铝熔炼炉除尘专项方案.docx
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铝熔炼炉除尘专项方案
铝熔炉除尘系统
设
计
方
案
一、序言（设计依据和目标）
二、新建工程概述
三、设计内容
四、方案设计依据及标准
五、治理方案实施后环境保护性能指标
六、铜熔炼炉车间粉尘治理方案
七、技术方案
八、除尘设备技术说明
九、高效除尘装置工艺步骤及使用特点
十、工程投资概算
十一、工期
十二、项目实施效益分析
十三、结论意见
一、序言
伴随经济快速发展，环境污染已成为制约中国经济发展关键原因。
贵单位地处山东省济南地域，实施国家相关工业窑炉相关大气排放环境标准。
今贵单位领导很重视环境保护治理，受贵单位委托，我企业技术人员对贵单位所需废气治理工程现场进行了实地考察。
并初步确定选择高效复合除尘装置及系列专利技术负担此项任务。
现将初步治理设计方案提请贵单位审查、决议。
待审定后，作为施工及设备制作等相关设计依据。
二、新建工程概述
本工程所包含治理范围为铝熔炼炉熔炼过程中，产生大量烟尘。
严重地污染了生产现场环境，更关键是直接危害了操作工人身体健康。
冶炼产生粉尘含有较高回收再利用价值。
为了改善岗位条件和厂区工作环境，必需新建除尘环境保护设施以满足保护工人身体健康，及回收利用价值粉尘实际需要。
铜在熔炼过程中产生大量
有价值粉尘，为了便于回收价值粉尘，在整个收尘系统中采取袋除尘设计，因为从熔炼炉烟道烟气温度过高，且偶然带有火星，在除尘系统前，部署火花捕集器。
因为回收原料内杂质内含塑料、橡胶，在燃烧过程中会产生大量焦油，需设计干粉喷吹脱硫布袋保护系统。
针对烟气内含有爆燃气体，整个系统做防爆设计。
三、设计内容
1、治理范围
铝熔炼炉在生产过程中，从炉内产生大量烟尘。
2、设计内容
尘气捕集罩设计
车间内外除尘管道部署；
火花捕集器设计；
烟气净化设备（除尘器）设计；
滤布保护系统设计；
布袋除尘器防爆设计。
除尘系统参数设定及关键设备选型；
除尘系统总部署图。
四、方案设计依据及标准
1．设计依据
1.1贵厂提供相关资料；
1.2我企业技术人员现场测量数据；
1.3我企业在冶金行业除尘治理成功经验；
1.4我企业所采取优异工艺；
a、低阻、高温流量管道系统工艺；
b、吸尘罩、手动切换阀、吸尘罩最好实用技术；
c、火花捕集器、布袋除尘器干粉喷吹系统
2．设计标准
2.1不影响操作工艺为生产服务宗旨；
2.2满足国家及行业对环境保护要求并达标；
2.3所采取技术经得起实践检验，并能确保长久可靠稳定运行。
；
2.4性价比优，一次投资省，长久运行费用低、效果好；
2.5兼顾企业发展计划和现行协调。
五、治理方案实施后环境保护性能指标
1.烟尘捕集率：
＞95%
2.排放浓度：
≤30mg/Nm3
4.岗位粉尘浓度：
≤20mg/Nm3
六、铝熔炼炉烟气除尘治理方案
1．新建除尘系统方案
熔炉收尘罩、烟道+火花捕集系统＋干粉喷吹系统+新建布袋除尘器+风机＋对外排放
七、技术方案
1．风量确实定
1.壹台XT铝熔炉：
45000m3/h/台
2，设计内容
2.1方案一采取原有除尘风量45000m3/h/台设计。
依据炉门设计吸尘罩并配置提升炉门，新建火花捕集系统用来满足烟气进入布袋除尘器时要求。
设计一套烟气干粉喷吹系统，确保在燃烧再生废料中诸如塑料、橡胶等含有强烈挥发分物质燃烧时产生焦油对布袋除尘器里滤袋表层粘糊。
确保布袋除尘器正常运行。
2.1.1系统设计
烟气捕集罩设计
投料大炉门等熔炼时外冒粉尘会成系统性往上走，所以该捕集罩在炉门上方。
依据粉尘特征确定吸尘罩罩口风速在2.5m/s左右。
捕集罩必需处理多个问题：
a、不能影响操作工人正常工作；
b、吸尘罩确保捕集率在95%以上。
管网设计：
按除尘系统风量要求，从收尘罩及对应支线管路尺寸，计算主管道及各部位连接管道尺寸。
火花捕集系统设计：
确保火花捕集同时系统深入降温，以满足布袋除尘器运行要求。
新建干粉喷吹系统：
用于烟气中焦油对布袋粘结及防腐脱硫。
新建除尘器设计：
一台铝熔炉运行时除尘风量，拟选择环喷96-7脉冲布袋除尘器。
风机选型：
4-6845KW
八、除尘设备技术说明
（一）环喷脉冲布袋除尘器介绍
1、概述
脉冲袋式除尘器是一个处理风量大、清灰效果好，除尘效率高，运行可靠，维修方便，占地面积小单元组合式除尘器。
除尘器本体包含内容有：
箱体、箱体内部全部部件，包含布袋、花格板、导流板、滤袋、脉冲阀、气包、喷吹管、灰斗设星型卸灰阀。
振打器、各层走梯、平台护栏等，采取可编程序控制器（PLC）控制仪。
2结构原理
布袋除尘器也称过滤式除尘器，是一个干式高效除尘器，它是利用纤维编制物制作袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物除尘装置。
其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用和纤维碰撞而被拦截。
细微尘粒则受气体分子冲击不停改变着运动方向，因为纤维间空隙小于气体分子布朗运动自由路径，尘粒便和纤维碰撞接触而被分离出来。
其工作过程和滤料编织方法、纤维密度及粉尘扩散、惯性、遮挡、重力和静电作用等原因及其清灰方法相关。
滤布材料是布袋除尘器关键；性能良好滤布，除特定致密度和透气性外，还应有良好耐腐蚀性、耐热性及较高机械强度。
袋式除尘器按其清灰方法不一样可分为：
振动式、气环反吹式、脉冲式、声波式及复合式等五种类型。
其中脉冲反吹式依据反吹空气压力不一样又可分为高压脉冲反吹和低压脉冲反吹两种。
脉冲清灰袋式除尘器因为其脉冲喷吹强度和频率可进行调整，清灰效果好，是现在世界上最为广泛应用除尘装置。
含尘气体从袋式除尘器入口进入后，经过烟气分配装置均匀分配进入滤袋，当含尘气体穿过滤袋时，粉尘即被吸附在滤料上，而被净化气体则从滤袋内排除。
当吸附在滤料上粉尘达成一定厚度时，电磁阀开启，喷吹空气从滤袋出口处自上而下和气体排除相反方向进入滤袋，将吸附在滤袋外表面粉尘清落至下面灰斗中。
3工作原理
脉冲袋式除尘器气体净化方法为外滤式，含尘气体由导流管进入各单元过滤室，因为设计中袋底离进风口上口垂直距离有足够、合理空间,气流经过合适导流和自然流向分布,达成整个过滤室内气流分布均匀；含尘气体中颗粒粉尘经过自然沉降分离后直接落入灰斗、其它粉尘在导流系统引导下，随气流进入中箱体过滤区，吸附在滤袋外表面。
过滤后洁净气体透过滤袋经上箱体、排风管排出。
滤袋采取压缩空气进行喷吹清灰，清灰机构由气包、喷吹管和电磁脉冲控制阀等组成。
过滤室内每排滤袋出口顶部装配有一根喷吹管，喷吹管下侧正对滤袋中心设有喷吹口，每根喷吹管上均设有一个脉冲阀并和压缩空气气包相通。
清灰时，电磁阀打开脉冲阀，压缩空气经喷口喷向滤袋，和其引射周围气体一起射入滤袋内部，引发滤袋全方面抖动并形成由里向外反吹气流作用，清除附着在滤袋外表面粉尘，达成清灰目标。
伴随过滤工况进行，当滤袋表面粉尘达成一定量时，由清灰控制装置（差压或定时、手动控制）按设定程序打开电磁脉冲阀喷吹，压缩气体以极短促时间次序经过各个脉冲阀经喷吹管上喷嘴诱导数倍于喷射气量空气进入滤袋，形成空气波，使滤袋由袋口至底部产生急剧膨胀和冲击振动，造成很强清灰作用，抖落滤袋上粉尘，落入灰斗中粉尘经由卸灰阀排出后，利用输灰设施集中送出。
除尘器控制（包含清灰控制等）采取PLC控制。
整套除尘系统控制可实施自动化无人值守控制，并可向工厂大系统反馈信息、接收工厂大系统远程控制。
4性能
1.除尘器结构紧凑，技术合理，密封性强，漏风率小于2%，动作灵活，便于检修，外形美观。
2.单元组合形式，内部结构简单、隶属设备少，投资省，无须专设操作工。
3.袋式除尘器性能稳定可靠，对负荷改变适应性好，运行管理简便，尤其适宜捕集细微而干燥粉尘，所收干尘便于处理和回收利用。
4.能实现不停机检修，即离线检修。
5.除尘器占地面积较小，并能按场地要求作专门设计。
6.自动化程度较高，对除尘系统全部设备均可设检测报警功效，对操作人员要求较低、操作维护人员劳动强度较低。
5运行
1.能长久确保＜30mg/m3粉尘排放浓度。
不受入口粉尘浓度、比电阻影响。
2.全部运转设备均可设检测报警装置，能在第一时间发觉故障并报警。
3.关键维护工作----滤袋更换仅需两人就能实施。
4.利用离线功效实现检修、维护，不影响正常运行。
6维护
1.一旦发生故障，能立即从控制系统取得报警及指示。
2.故障仓（室）能单独离线（保持正常运行）进行维护检修。
3.故障检修均在机外实施，无须进入除尘器内部。
4.日常维护中对破损滤袋能进行封闭方法，方便深入降低日常工作量。
7除尘器系统及零部件
1 导流系统
对除尘器各烟气流经路径中管道风速进行了分段化设计，除尘器进风采取了气体导流系统并充足利用了气体自然分配原理，确保了单元进风均匀、和顺，以提升过滤面积利用率。
含尘气体由导流管进入各单元过滤室，因为设计中袋底离进风口上口垂直距离有足够合理净空，滤袋间距亦进行了专门设计，气流经过前部导流后，依靠阻力分配原理自然分布,达成整个过滤室内气流和各空间阻力分布均匀，确保合理烟气抬升速度，最大程度地降低紊流、预防二次扬尘。
设计合理进风导流系统将箱体、过滤室和系统阻力降至最小并尽可能地降低进风系统中灰尘沉降现象，避免了滤袋晃动、碰撞、磨擦，延长了系统及滤袋使用寿命。
2 滤袋部署和花板
除尘器滤袋采取纵横直列矩阵部署方法。
这种排列方法合理地利用了方形箱体空间，避免了在方形箱体中采取同心圆方法排布滤袋造成了箱体四角空间闲置。
加大滤袋中心距确保了含尘气体在滤袋间抬升空间，同时避免了滤袋晃动可能产生碰撞。
除尘器花板作为除尘器净气室和过滤室分隔，用于悬挂滤袋组件，同时将作为除尘器滤袋组件检修平台。
除尘器花板采取数控冲压方法加工花板孔，确保了花板及花板孔形位公差要求。
设计合理除尘器上箱体内部结构为工人以花板作为操作平台进行除尘器检修、维护发明了条件。
花板孔冲压位置正确，和理论位置偏差小于±0.05mm，确保两孔洞中心距误差在±1.0mm。
花板孔洞制成后清理各孔锋利边角和毛刺，焊接加强筋板时，筋板部署合理。
焊接后经过整形确保花板平整，无挠曲、凹凸不平等缺点，花板平面度＜1/1000，对角线长度误差＜3mm，内孔加工表面粗糙度为Ra=3.2。
滤袋和花板配合合理，滤袋安装后严密、牢靠不掉袋、装拆方便。
采取精密工艺加工花板和高精度定位喷吹管确保了喷吹短管轴线和滤袋组件轴线重合，从而确保了整套喷吹清灰系统可靠、有效。
3 滤袋和骨架
滤袋
对于整台除尘器而言，滤袋是其关键部件。
滤料质量直接影响除尘器除尘效率，滤袋寿命又直接影响到除尘器运行费用。
所以，本案滤料我们依据除尘器运行环境和介质情况选择500g/m2涤纶针刺毡：
表面树脂化处理，耐温120℃（瞬间150℃）。
此滤料为表面过滤型滤料，清灰根本，降低了粉尘在滤袋表面形成布层后板结可能；滤料寿命长，加上我们在除尘器结构方面改善，确保了滤料12个月正常使用寿命,布袋在寿命期内破损率<1%。
布袋底部采取三层包边缝制，无毛边裸露，底部采取加强环布，滤袋合理剪裁，尽可能降低拼缝。
拼接处，重合搭接宽度大于10mm，提升袋底强度和抗冲刷能力。
同时滤袋底部距离进风口水平距离、设备进风导流系统设计和滤料使用寿命有着极大关系。
我企业设计生产设备充足考虑了这些内容，确保除尘器正常运行。
滤袋上端采取了弹簧涨圈形式，密封性能好、安装可靠性高，换袋快捷。
仅需1-2人就能经过机顶便掀式顶盖进行换袋操作。
滤袋装入和取出均在净气室进行，无须进入除尘器过滤室。
骨架
采取圆型结构，袋笼纵筋和反撑环分布均匀，并有足够强度和刚度，预防损坏和变形，顶部加装冷冲压短管，用于确保袋笼垂直及保护滤袋口在喷吹时安全。
骨架材料采取20#碳钢，使用骨架生产线一次成型，确保直线度和扭曲度，滤袋框架碰焊后光滑、无毛刺，而且有足够强度不脱焊，无脱焊、虚焊和漏焊现象。
袋笼采取防腐镀锌技术，镀层牢靠、耐磨、耐腐，避免了除尘器工作一段时间后骨架表面锈蚀和滤袋黏结，确保了换袋顺利，同时降低了换袋过程中对布袋损坏。
4 清灰系统
除尘器清灰采取压缩空气脉冲清灰。
除尘器清灰功效实现是经过PLC利用差压（定阻）、定时或手动功效控制提升阀关闭清灰仓室,开启脉冲喷吹阀喷吹，使滤袋径向变形，抖落灰尘。
清灰系统设计合理，脉冲阀动作灵活可靠；在设备出厂前，对清灰系统等关键部件进行了预组装，以确保质量。
预组装中清灰系统部件：
清灰用喷吹管借助校直机进行直线度校正。
喷吹短管（又称喷嘴）和喷吹管焊接采取了工装模具，二氧化碳保护焊接，降低变形，确保喷吹短管间形位公差。
喷吹管借助支架固定在上箱体中，并设置了定位销，方便每次拆装后正确复位。
采取文氏管或类似结构零件对压缩空气进行导流，有利于压缩气流方向稳定，但文氏管或类似零件结构会造成设备阻力增加，我们采取喷嘴有一样导流效果但没有增加设备阻力之忧.
5 电磁脉冲阀
清灰系统关键设备是电磁脉冲阀，它选择关系到除尘器造价及清灰效果。
我们为XLDM型低压脉冲布袋除尘器选择电磁脉冲阀为喷吹压力＜0.3MPa电磁脉冲阀，DC24V，3″，膜片经久耐用，寿命大于100万次以上，满足了脉冲电磁阀高效运行要求、极大地降低了维护工作量。
二位五通电磁阀电压等级为24v。
整套阀门结构简单、可靠，启闭速度快，关闭时能达成零泄露要求。
6 钢结构
1）除尘器钢结构件符合相关钢结构设计规范；钢结构设计简化现场安装步聚，尽可能降低现场焊接工序。
2）就除尘器钢结构而言支承结构是自撑式，任何水平荷载全部不会转移到别结构上。
7 材质
除尘器采取型钢、钢板结构，材质为Q235A（交货时提供钢板材料质量证实书）。
箱体所用型钢、钢板进厂后应首优异行除锈，以备制作除尘器用。
8 本体和灰斗
1）除尘器顶部设置防雨棚（防雨棚采取钢结构加δ=0.5mm彩色钢板制作）。
除尘器采取设有脉冲阀防雨箱、排水设施、检修扶梯平台，灰斗和卸灰阀门连接法兰上檐设计有突出部分，避免了雨水下衍损坏密封材料。
各项设施设计采取人性化理念，保护除尘器顶部装置、方便人员检修、使用和管理。
防雨棚内设置起吊装置，方便检修时开启顶盖。
2）除尘器顶盖采取剪冲密封顶盖，重量、大小适合人工开启。
全部孔、门制作及装配结束后，进行密封试验，确保无变形、无泄漏。
3）除尘器灰斗设检修门，全部检修门、人孔采取快开式，开启灵活，密封严密。
为避免烟气短路带灰，灰斗斜侧壁和水平方向交角大于65°，以确保灰自由流动。
4）每一灰斗能承受附加荷载按最大含尘量满足满负荷运行所需储存量设计容量。
5）我们为设备和仪表等配置了必需扶梯和平台，
满足运行、维护、检修需求。
9 设备制造工艺
除尘器壳体密封、防雨，壳体设计尽可能避免出现死角或灰尘积聚区。
全部受热部件充足考虑到热膨胀，并做必需赔偿。
除尘器箱体成形后光滑平整，无显著凹凸不平现象，内部筋板部署合理，确保箱体强度和刚性。
除尘器本体设计密封、坚固，连接件尺寸配合公差达成国家标准公差和配合中要求10级精度。
除尘器壁板制作要求平整，不得扭曲，对角线误差＜5mm，运输中部件变形者需校正。
除尘器全部连续焊缝平直，无虚焊、假焊等焊接缺点并采取自动焊进行焊接，焊缝高度满足设计要求，并进行煤油渗漏试验。
箱体和灰斗间采取手工连续焊接，确保焊接强度和密封性符合对应行业标准。
焊接后焊缝应进行清理焊渣和飞溅物，不许可有显著焊渣、飞溅物和锈未清除就涂刷底漆。
关键部位用手提砂轮机修磨焊缝和飞溅物。
机组整理满足以下要求:
全部锐边及构件加工圆滑以预防造成人员伤害。
金属表面清理和整理符合标准工艺。
8电气及仪表、控制
1、除尘器控制系统采取采取西门子PLC控制。
2、脉冲清灰自动控制采取定时控制方法，在操作台进行选择。
3、整套除尘控制系统以除尘器PLC为中心，系统各设备控制由除尘器PLC实现。
4、除尘器机房控制柜
●我方提供控制装置箱柜采取双层密封结构，能防尘、防水、防小动物进入，以确保设备安全；
●控制机柜有足够强度和刚度，不易变形；
●PLCI/O点留有足够输出和输入接口（调试后留有~15%I/O容量）；MCC柜留有20%备用回路。
●当机柜内散出热量超出部件许可温度时，采取自动通风方法，以降低温度，确保该部件正常运行，其控制开关含有开启－停止－自动选择功效；
●机柜防电磁干扰，确保系统不会误动。
九、除尘系统装置工艺步骤
十。
环喷96-7脉冲除尘器技术参数及配件表
1.处理风量：
46800m3/h2．气体温度：
≤180℃
3．排放浓度：
308534×3150×8413mm
序号
名称
规格
数量
备注
1
除尘本体
1套
Q235焊接
2
滤袋规格
Φ133mm
650条
高温针刺毡
3
除尘骨架
Φ122mm
650套
喷涂
4
脉冲阀
DFM
84台
上海袋配
5
双层翻板阀
3台
本厂
6
气包及组件
1套
1套
本厂
7
储灰仓
1套
本厂
8
爬梯及平台
1套
本厂
十一、项目实施效益分析
1、降低烟尘排污费用（略）。
2、设备折旧费用和运行费用。
3、粉尘回收利用价值及效率。
总而言之：
有显著经济效益，社会效益，环境效益。
十二、结论意见
经过信息反馈对经济、技术环境效益比较和选择，我们认为此方案实施是可行，本装置工作效率高，运行稳定，经济指标符合厂情。
本方案当否，请贵单位领导审核酌定，待定后，按可行方案和审定意见，进行设备制作和安装施工安排。
5月28日
升级会员 