
3
出气温度
℃
70.5
60
4
供水温度
℃
≤40
≤40
5
排水温度
℃
65.5
60
6
浊循环水量
m3/h
320
300
7
净循环水量
m3/h
45
35
70
8
水压
MPa
≥0.35
≥0.35
9.3.5系统特点：
（1）系统设置了微氧和CO成分连续自动分析装置并和三通阀连锁，实现煤气回收与放散的自动切换。
（2）溢流文氏管内喷嘴采用螺纹型喷雾喷嘴，这种喷嘴具有雾化性能好、喷洒直径大、不易堵塞等特点，有利于降低一文出口温度，提高初除尘效率。
溢流文氏管溢流面采取特殊处理，能够保证溢流水均匀分布，不出现断流现象。
为了提高一文使用寿命，防止一文渐缩管上由于溢流水不均而形成干湿交界面所造成的集灰现象，在一文渐缩管上设计了水冷套管，用于降低管壁温度，减少管壁水膜的蒸发。
（3）二文为矩形可调喉口（RD）文氏管，喉口断面的大小由一个液压执行机构操作，并与炉前烟罩的压力控制回路相连，根据烟罩内测定的压力值和压力设定值的比较来调节二文喉口的大小，从而调节气体的流量。
这种形式的喉口调节性能好，反应灵敏，不易堵塞喉口，运行可靠，维修清洗方便。
在喷嘴处设立了氮气捅针，以免堵塞喷嘴。
（4）风机调速由液力偶合器实现，液力偶合器与转炉倾动装置机构连锁。
当转炉冶炼氧枪降下吹氧时,液力偶合器调速，风机从低速转向高速运转；吹氧完毕氧枪升起至一定位置，风机从高速转向低速运行。
鼓风机的最高转速为2940r/min，最低转速为900r/min。
（5）在汽化冷却烟道以后的低温区，尽量避免死角区域，并尽量加快气体流速，防止气体滞留。
在各死角处设置防爆片，系统有关部位设置防爆水封，在万一发生事故时可以泄压。
对于煤气可能泄漏的地点，所有通风设备一律按防爆要求考虑。
（6）鼓风机叶轮、重力脱水器、900弯头脱水器和湿旋脱水器均设有水冲洗装置，冲洗水管上的电磁阀与液力偶合器连锁。
鼓风机处于低速运转时，电磁阀自动打开，冲洗叶轮5分钟后电磁阀自动关闭。
9.3.6主要设备选型（每套系统）
（1）溢流文氏管（一文）:
一台
（2）除尘文氏管（二文）:
一台
（3）重力脱水器:
一台
（4）90°弯头脱水器一台
（5）湿旋脱水器一台
（6）煤气鼓风机
鼓风机型号D3500
风量（设计运行点）3450m3/min
风机前负压约20000Pa
风机出口正压约6500Pa
转速2975r/min
配用电机
功率2500kW
电压10kV
配液力偶合器调速型液力偶合器
输入转速3000r/min
传递功率范围560～3000kW
额定转差率1.5～3.25%
（7）电动单梁吊车一台15t
9.3.7烟气净化系统配置情况
（1）根据<工业企业煤气安全规程>,本净化系统按一炉一风
机，配一放散烟囱，不考虑备用。
（2）为确保CO排放浓度不超标，在放散烟囱顶部设点火装置
使放散时排出的CO及时烧掉，以减少污染。
（3）风机房按2座转炉考虑,端部预留扩建位置。
9．4转炉二次烟气、脱硫站、精炼炉及上料除尘系统
为了满足环保要求和工艺生产的需要，转炉其他部分除尘系统主要设置了转炉二次烟气除尘系统，脱硫站及翻罐除尘系统，精炼炉及上料除尘系统。
9.4.1转炉二次烟气除尘系统
2座转炉的二次烟气除尘合并设置一套除尘系统，根据总图平面布置情况，熔剂和铁合金地下料仓及转运站的除尘风量并入转炉二次烟气除尘系统。
9.4.1．1原始参数：
烟气量（一座转炉）:
～25x104m3/h（标况）。
烟气温度：
～120℃
烟气含尘量：
2～10g/m3（标况）。
烟气成份为CO、CO2、O2、N2、Ar……
转炉二次烟尘成份为Fe2O3、石墨片……
9.4.1．2系统流程:
转炉二次烟气除尘系统在炉前转炉上方安装了一个炉前吸尘罩，转炉密闭罩炉后侧设置了两个吸尘点，在除尘管道上均设置了电动阀门并与工艺操作连锁。
当转炉加料、出钢、出渣时，所有电动阀门打开，风机高速运转；当转炉冶炼时，炉后除尘管道上的电动阀门关闭，风机低速运行。
流程框图如下：
各抽尘点风管布袋除尘设备风机烟囱排入大气
输灰系统汽车外运利用
转炉二次烟气净化的流程图及布置图详见附图
9.4.1.3系统特点：
（1）炉前吸尘罩、密闭罩、炉后吸尘管在转炉上方形成一个捕集区域，系统密闭性能好。
当转炉加料、出钢时，携带大量粉尘的热气流上升后，立即被捕集进入除尘系统；而转炉冶炼时，从炉口逸出的二次烟气迅速被炉前吸尘罩捕集,从而保证炉前工作区域的含尘浓度不超标。
（2）除尘设备选用长袋低压离线脉冲布袋除尘器,这种除尘器清灰效果好、运行可靠、维护方便、占地面积小，除尘效率高达99％以上。
（3）由于在冶炼的不同时期产生的烟气量变化很大，因此在风机与电机之间设置调速型液力偶合器，可根据风量变化情况调节风机转速，以便于节能。
加料、出钢、出渣期间风机高速运行，冶炼期间风机低速运行。
（4）输灰系统：
除尘器所收集的粉尘采用埋刮板链式输送机输送至21m3贮灰仓内，定期用专用运灰车运至原料场，进行粉尘综合利用。
贮灰仓有效容积可储存约一天的产灰量。
（5）烟囱4000，高35m，排放浓度≤50mg/m3（标况）。
9.4.1.4．主要设备
（1）.风机：
AL-R280DW（IDF）型，流量：
80x104m3/h
风压：
5200Pa
数量：
1台
（2）.电机：
电压：
10kV
功率：
2000kW
数量：
1台
（3）液力偶合器:
1台
输入转速1000r/min
传递功率范围815～2300kW
额定转差率1.5～3.25%
（4）.除尘器：
长袋低压脉冲除尘器
过滤面积：
11500m2
滤袋数量:
3780（条）
滤袋规格:
Ф160x6050
过滤风速：
<1.16m/min
（5）.输灰系统：
埋刮板输送机及提升机:
D310一套
（6）.灰仓:
21m3一台
（7）.电动单梁吊车一台15t
9.4.2铁水罐脱硫和翻罐烟气除尘系统
本除尘系统主要收集翻罐位以及脱硫站铁水脱硫时产生的烟尘并进行净化处理。
本工程设置有2座铁水脱硫站和2个翻罐位，根据工艺专业的要求，对一个脱硫站来讲脱硫站和翻罐位不同时排烟。
因此该除尘系统考虑按2个翻罐位同时工作的烟气量计算。
9.4.2.1原始参数
（1）烟气量：
翻罐位:
～18x104m3/h（标况）。
铁水脱硫站:
～16x104m3/h（标况）。
（2）烟气温度：
～150℃
（3）烟气含尘量：
2～5g/m3（标况）。
（4）烟尘成份:
TFe
FeO
TiO2
C
SiO2
CaO
MgO
Al2O3
43.55%
29.55%
0.6%
28.33%
3.55%
1.2%
0.35%
0.75%
9.4.2.2系统流程:
在翻罐位和脱硫站上方均设置抽尘罩,各除尘支管上均设有电动阀门并与工艺连锁。
本除尘系统设计风量为57x104m3/h。
系统流程框图如下：
各抽尘点
风管布袋除尘设备风机烟囱排入大气
输灰系统汽车外运利用
除尘系统流程图及布置图详见附图
9.4.2.3系统特点：
（1）脱硫站和翻罐位均采用上部布置的吸尘罩，这种设置可以有效捕集工艺设备工作时产生的大量烟气，而且不影响工艺操作。
（1）在风机与电机之间设置调速型液力偶合器，可根据风量变化情况调节风机转速，以便于节能。
若各分系统不同时工作，系统烟气量发生变化时，可利用液力偶合器进行风量和风压的调节。
（2）输灰系统：
除尘器所收集的粉尘采用埋刮板链式输送机输送至21m3贮灰仓内，定期用专用运灰车运至原料场，进行粉尘综合利用。
贮灰仓有效容积可储存约一天的产灰量。
（3）烟囱3500，高35m，排放浓度≤50mg/m3（标况）。
9.4.2.4.主要设备
（1）.风机：
Y4-73NO31.5F型，流量：
57x104m3/h
风压：
5400Pa
数量：
1台
（2）.电机：
电压：
10kV
功率：
1600kW
数量：
1台
（3）液力偶合器1台
输入转速1000r/min
传递功率范围815～2300kW
额定转差率1.5～3.25%
（4）除尘器：
长袋低压脉冲除尘器
过滤面积：
8000m2
滤袋数量:
2500（条）
滤袋规格:
Ф160x6050
过滤风速：
<1.188m/min
（5）.输灰系统：
埋刮板输送机:
D250一套
（6）.灰仓:
21m3一台
（7）.电动单梁吊车一台15t
9.4.3精炼炉和上料设施烟气除尘系统
精炼炉除尘系统主要收集精炼炉在钢水精炼过程中产生的烟尘及物料转运过程中产生的粉尘并进行处理.
处理后烟气排放浓度小于50mg/m3。
9.4.3.1原始参数
（1）LF精炼炉2套:
烟气量：
每套LF炉:
～9.0x104m3/h（标况）。
烟气温度：
240-300℃
烟气含尘量：
5～10g/m3（标况）。
烟气成份:
CO
CO2
O2
N2
3%
14%
14%
69%
（2）熔剂供料设施：
皮带转运站除尘风量：
～1x104m3/h（标况）
高位料仓除尘风量：
～3x104m3/h（标况）
烟气温度：
常温
烟气含尘量：
5g/m3（标况）。
（4）铁合金供料设施:
皮带转运站除尘风量：
～2x104m3/h（标况）
料仓除尘风量：
～3x104m3/h（标况）
烟气温度：
常温
烟气含尘量：
2～5g/m3（标况）。
9.4.3.2.除尘系统流程：
本除尘系统包括LF精炼炉、转炉铁合金供料设施、转炉熔剂供料设施等多个除尘点，各除尘点的风量用电动阀门调节，其中LF炉2个抽尘点，电动阀门的开闭与工艺的运行状态连锁；在各转运站带式输送机头部卸料点、尾部卸料点，其抽尘管道上的电动阀门的开闭也与工艺的运行状态连锁；
熔剂供料设施料仓和铁合金料仓采用槽上上料小车抽风装置。
考虑不同时使用系数,除尘系统的工况风量约为32x104m3/h。
系统流程框图如下：
各抽尘点风管布袋除尘设备风机烟囱排入大气
输灰系统汽车外运利用
除尘系统流程图及布置图详见附图
9.4.3.3系统特点：
（1）LF炉产生的高温烟气与供料设施除尘管道中的烟气混合降温后进入除尘系统，防止高温烟气体损坏布袋。
（2）熔剂供料设施料仓和铁合金料仓由于槽上上料小车来回移动卸料，其产尘点也随小车而动，根据这个特点，采用了密封可移动抽风装置。
即移动抽风装置随上料小车移动，始终保持对上料小车卸料产尘点及皮带顶开处的负压，有效地控制粉尘的外逸。
这个方案的优点在于不再需要大量的电动阀门进行切换，在很大程度上增加了除尘系统的可靠性，投资较省，效果好。
（3）在风机与电机之间设置调速型液力偶合器，可根据风量变化情况调节风机转速，以便于节能。
若各分系统不同时工作，系统烟气量发生变化时，可利用液力偶合器进行风量和风压的调节。
（4）输灰系统：
除尘器所收集的粉尘采用埋刮板链式输送机输送至21m3贮灰仓内，定期用专用运灰车运至原料场，进行粉尘综合利用。
贮灰仓有效容积可储存约2天的产灰量。
（5）烟囱2600，高35m，排放浓度≤50mg/m3（标况）。
9.4.3.4主要设备
（1）.风机：
Y4-73NO22F型，流量：
32x104m3/h
风压：
4200Pa
数量：
1台
（2）.电机：
电压：
10kV
功率：
800kW
数量：
1台
（3）液力偶合器1台
输入转速1000r/min
传递功率范围500～1200kW
额定转差率1.5～3.25%
（4）除尘器：
长袋低压脉冲除尘器
过滤面积：
5000m2
滤袋数量:
1650（条）
滤袋规格:
Ф160x6050
过滤风速：
<1.06m/min
（5）.输灰系统：
埋刮板输送机:
D250一套
（6）.灰仓:
21m3一台
（7）.电动单梁吊车一台12t
9.5板坯连铸二冷室排蒸汽系统
1）.连铸车间建2台双流板坯连铸机。
连铸机二冷室在冷却过程中产生大量水蒸汽。
为此，每台连铸机设置4个排蒸汽系统。
每个排蒸汽系统的设计风量为12.8x104m3/h。
连铸机排蒸汽管道由厂房柱间穿出厂房屋面以外排入大气，系统设有蒸汽凝结水排除系统，以便及时将凝结水从系统排除。
主要设备参数：
风机型号：
4-72NO20B型
风量：
136020m3/h
风压：
1187Pa
数量：
4台
配套电机：
110kW380V
2）.连铸机结晶器在工作时有一些热烟气产生，每台连铸机设1台风机排烟，排烟管道由厂房柱间穿过进入二冷室,烟气排至二冷室由二冷室排蒸汽系统排出屋面。
9.6其他辅助设施
对水处理设施、煤气鼓风机房、煤气加压站、液压站、主控楼、炉前操作室、高温操作平台工作区等处，均设置了必要的采暖、通风和空调设施，具体如下：
9.6.1工作点通风
主厂房内高温操作平台工作区及氧枪维修间的操作点，受钢水辐射热或设备散热的影响，劳动条件较差。
为改善环境条件，设置由
T35－11NO7.1轴流式通风机组成的移动式通风机组进行通风.
通风量21890m3/h.台电机功率2.2kW/台
炼钢区高温作业区设置14台，氧枪维修间设置6台。
9.6.2其它辅助设施通风
对水处理设施、水泵房及加药间、煤气鼓风机房、电气室液压站等处分别采用普通或防爆轴流通风机通风换气。
对稀油润滑站、低压配电室、变压器室等,本设计根据各房间的不同要求分别设置T35-11型轴流通风机排风。
以满足各房间工艺所要求的室内温度。
各通风系统的设施配置见下表：
通风设施配置表
序号
房间名称
风机型号
风机性能参数
数量
（台）
装机容量（kW）/台
转炉区域
1
主控楼低压配电室
轴流风机
T35-11NO5
35o-9133x185x1450x0.75kW
5
0.75
2
主控楼
电缆夹层
轴流风机
T35-11NO5
35o-9133x185x1450x0.75kW
5
0.75
3
操作平台下
电缆通廊
轴流风机
T35-11NO4
35o-4676x119x1450x0.25kW
4
0.25
4
渣罐区配电室
轴流风机
T35-11NO4
35o-4676x119x1450x0.25kW
2
0.25
5
脱硫站电气室
轴流风机
T35-11NO4
35o-4676x119x1450x0.25kW
2
0.25
6
LF合金电气室
轴流风机
T35-11NO5
35o-9133x185x1450x0.75kW
2
0.75
连铸区域
1
主控楼低压配电室
轴流风机
T35-11NO5
35o-9133x185x1450x0.75kW
5
0.75
2
主控楼
电缆夹层
轴流风机
T35-11NO5
35o-9133x185x1450x0.75kW
5
0.75
3
切割配电室
轴流风机
T35-11NO4
35o-4676x119x1450x0.25kW
2
0.25
水处理
系统
1
主循环水泵房
轴流风机
T35-11NO5
35o-9133x185x1450x0.75kW
16
0.75
2
主循环水泵房加药间
轴流风机
T35-11NO5
35o-6104x81x960x0.37kW
2
0.37
3
主循环水泵房板式换热器间
轴流风机
T35-11NO5
35o-6104x81x960x0.37kW
2
0.37
4
主循环水泵房
低压配电室
轴流风机
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