1、秦皇島宏興鋼鐵有限公司煉鋼車間2×60T轉爐三次除塵項目技術方案張家口市宣化天潔環保科技有限公司 2016年5月1.序言秦皇島宏興鋼鐵有限公司技改煉鋼車間三次除塵項目塵源點包括2×60t轉爐兩座加料跨配頂吸罩，600T混鐵爐一座配頂吸罩，散裝料上料系統一套配集中除塵。我公司根據秦皇島宏興鋼鐵有限公司提供的資料，編制了本方案，其目的在于為該除塵提供成套的、優化的、建設性的解決方案，確保符合國家環保要求，達標排放的前提下降低投資及運行成本。2.塵源點概述 2.1需治理的揚塵點本方案治理的塵源點配套除塵罩范圍如下：1） 、2×60T轉爐加料跨頂吸罩；2） 、600T混鐵

2、爐兌鐵口、出鐵口工位除塵罩；3） 、散裝料地坑料倉卸料口除塵罩；4） 、散裝料皮帶機機頭、機尾除塵罩；5） 、轉運站皮帶機頭除塵罩、振動篩除塵罩；6） 、通廊皮帶機頭、皮帶機尾除塵罩；7） 、高跨散裝料倉皮帶布料口除塵罩。3.設計原則及依據 3.1設計原則l 達標排放，保證除塵效果；l 不影響冶煉操作工藝；l 最大限度地降低運行費用及一次投資；l 利于維護管理，長期、有效、穩定地運行。 3.2 設計依據l 國家有關環保要求及環境指標：（獲縣以上環保部門的驗收）排放濃度15mg/Nm³崗位粉塵濃度10mg/Nm³（扣除背景值）三次除塵捕集率95%（屋頂不冒黃煙），混鐵爐捕捉率

3、60%除塵效率99%。l 國家有關設計規范4.除塵工藝流程及設計說明 4.1除塵工藝流程本套系統采用低阻、大流量系統工藝原則，其目的在于以最低的系統阻力，控制系統管道流速（1820m/s），通過選取管道經濟流速，盡量降低系統阻力損失從而能明顯降低長期電耗。換言之，追求的是在相同電機的情況下，最大限度地取得處理風量，提高捕集率。在相同風量滿足捕集效果的前提下，盡可能少地消耗電能，降低運行費，并合理組織煙氣，使系統長期、可靠、穩定地運行在既不燒濾袋又不易于結露的中溫狀態。煙氣捕集是本系統的關鍵所在，設備其生產工藝不同、設備布置各異，因此，選用何種捕集罩型式成為本次方案的重點。 4.2除塵罩設計說明

4、1） 、2×60T轉爐加料跨頂吸罩： 60T轉爐的煙塵基本處于持續產生過程，大量高溫煙氣受熱膨脹和特抬升力影響從爐前二次除塵罩逃逸沖上加料跨車間頂部，由于現有車間全部密封，煙氣淤積在車間頂部無法流通，必須在塵源上方利用現有廠房結構設置高懸傘形罩，捕集加料和兌鐵水以及冶煉過程產生的三次煙氣，被捕集的煙氣通過系統管網匯合后進入低壓脈沖除塵器進行過濾，最后滿足排放達標的煙氣通過引風機排入大氣。2） 、600T混鐵爐煙塵頂吸罩：600T混鐵爐產生的煙氣基本處于間斷產生過程，主要是混鐵爐兌鐵水、出鐵水及鐵包倒罐工位產生的大量煙塵。混鐵爐是貯存從高爐運來供煉鋼轉爐用的鐵水，當混鐵爐兌鐵水和混鐵爐

5、向鐵水罐倒鐵水時在一定溫度下部分碳析成石墨粉塵，混雜著氧化鐵粉末隨熱氣流擴散到車間內，大量高溫煙氣受熱膨脹和特抬升力影響從爐前二次除塵罩逃逸沖上加料跨車間頂部，由于現有車間全部密封，煙氣淤積在車間頂部無法流通，必須在塵源上方利用現有廠房結構設置高懸傘形罩。由于石墨粉塵非常輕，在隨熱氣流上升的過程中就受到車間橫向野風的影響飄散到車間各個角落，因此采取高懸傘形罩的形式捕捉此類粉塵的話想對轉爐三次除塵頂吸罩效率較低。建議應該在最靠近塵源點的位置設計低懸傘形罩或者塵源點側吸罩進行有效捕捉才能明顯提高集塵效果。3） 、散裝料上料系統除塵罩散裝料上料除塵系統主要包括地坑料倉下料除塵罩；皮帶輸送機頭、機尾除

6、塵罩；轉運站振篩除塵罩以及轉爐高位料倉皮帶布料除塵罩幾個部位。 此處煙氣屬于常溫煙氣必須采用封閉式除塵罩，盡量把塵源點煙氣控制在最小范圍內進行集中收集效果最佳。因此需要對送料皮帶加設導料槽進行封閉，振動篩需要從新加設軟密封措施確保振動篩本體漏風率滿足除塵要求，皮帶機頭部分采用半封閉頂吸罩同合理的風量設計，選取恰當的控制風速，保證皮帶機頭半封閉罩的煙氣捕捉率。高位料倉受現場因素影響應采取整體封閉形式，在整體封閉罩安裝檢修門及除塵管道接入口，每個接口管道安裝電動閥門，通過布料車移動限位信號控制每個料倉位接口管道的開啟和關閉。5.除塵系統風量設計及劃分 5.1除塵工藝劃分的原則 按工藝設備在車間內就

7、近布置的原則，優先考慮以上設備除塵系統的合建；優先考慮生產作業的周期性比較一致的設備合建為一套除塵系統；考慮將煙塵特性（成分、溫度、粒徑等）接近的揚塵點合建為一套除塵系統；綜合均衡一套大系統和多套小系統在工藝、投資及管理上各自的優缺點，確定系統劃分。 5.2除塵點風量設計（表1-1）加料跨除塵風量序號名稱單點風量（m³/h）開啟數量設計風量（m³/h）1轉爐加料跨頂吸罩2個300000130000002混鐵爐除塵頂吸罩1個300000130000003加料跨除塵風量合計6000000散裝料除塵風量1散裝料底坑卸料除塵罩6個100002200002散裝料底坑皮帶機頭除塵罩15

8、00011500031#轉運站皮帶機頭除塵罩1500011500041#轉運站振動篩除塵罩3000013000051#轉運站振動篩下料口除塵罩1000011000062#轉運站皮帶機頭除塵罩1500011500072#轉運站皮帶機尾除塵罩100001100008高位料倉皮帶機頭150001150009散裝料高位料倉除塵罩16個2500025000010散裝料除塵風量合計180000 5.3風量設計說明1） 、表1-1中加料跨每個塵源點均加設電動蝶閥控制開/關（3個），其中加料跨2臺轉爐頂吸罩以及1臺混鐵爐頂吸罩同閥門切換實現加料跨始終有2個頂吸罩開啟，通過崗位工作臺上增設電動蝶閥開/關按鈕，實

9、現3個閥門之間開關/切換。2） 、表1-1中散裝料高位料倉及散裝料地坑下料口每個塵源點均加設電動蝶閥控制開/關（16+6=22個），其它塵源點均加設手動閥門（7個），用于調節系統阻力平衡。6.除塵設計方案 6.1方案一分析除塵總設計風量780000m³/h，系統風壓6500Pa，加料跨塵源點和散裝料塵源點共用一臺除塵器，此方案投資費用較小。由于散裝料地坑下料以及1#轉運站塵源點還在渣跨西南側1020m處，而除塵器位置在鋼坯精整跨北側靠東部位置，管線布置太遠，阻力平衡基本無法實現控制，即風機滿負荷狀態下，加料跨2個頂吸罩打開后，遠端散裝料地坑下料以及1#轉運站塵源點除塵風量會明顯降低，

10、因此我方建議把加料跨除塵系統和散裝料除塵系統分開新建兩套除塵系統較為合理。 6.2方案二分析加料跨除塵系統總設計風量600000m³/h，系統風壓5500Pa；散裝料除塵系統總設計風量180000m³/h，系統風壓5500Pa；此方案可以保證兩套除塵系統每個塵源點的除塵風量，其中加料跨除塵系統風機常開滿負荷運行；而散裝料除塵系統風機通過變頻調速控制，實現工況滿負荷和低速運行兩種狀態。 6.3兩個方案對比分析此方案相對方案一投資費用相對較高，需要新建2套除塵系統，單對散裝料系統除塵效果會明顯高于方案一的設計方式。我方建議貴方采用方案二。7.主要設備選型 7.1除塵器選型1）、

11、加料跨除塵系統所述風量計算：600000m³/h根據系統總風量及系統煙氣粉塵特性，除塵器選用我公司成熟的LCMD-12000低壓脈沖布袋除塵器。（技術參數表見附表1-2）2）、散裝料除塵系統要所述風量計算：180000m³/h根據系統總風量及系統煙氣粉塵特性，除塵器選用我公司成熟的LCMD-3800低壓脈沖布袋除塵器。（技術參數表見附表1-3）8.設備工作原理及結構介紹 8.1工作原理LCM-D型離線清灰低壓脈沖袋式除塵器的氣體凈化方式為外濾式，含塵氣體由導流管進入各單元過濾室并通過設備于灰斗中的煙氣導流裝置；由于設計中袋底離進風口上口垂直距離有足夠、合理的凈空，氣流通過適

12、當導流和自然流向分布，達到整個過濾室內氣流分布均勻；含塵氣體中的顆粒粉塵通過自然沉降分離后直接落入灰斗、其余粉塵在導流系統的引導下，隨氣流進入中箱體過濾區，吸附在濾袋外表面。過濾后的潔凈氣體透過濾袋經上箱體，經過離線蝶閥由排風管排出。濾袋采用壓縮空氣進行噴吹清灰，清灰機構由氣包、噴吹管和電磁脈沖控制閥等組成。過濾室內每排濾袋出口頂部裝配有一根噴吹管，噴吹管下側正對濾袋中心設有噴吹口，每根噴吹管上均設有一個脈沖閥并與壓縮空氣氣包相通。清灰時，電磁閥打開脈沖閥，壓縮空氣經噴口噴向濾袋，與其引射的周圍氣體一起射入濾袋內部，引發濾袋全面抖動并形成由里向外的反吹氣流作用，清除附著在濾袋外表面的粉塵，達到

13、清灰的目的。隨著過濾工況的進行，當濾袋表面積塵達到一定量時，由清灰控制裝置（差壓或定時、手動控制）按設定程序打開電磁脈沖閥噴吹，壓縮空氣以極短促的時間順序通過各個脈沖閥經噴吹管上的噴嘴誘導數倍于噴射氣量的空氣進入濾袋，形成空氣波，使濾袋由袋口至底部產生急劇的膨脹和沖擊振動，造成很強的清灰作用，抖落濾袋上的粉塵。落入灰斗中的粉塵經由卸灰閥排出后，經由輸灰系統輸出。除塵器配有先進的離線蝶閥，具有在線、離線二狀態清灰功能和離線檢修功能。阻力減小，氣流通暢。除塵器設置有差壓、料位等在線監測裝置。除塵器的控制（包括清灰控制等）采用PLC控制。整套除塵系統的控制實行自動化無人值守控制，并可向工廠大系統反饋

14、信息、接受工廠大系統遠程控制。所有的檢修維護工作在除塵器凈氣室及機外執行，無須進入除塵器頂部。 8.2除塵器主要結構、特點設計合理的灰斗導流技術解決了一般布袋除塵器常產生的各分室氣流不均勻的現象。設計了特殊大儲量的脈沖閥貯氣包既可滿足用戶提供的高壓（G型）氣源時使用，亦可滿足低壓（D型）氣源時使用。濾袋上端采用彈簧漲圈型式，不但密封性能好，而且在維修更換布袋時快捷簡單，實現機外換袋。在袋籠上端的結構設計上可按不同工況有多種結構型式（八角型、圓型等）的選擇，對袋籠的制造有嚴格的要求，本公司的袋籠是在引進國外技術合作生產的自動化生產線上加工，其各項指標較行業標準提高50%左右。袋籠標準長度6米，如

15、用戶場地有限，還可根據需要增長1-2米，從而在處理相同風量時，該設備較其它反吹風除塵器和常規脈沖除塵器占地面積最小，可節省30-50%，設備重量亦能減少40%左右。離線閥升降式提升閥結構，降低了設備阻力，使用出風順暢。9. LCM-D型長袋低壓脈沖除塵器的制造技術 9.1除塵器的阻力控制除塵器的阻力分為兩部分。本設備的設計總阻力為1500Pa。除塵器的阻力一部分是設備的固有阻力（即原始阻力），這是由設備的各個煙氣流通途徑造成的。除塵器進出風方式、進風管道各部位的塵氣流速選擇是否妥當；除塵器各倉室進風的均勻度；導流系統設計是否合理；進風口距離濾袋底部的水平高度導致的含塵氣體穩流空間是否足夠；濾袋

16、直徑和濾袋間距決定的濾袋間煙氣抬升速度的合理性；出口管道風速的合理選定等都將影響除塵器的固有阻力值。為此，我公司設計的布袋除塵器采用平進平出的進出風方式；進風總管和導流系統的設計保證各倉室進風不均勻度在5%以下；進風口距離濾袋底部的水平高度保證含塵氣體獲得穩流空間；濾袋直徑采用160mm且濾袋間距的選定，保證過濾區內濾袋內的凈氣空間和濾袋外的含塵氣體空間比，以保證濾袋間的塵氣抬升。從以往我公司設計生產的除塵器來看，設備的原始阻力都在350Pa左右。第二部分是設備的運行阻力。設備的運行阻力是由除塵器在運行過程中濾袋表面形成的掛灰層的厚度導致的一個循環值。一般我們對這個值的上限設定在1000-12

17、00Pa，在設備達到這個阻力值時，系統啟動清灰，將設備阻力回復到原始阻力，進入下一個循環。這個循環時間的長短，取決于煙氣含塵濃度、濾料的品種規格等。從我公司設計生產的已經投運的布袋除塵器的運行記錄顯示，該循環時間均在60-120min之間。 9.2導流系統我們對除塵器各煙氣流經途徑中的管道風速進行了分段化設計，除塵器的進風采用了氣體導流系統并充分利用了氣體的自然分配原理，保證了單元進風的均勻、和順， 以提高過濾面積利用率。含塵氣體由中部進風口通過進風通道進入各單元過濾室，由于設計中袋底離進風口上口垂直距離有足夠合理的凈空，濾袋間距亦進地了專門設計，氣流通過設置于灰斗中的進風分配系統導流后，依靠

18、阻力分配原理自然分布，達到整個過濾室內氣流以及各空間阻力的分布均勻，保證合理的煙氣抬升速度，最大限度地減少紊流、防止二次揚塵。設計合理的進風導流系統將箱體、過濾室和系統的阻力降至最小并盡可能地減少進風系統中的灰塵沉降現象，避免了濾袋的晃動、碰撞、磨擦，延長了系統及濾袋的使用壽命。氣流分配系統的設計保證各單元室入口流量不均勻度5%。 9.3花板、濾袋和籠骨花板是除塵器本體中重要部分，花板厚度為6mm，為保證花板孔的大小及孔距的精度，用沖孔模具壓力機床沖孔，然后由鉚工對花板在平臺上進行校平，這些孔具有良好的通用性和互換性，花板表面平整，花板周圍無毛刺、夾角，否則損壞濾袋。對于整臺布袋除塵器而言，濾

19、袋是其核心部件。濾料質量直接影響除塵器的除塵效率，濾袋的壽命又直接影響到除塵器的運行費用。因而，本案濾料我們根據除塵器運行環境和介質情況并根據貴方招標文件的規定采用160×6000mm標準規格，采用550g加厚覆膜針刺氈。此濾料清灰徹底，減少了粉塵在濾袋表面形成布粉層后板結的可能；濾料壽命長，加上我們在除塵器結構方面的改進，保證了濾料24個月的正常使用壽命。布袋底部采用三層包邊縫制，無毛邊裸露，底部采用加強環布，濾袋合理剪裁，盡量減少拼縫。拼接處，重疊搭接寬度不小于10mm，提高袋底強度和抗沖刷能力。濾袋上端采用了彈簧圈形式，密封性能好、安裝可靠性高，換袋快捷。僅需1-2人就能通過機

20、頂便掀式頂蓋進行換袋操作。濾袋的裝入和取出均在凈氣室進行，無須進入除塵器過濾室。袋籠采用圓型結構，袋籠的縱筋和反撐環分布均勻，并有足夠的強度和剛度，防止損壞和變形（縱筋直徑4，加強反撐環4、間距200，155×5950mm），頂部加裝“”形冷沖壓短管，用于保證袋籠的垂直及保護濾袋口在噴吹時的安全。籠骨材料采用20#型鋼，使用籠骨生產線一次成型，保證籠骨的直線度和扭曲度，濾袋框架碰焊后光滑、無毛刺，并且有足夠的強度不脫焊，無脫焊、虛焊和漏焊現象。袋籠采用有熱鍍鋅技術，鍍層牢固、耐磨、耐腐，避免了除塵器工作一段時間后籠骨表面銹蝕與濾袋黏結，保證了換袋順利，同時減少了換袋過程中對布袋的損壞

21、。 9.4清灰系統除塵器的清灰采用壓縮空氣低壓脈沖清灰。除塵器采用離線清灰方式，清灰功能的實現是通過PLC利用差壓（定阻）、定時或手動功能啟動脈沖噴吹閥噴吹，使濾袋徑向變形，抖落灰塵。清灰系統設計合理，脈沖閥動作靈活可靠；在設備出廠前，對清灰系統等主要部件進行了預組裝，以保證質量。清灰用的噴吹管采用無縫管，借助校直機進行直線度校正，噴吹短管（又稱噴嘴）與噴吹管的焊接采用了工裝模具，二氧化碳保護焊接，減少變形，保證噴吹短管間的形位公差，噴吹管借助支架固定在上箱體中，并設置了定位銷，方便每次拆裝后的準確復位。采用文氏管對壓縮空氣進行導流，有助于壓縮氣流方向的穩定。清灰系統設置儲氣罐和分氣包、精密過

22、濾器（除油、水、塵），保證供氣的壓力和氣量和品質，清灰力度和清灰氣量能滿足各種運行工況下的清灰需求。為減少清灰對濾袋的損傷，清灰氣源應具有減少氧含量及溫差等對濾袋不利影響的措施。 9.5電磁脈沖閥清灰系統的關鍵設備是電磁脈沖閥，它的選用關系到除塵器的造價及清灰效果。我們為LCM-D型長袋低壓脈沖反吹布袋除塵器選用的電磁脈沖閥為中美合資產品，DC24V，YM-3，膜片經久耐用，壽命2年，滿足了脈沖電磁閥的高效運行要求、極大地減少了維護工作量。 9.6本體和灰斗 1）、除塵器頂部設置防雨設施 除塵器采用設有防雨棚、排水設施、檢修用起吊裝置、檢修扶梯平臺；各項設施的設計采用人性化理念，保護除塵器頂部

23、裝置、方便人員檢修、使用和客理。 2）、除塵器頂蓋采用剪沖封頂蓋，重量、大小適合人工開啟，所有孔、門制作及裝配結束后，進行密封試驗，確保無變形、無泄漏。3）、除塵器的灰斗能承受長期的溫度、濕度變化的振動，并考慮防腐性能。灰斗設檢修門，所有檢修門、人孔采用快開式，開啟靈活，密封嚴密。為避免煙氣短路帶灰，灰斗斜側壁與水平方向的交角不小于60°，以保證灰的自由流動。除塵器第一和最后一個灰斗上分別設置高、低（電容式）料位計。在每個灰斗口出口附近設計安裝捅灰孔；灰斗及排灰口的設計保證灰能自由流動排出灰斗；灰斗出灰口處設倉壁振動器，避免了灰塵搭橋，影響排灰。 4）、我們為設備和儀表等配置了必要的

24、扶梯和平臺，滿足運行、維護、檢修的要求。扶梯傾角一般為45°，特殊條件下不大于60°，步道和平臺的寬度不大于700mm，扶梯欄桿高度不小于1.2m，安全護板不低于100mm，平臺與步道采用剛性良好的防滑格柵平臺和防滑格柵板，必要的部位采用花紋鋼板。平臺荷載不小于4kN/，步道荷載不小于2kN/。 9.7材質 1）、除塵器采用型鋼、鋼板結構，材質為Q235A（國標）。箱體所用的型鋼、鋼板進廠后應首先進行噴砂、除銹，以備制作降塵器用。 2）、除塵器本體壁板厚5mm、花板厚6mm，筋板厚度6mm，進出風管壁厚度8mm，配對法蘭厚度10mm。易磨損、易腐蝕部位如風管彎頭等處采用耐磨

25、損、耐腐蝕的錳鋼等材料。 9.8表面整理和涂裝 除塵器除銹采用鋼板預處理技術有關要求，或采用手工、動力工具除銹，滿足GB8923中的St3級。 對于設備金屬渣、碎布、碎石及其它異物將從設備內清除。所有的鐵屑、鐵銹、油、油脂、粉筆、蠟筆、油漆符號及其它有害的東西都從設備內部、外表上除去。10.電氣配置 10.1 系統控制工藝10.1.1系統說明本系統為全自動除塵系統，下位機采用PLC可編程控制器，上位機采用工控機及CRT加圖形軟件監控，除塵器運行可靠，操作簡單，設定參數方便，采用計算機自動跟蹤記錄及自動故障保護。系統由SIEMENS公司的S7-300系列PLC(CPU314)和一臺工控機及CRT

26、構成。上位機主要完成：在人機交互界面上對每一臺動力設備和氣動閥進行控制，對電磁閥的點動控制，物理設備的運行狀態和過程的動態模擬顯示；報警信號的記錄；參數的設定和修改；溫度、壓力、壓差曲線的顯示及風機各數據的監控。PC必須在PLC正常運行的情況才能可靠運行。所有設備均采用自動和手動控制兩種方式，自動時由PLC根據操作員設定的參數及現場反饋的數據自動完成所有操作，手動控制則由操作員根據現場情況通過現場手動箱或上位機上的控件人工進行操作。現場各儀表的數據采集和邏輯分析均采用PLC控制處理，上位機進行顯示、數據歸檔并根據所設定的上下限進行報警及故障處理。（1） 除塵系統與各設備開關信號連鎖，設備全部無

27、塵時風機低速運轉，當有設備發出除塵信號時,系統自動打開除塵點閥門，除塵風機自動提高到設定速度（設定速度以滿取除塵效果為準）,當全部設備需要除塵時風機提高到最高速滿足除塵效果。（2） 除塵器在總出口及總入口設有壓差檢測，當清灰系統根據設定的壓差上限和時間自動運行進行反吹。（3） 在灰倉都設有灰位計，當設定時間或灰位達到上限時，各灰倉進行卸灰,通過輸灰機送入儲灰倉,當儲灰倉達到灰位時發出報警,通知操作工,在運灰車到達后加濕運走。（4） 系統與高壓進行聯鎖,當電機溫度、軸承溫度等達到設定的數值時發出報警和停機信號；并可對風機相關的參數進行顯示和歸檔。10.1.2控制過程依次合上低壓柜電源開關，控制電源開關，PLC柜上控制電源指示燈亮，按下操作臺“啟動”按扭，啟動UPS電源，打開