吨电炉及精炼炉除尘方案.docx

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吨电炉及精炼炉除尘方案

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，减少运行本钱。

力求综合效益的先进性，保证设备长期稳固运行,治理简单方便。

设计指标

捕集率≥95%（屋顶不冒黄烟）

排放浓度≤50mg/Nm3。

职位粉尘≤10mg/Nm3。

（扣除背景值）

二、系统工艺方案

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），操作节拍的加速。

利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。

如单一的一般屋顶罩、单一的第四孔、或是狗屋等等。

依照启航环保公司连年治理电炉烟尘的实际体会，我公司以为，关于贵公司100吨电弧炉来讲采纳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要紧捕集形式，第四孔系统采纳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。

如此第四孔的高温、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，在一样除尘风量的情形下达到最正确的烟气捕集形式和最正确的烟气温度。

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剂阀门来调剂不同工况下第四孔和导流屋顶罩的风量分派，整个除尘系统配置合理，运行本钱最低。

⑵100吨精炼炉那么采纳半密闭罩排烟。

⑶天车通过式屋顶罩

我公司将屋顶罩设计成多腔抽烟区域，分为主烟气搜集区，散烟气搜集区。

并据烟气流向及散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%。

依照电炉烟气的特点，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，避免涡流的发生。

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，要紧目的是最大限度地减少外部横向气流对电炉烟柱的阻碍，使烟气尽可能地进入屋顶罩体。

同时移动罩必然程度上也起到隔音作用。

炉前移动导流罩设计不阻碍电炉操作工艺。

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纳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纳的是半密闭集烟罩。

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℃左右进入火花捕集器经混风室二次冷却到400℃左右与总管汇合；100吨电炉产生的二次烟尘那么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，净化后的干净空气通过引风机送入排气筒。

而100吨精炼炉产生的烟气那么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，来避免突发性高温烟气对布袋产生不利阻碍。

工艺流程

第四孔水冷烟道

燃烧沉降室调剂阀

脉冲气源

火花捕集器

启航环保脉冲布袋

除尘器

100吨电炉天车通过式屋顶罩+导流罩

主风机

排气筒

混风室

野风阀液偶器

调剂阀

100吨精炼

炉半密罩

电机

精炼炉烟气

系统配置

①主风机：

Y4-73-112台并联

设计点压头：

4500Pa

设计点风量：

×104m3/h

②主电机Y630-8N=1250KWn=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≤1.128m/min

除尘器阻力≤1300Pa

风量分派

依照电炉和精炼炉的不同工况和冶炼强度，关于100吨电炉和100吨精炼炉配置总风量130×104米3/小时，其中100吨电炉第四孔18×104米3/小时，屋顶罩92×104米3/小时，100吨精炼炉风量20×104米3/小时。

风量分派依照电炉和精炼炉不同的冶炼工况来调剂各自管道阀门以达到最正确烟气捕集成效。

风机的调速

为节约运行能耗，对大型的主风机均采纳调速装置，而采纳液力偶合器调速是国内除尘系统中经常使用的一种调速系统，技术较为成熟。

三、除尘器

除尘器选型

本设计选用目前除尘系统经常使用的启航LMC脉冲大布袋除尘器，其要紧优势有：

可离线清灰，阻力低、脉冲清灰成效好，所有除尘器的尘埃均采纳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份，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度（别离进入了布袋仓）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聚集至布袋仓出气门通至净化气过渡通道，通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紧缩空气反吹进行清灰工作，清灰周期在调试时按时设定，并进行压差监控，并非断调整，直至清灰周期适合除尘器的积灰速度。

清灰采纳离线清灰方式，即在分室连番清灰时，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，清灰终止后离线清灰阀打开，该室进入净化状态，下一室那么进入清灰状态。

脉冲气源

气源处置对除尘器运行稳固性有直接阻碍。

在工厂提供的干净紧缩空气基础上，气源第一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置最后经气源管路三大件滤除气中的要紧水和油份进入脉冲喷吹系统利用。

四、电气操纵

电气配置

⑴主风机电机采纳6KV/10KV高压品级

配进线柜KGN-6KV/10KV1套

开关柜KGN-6KV/10KV1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，均采纳380V。

低压操纵柜（PLC操纵柜）1套

现场操作箱1套

自动化操纵

电炉、精炼炉除尘系统采纳西门子S7-300PLC和一台上位微机操纵及监测整个系统的工作进程。

人机界面生动、简练、直观。

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

10风门开度显示及操纵

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，不阻碍工艺操作，有效靠得住，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钱上涨，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，其中有相当大部份是由于燃烧废气及冷却废气带走的，因此采纳何种方式有效回收这部份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）中的热能绝大部份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。

如何通过回收这部份显热，降低企业的生产本钱，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转变，最高烟温能够达到1300℃。

原有第四孔烟气降温装置主若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。

这一流程的要紧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数被浪废掉了。

造成运行本钱高。

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取得了成功的应用。

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。

与一般的热管相较，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一般热管的传热原理类似，其区别在与内部工质是一种稳固的无机化合物，在工作状态下无相变现象，稳固性好；具有良好的导热性，利用寿命长，热通量大；专门是它的高温性能是一般热管无法比拟的。

正因为如此，无机热管技术愈来愈受到人们的重视，其应用领域也愈来愈广。

无机热传导元件的优越性：

１、启动迅速，导热速度快，热阻小（导热系数是白银的万倍）。

２、均热性好（温差每米<0.1℃）,传热能力强。

３、适用温度范围广，工质工作温度-60℃～1000℃。

４、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，减少了检修本钱，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，如此能够保证

锅炉在最高温度和流量工况运行时的排烟温度低于180℃，以确保锅炉后部除尘器的平安工作。

有靠得住的除尘和清除积灰的手腕，可不能因为积灰而阻碍系统的运行和余

热回生成效。

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转变时，

锅炉有专门好的适应能力。

该余热系统为卧式烟道型，沿烟气流向要紧由水冷沉降室、蒸发管制和

热管省煤器三部份组成。

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。

蒸发管制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，其要紧功能是吸收烟

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.蒸发管制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，将蒸发管制分成假设干单元，各段高度依次降低，即采纳了等流速设计。

这种结构方式可使烟气流经各段受热面的速度大体一致，烟气冲洗均匀，减轻锅炉的磨损，降低流动阻力，自吹灰能力强。

3.本余热锅炉采纳了热管省煤器。

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，汽水分离器上设有平安阀、压力表、放空阀管

座，还设有主汽、副汽、水位表、给水、加药、持续排污、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、蒸发管制和热管省煤器底部设集灰斗，集灰斗由钢板和

型钢框架组成，每一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、有靠得住的清灰手腕

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份飞灰变成固态，便于沉降分离。

采纳了适合的烟气速度，靠烟气的自吹灰作用减轻积灰。

清灰降尘方法完善，可不能因为积灰而阻碍锅炉工作。

热管省煤器结构合

理，个别热管损坏时，不阻碍锅炉运行。

2、沉降室、蒸发管制为自然循环，循环回路设计合理，水循环平安靠得住。

3、锅炉为卧式布置，烟道结构重心低，稳固性强，抗震，抗风能力强。

4、有自身蓄热能力

在炼钢炉工作的60分钟内，系统运行压力，靠减压阀将蒸汽压力降至1MPa供汽。

炼钢炉停运时，靠蓄热向外供汽。

5、锅炉检修检查改换方便，热管省煤器采纳了便于拆卸的结构。

制造、安装、检修方便。

6、运行费用低

与强制循环余热锅炉相较，本系统不设强制循环泵，设备不但平安靠得住，

而且自耗电少，运行本钱低。

五、热管式余热锅炉设计制作依据的要紧标准及标准

1）余热锅炉的设计、制造、查验遵循《蒸汽锅炉平安技术监察规程》进行监督、检查。

2）锅筒的设计、制造、验收符合JB/T1609-93《锅炉锅筒技术条件》。

3）水压实验依照JB/T1612-94《锅炉水压技术条件》执行。

4）锅炉受压元件的焊接符合JB/T1613-93《锅炉受压元件焊接技术条件》。