6300KVA硅鐵爐除塵器

1、、概述貴公司現(xiàn)有一臺6300kVA硅鐵爐。由于硅鐵爐煙氣危害性很大，煙塵中含10%的游離SiO2， 其煙塵粒徑分布中0.02- 0.25 ym占80%幾乎100%勺煙塵均為可 吸入顆粒物，可經呼吸道進入人體肺部危害人體身心健康， 并且粉塵中的硅粉回 收價值相當大， 將其直接排放也是對資源的極大浪費。 因此， 為了保證項目投產 后實現(xiàn)廢氣的達標排放，達到既要節(jié)約資源， 又能減少污染、 美化環(huán)境。 該司決 定于近期對這臺硅鐵爐進行徹底的除塵改造，受該司委托， 我司特擬定以下治理 方案。二、設計依據(jù)及原則2.1設計依據(jù)2.1.1鐵合金有限公司提供的有關資料2.1.2冶金工業(yè)部鋼鐵工業(yè)煙氣凈化技術政策

2、規(guī)定第七章“鐵合金電爐煙氣 凈化”中有關規(guī)定。2.1.2工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準(GB9078-1996)2.1.3通風除塵系統(tǒng)手冊2.1.4建設項目環(huán)境保護設計規(guī)定2.1.5除塵技術基礎理論2.2設計原則2.2.1嚴格執(zhí)行國家及地方各級環(huán)保部門的有關規(guī)定，確保治理后煙塵達標排放。2.2.2在治理硅鐵爐煙氣粉塵對環(huán)境污染的同時， 實現(xiàn)對硅粉的回收再利用， 以 提高環(huán)境效益、社會效益和經濟效益。2.2.3在確保環(huán)保要求的前提下， 力求工藝簡單、 投資省、壽命長、運行成本低。三、設計目標1煙氣排放濃度50mg/Nm系統(tǒng)除塵效率99.8%2.回收的硅粉其含SiO2量92%3投資省、結構合理、維護簡

3、便，運行費用低。四、煙氣特征及工藝參數(shù)6300KVA半封閉硅鐵爐，冷卻器+蝸殼式雙級逆向旋風預處理器+袋除塵器的工 藝，其工藝流程如下：集煙罩U形冷卻器雙旋風提純器袋除塵器引風機 煙囪高溫煙氣（450-550C）經自然風冷冷卻降溫后，其煙氣溫度降為200-250C,煙氣量也將相應降低，在經雙旋風提純器分離后的煙氣溫度進一步降低，然后進入袋除塵器過濾后經引風機由煙囪排出，整個工藝過程為負壓運行，從而有效地避免了正壓運行帶來的風機葉片磨損嚴重的問題。6300KVA半密閉硅鐵爐煙氣特性和工藝參數(shù)如下表:項目工藝參數(shù)標況煙氣量（Nnh）工況煙氣量（N/h）85000煙氣溫度C煙塵成份CaO C, Si

4、O2，AIO3，MgOFQQ煙氣成份2, Q, CO, CO HO, NCX廢氣含塵濃度g/N2-10五、方案選擇由于硅鐵爐煙氣溫度高，粉塵性質特殊，風量變化大，國內先后采用了許多除塵 技術，進行了大量的煙氣凈化實踐。 目前， 對于硅鐵爐高溫煙氣的除塵比較成熟 的技術為干法布袋除塵，根據(jù)我司硅鐵爐煙氣治理工程的技術經驗，我司決定采 用硅粉預處理器+干法布袋除塵治理工藝，對該硅鐵爐煙氣進行治理和硅粉的收 集。在布袋除塵器選擇上我們選用了脈沖長布袋除塵器，這是由于該除塵器技術先 進，除塵效率高，排放濃度完全可以滿足v 50mg/Nm的要求。特別是該除塵器占 地面積小，對于老線改造特別有利，是硅鐵爐

5、煙氣收集的首選除塵設備。 由本公 司生產的RJMC系列除塵器脈沖除塵器是我司技術人員借鑒國內外先進除塵技 術，研制成功的新型高效長布袋除塵器，它不僅綜合了分室反吹和脈沖清灰的優(yōu) 點， 克服了普通分室反吹強度不足和一般脈沖清灰粉塵再附的缺點，而且加長了濾袋，充分發(fā)揮壓縮空氣強力清灰的作用。是一種除塵效率高，占地面積小，運 行穩(wěn)定、性能可靠，維修方便的大型除塵設備。為確保除塵器能長期、高效、穩(wěn)定、可靠運行，我公司對除塵器采取以下主要措 施：正確合理選型除塵器袋式除塵器的合理選型是影響除塵器濾袋壽命的關鍵。除塵器選擇過 小，將會使濾料的過濾風速提高，從而大幅度降低濾袋的使用壽命。選擇過大，則又將增加

6、投資，造成不必要的浪費。我們在選型時，充分考慮煙氣性質、粉塵 濃度等一系列因素，根據(jù)濾料的使用要求，確定過濾風速為1.0m/min。（2）考慮在線檢修為保證設備的故障不影響鐵合金爐的正常運行。 除塵器的設計采用了離線清灰功 能，設置了提升閥，袋室之間完全隔離，這樣檢修時只需將該室關閉即可，不影 響設備的正常運行。（3）選擇高質量的脈沖閥對于除塵器清灰的關鍵部件脈沖閥，我們采用了國際知名品牌公司的淹沒式 脈沖閥，該產品啟動關閉迅速可靠，閥體阻力低，在較低的氣源壓力下，也可很 好地完成清灰工作，.（4）濾料的合理選擇根據(jù)硅鐵爐的煙氣性質，選擇耐高溫的LF復合濾料，表面作超細面層處理。（5）花板孔采

7、用冷延沖壓切割，保證花板的平整度及花板孔的精度，使濾袋懸 掛垂直，減少了清灰過程中濾袋的相互碰撞，保障了濾袋的使用壽命。（6）獨特的氣流均布及渦流打散裝置氣流在進入收塵器后， 由于截面突變會產生較強的渦流， 渦旋氣流會使剛收下來 的粉塵再次以較高速度上揚， 這樣不僅增加了濾袋負荷， 同時也會沖刷濾袋并降 低濾袋使用壽命。加入獨特的氣流渦旋打散及均布裝置后， 可很大程度上減少渦 流對濾袋的沖刷，避免袋底相碰，延長濾袋使用壽命。（7）清灰徹底可靠采用先進的逐行噴吹方式，通過噴吹管上的開孔孔徑變化，合理調節(jié)。（8）應急保護系統(tǒng)為防止系統(tǒng)工況不穩(wěn)定時、 設備試車時及上游設備出現(xiàn)故障時， 出現(xiàn)的煙氣的入

8、 口溫度將會超過濾袋的允許使用溫度等現(xiàn)象，設置了應急保護系統(tǒng)。（9）本除塵系統(tǒng)所采用的硅粉預處理器為雙旋風除塵器。塵氣在旋轉氣流的作 用下，所含大顆粒粉塵被有效地捕集， 并被分級成粒徑不同的二種粉塵， 沉降后 排出。塵氣中所含雜質及碳粒被有效處理，所回收的硅粉其SiO2含量92%六、系統(tǒng)簡述除塵系統(tǒng)運行時，含塵煙氣由矮煙罩通過風管進入U形自然風冷卻器，經冷卻降 溫后進入硅粉預處理器，利用旋風分離的原理將煙氣中的大顆粒粉塵和碳粒除 掉，再由引風機引入除塵器脈沖布袋除塵器過濾。含塵煙氣經耐溫280C的LF復合濾料過濾使排放的煙氣含塵濃度小于50mg/Nr凈化后的煙氣由煙囪排放。為保證除塵器袋式除塵

9、器的安全運行， 在除塵器入口的管道上設置冷風閥， 此 閥與除塵器入口溫度測點聯(lián)鎖，當溫度大于250C時閥門自動開啟，混入冷風降 低煙氣溫度，以確保除塵器安全運行。除塵器采用自動清灰，由PLC控制整個過程。為便于系統(tǒng)的控制調節(jié)和管理，在 系統(tǒng)與煙囪附近，風機前后和除塵器入口處溫度、壓力測點。七、設備選型7.1除塵器選擇根據(jù)85000 m3/h進行設計。LF濾料的過濾風速一般為1.0m/min，由此過濾面 積為85000/(1.0 X 60)=1416吊， 可選擇一臺RJMC84-7永沖長布袋除塵器。 該 設備主要技術參數(shù)如下：處理風量：85000m3/h過濾面積：1440m2過濾風速：1.0m/

10、min允許進口濃度：w 200g/Nm煙氣出口濃度：v 50mg/Nm除塵器阻力：v 1500Pa單元數(shù)：7每單元濾袋數(shù)：84條濾袋規(guī)格：130X 6000mm濾袋材質：LF濾料+P84超細面層處理脈沖閥：2.5淹沒式，49只7.2冷卻器自然風冷。7.3硅粉預處理器( 蝸殼式雙級逆向旋風預 分離器)?2.3m蝸殼式雙級逆向旋風除塵器一臺7.4主風機一臺型號：9-28No.16D流量：81496m3/h全壓：5696Pa電 機：Y355M3-6220KW7.5空壓機型號：W-2 . 0/7排氣量：1.6m3/min電 機：22KW6300kVA礦熱爐煙氣凈化系統(tǒng)設計方案一、設計依據(jù)1本設計依據(jù)冶

11、金工業(yè)部鋼鐵工業(yè)煙氣凈化技術政策規(guī)定第七章“鐵合金電爐煙煙氣 凈化”中有關規(guī)定。2廢氣排放執(zhí)行GB9078-1996工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準中一級排放標準。3.產生的噪聲執(zhí)行GB12348-90工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準之規(guī)定，即廠界噪聲白天w 65db,夜間w 55db。二、設計目標：1煙氣排放濃度50mg/Nm3系統(tǒng)除塵效率99.8%。2.回收的硅粉其含SiO2量92%3投資省、結構合理、維護簡便，運行費用低。三、設計參數(shù)：6300KVA礦熱爐矮煙罩，半封閉式，一般情況下的煙氣排放工藝參數(shù)：1、爐罩煙氣量：85000Nm3/h（標態(tài)）2、煙氣溫度：450 C3、煙氣含塵濃度：3.6-5g/Nm

12、3（一）低壓脈沖除塵系統(tǒng)一、概述： 負壓過濾式除塵系統(tǒng)在硅粉予處理器前端與正壓過濾式沒有區(qū)別。區(qū)別在于除塵器設在主引風機前端（入口前），凈化后的煙氣是通過煙囪排放的。與傳統(tǒng)的負壓過濾反吹 清灰所不同的是此方案采用的是負壓過濾脈沖清灰方式，所選除塵設備是：JDDM系列長袋低壓脈沖布袋除塵器。此項技術的成功應用改變了傳統(tǒng)的負壓過濾式除塵器投資大，設備體積大，清灰效果不夠， 設備運行阻力偏高等缺陷， 脈沖清灰方式布袋除塵器應用在鐵合金礦熱爐上， 確實是國內最 新的除塵技術。它的特點是：（1）投資省，占地面積小。該設備選用的新型復合濾料與玻纖濾料相比其耐磨性、抗折性及 剝離強度有明顯提高，即能耐高溫，

13、 又能提高過濾風速， 是玻纖濾料的一倍，相應地減少了 除塵器過濾面積，是玻纖濾袋除塵器過濾面積的一半，設備重量比較輕50%。達到了降低投資成本，減少占地面積的目的。（2）清灰效果好。清灰效果是除塵器使用的關鍵因素，該設備采用大口徑淹沒式直通脈沖閥， 噴吹阻力小，氣壓低，清灰瞬間噴吹壓力達到2000pa，強力清灰徹底、效果好。所用脈沖閥膜片系中美合資技術，使用壽命為100萬次。（3）維護方便。該設備采用上揭蓋結構，即揭開上蓋就可抽出濾袋框架換袋。其濾袋使用壽 命為18-24個月，玻纖濾料一般為8-12個月，維修周期相對延長。運行費用相對減小。（4）負壓式除塵系統(tǒng)其主風機處于清潔氣流工作環(huán)境，主風

14、機的葉片無需清潔維護，風機運 行相對穩(wěn)定。二、主要設備選型1除塵器項目6300KVA礦熱爐用除塵器名稱長袋低壓脈沖布袋除塵器除塵器型號、規(guī)格JDDM-1400型處理風量M3/h 85000煙氣溫度C 180 -230煙氣含塵濃度入口：3.6-5g/Nm3出口：w 80mg/Nm3分室數(shù)量（室）4濾袋總數(shù)（條）600過濾面積（m2）1400過濾風速（m/min）0.71全運行0.87一室清灰濾袋規(guī)格（mme125X 6000濾袋材質新型復合濾料濾袋壽命2年濾袋運行阻力pa 1500除塵器運行阻力pa 2000除塵器漏風率98.5%2.U型空冷器一臺6300KVA矮煙罩半封閉式礦熱爐除塵系統(tǒng)配散熱

15、面積為600m2的U型空冷器一臺。3硅粉予處理器e 3.5m、e 2.3m蝸殼式雙級逆向旋風除塵器一臺。4.主風管直徑取D=1520mmj排放煙囪D=2500mm5.主風機一臺 型號：JY5-44 NO22.4D流量：100000m3/h全壓：5314pa配電機：Y400-43-6 250KVA 960r.p.m作者：不詳1 前言八十年代以來，國內新建了一批6000kVA16500kVA 硅鐵電爐。均采用半封閉式煙罩，設置干法布袋除塵器凈化裝置。其煙氣凈化系統(tǒng)見圖1。本文就工程設計中應該考慮的各種因素進行探討。圖 1 硅鐵電爐煙氣除塵系統(tǒng)1 電爐；2罩子；3煙道；4 冷卻器；5 布袋過濾器；6

16、風機；7 調節(jié)閥；8排氣口。2 排煙罩的設計電爐煙氣捕集效果的好壞在一定程度上取決于煙罩的結構形式。硅鐵電爐采用半封閉式矮煙罩代替高 煙罩，以減少排煙量，防止爐內煙氣外逸，可改善工人操作環(huán)境。此種煙罩的排煙量約為理論爐氣量的5060 倍，一般設計成六角形罩，根據(jù)工藝需要采用水冷骨架整體結構，便于設備檢修，在襯有耐火材料的六角形罩六個側面中的 三個側面裝設加料門，加料門在一般情況下不開啟，只是在加料或搗爐操作時開啟一個側面，以減少野風 進入。采用矮煙罩比高煙罩的排煙量少 50%煙氣溫度約 400C700C，當罩內煙氣溫度大于 500C 時，煙 罩的材質應為耐熱鋼，特別是煙罩側面中的加料門結構的設

17、計要防止變形，開啟靈活，并提高其密封性。3 放散煙囪的設計3.1 煙氣呈放散狀態(tài)下的最佳排煙溫度選擇半封閉電爐的煙氣呈放散狀態(tài)下的最佳排煙溫度（不同 于煙氣凈化系統(tǒng)投入運行的排煙溫度）應當選取400 C 為宜，此煙氣溫度下的電爐料面溫度是最佳的，此溫度既保證了充分利用煙氣的物理熱來加熱物料，也利于電極焙燒，又防止了硅石破碎而惡化爐料透氣性 的現(xiàn)象發(fā)生。3.2 最佳煙溫下放散煙氣量的確定當還原劑的配比為 50%焦炭、50%煤時，煙氣溫度為 400 C，正常條件的排煙量為每 t 產品 60000Nm3 刺火條件的排煙量為每 t 產品 120000Nm33.3 煙氣通過放散煙囪的氣速選取設計計算應按

18、刺火條件下的煙氣量作為計算依據(jù)，其氣速一般先取713m/s，同時以正常煙氣量進行核算，經綜合比較來確定其放散煙囪的通徑。34 煙氣通過煙囪的溫度降當煙氣溫度 400C500C 時，煙氣通過煙囪的每米溫度降，金屬襯磚煙囪一般為22. 5C,金屬煙囪為 34Co3. 5 煙囪擴張式出口的設計為了減小煙氣排入大氣時的出口動壓損失，應減小排出口的速度。煙囪出口氣速以不小于4m/s 為宜，一般將煙囪出口設計成擴張式的，以提高煙囪的抽力。3.6 放散煙囪的閥門放散煙囪閥門的設計，要求操作靈活，密封性好，適于多塵條件。當煙氣凈化系統(tǒng)中的除塵器袋式除塵器進口煙溫過高時，煙囪閥門自動開啟，放散煙氣。4煙氣管道的

19、設計4.1 排煙管道的煙氣流速合理選取管道中的煙氣流速是保證系統(tǒng)正常運行的重要因素，流速過低， 造成管道內積灰，堵塞管道，流速過高，阻力增加，磨損管壁，嚴重時出現(xiàn)漏風，影響捕集效果。管道的流速范圍一般選取為 1626m/so 低速為正常條件，高速為刺火條件。4.2 管道的伸縮節(jié)伸縮節(jié)應設計成柔性的結構，使管道熱變形時引起的推力最小，以簡化支架設計。4.3 煙氣管道材質的選擇對于通過 550 C 煙氣的金屬管道選材，宜選用低合金高強度鋼，輸送低于 250 C 煙氣的管道選材可用低 碳鋼或鍋爐鋼板。4.4 管道清灰裝置 當水平管道過長時，應考慮管道清灰裝置在管道附近有壓縮空氣氣源時，可采用在水平管

20、道末端設置噴吹管清除管內的積灰。5煙氣冷卻器的選擇及設計5.1 冷卻器的選擇半封閉電爐和敞口電爐通常采用袋式除塵器凈化。按過濾材質的要求，過濾前必須將煙氣冷卻，為了 把煙氣溫度降低到 250C 以下，需要借助冷卻器來冷卻煙氣溫度。近年來，國內一般采用空氣冷卻的 U 型管式冷卻方式來冷卻電爐煙氣，如西北鐵合金廠 12500kVA 的硅鐵電爐采用了 U 型管式冷卻器降溫。5.2 U 型管式空氣冷卻器的設計U 型管式空氣冷卻器是以高溫煙氣與冷空氣通過自然輻射進行熱交換， 使煙氣達到降溫的一種冷卻裝 置。 該冷卻器制作簡單，操作維護方便，但耗費鋼材較多。(1 )管式空氣冷卻器的排數(shù)根據(jù)煙氣在管內的流速

21、來決定；冷卻管內煙氣的平均流速一般選取范圍是2026m/s。集合管內煙氣流速一般選取 1020m/s，低速為正常條件；高速為刺火條件；(2)空氣冷卻器每根管的長度根據(jù)傳熱系數(shù)所決定的傳熱面積來確定；(3)空氣冷卻器的高度由結構的穩(wěn)定性確定；最佳高度以不高于17m 為宜；(4)冷卻器的管徑選取范圍一般為500 1100mm 壁厚為 5mm(5)設計空氣冷卻器的關鍵因素是正確確定其傳熱系數(shù)，由于影響傳熱系數(shù)的因素很多，如煙氣的溫 度、比熱、導熱系數(shù)、管壁的熱阻、管壁塵垢的熱阻、銹垢的熱阻等，特別是管壁上塵垢和銹垢的熱阻很難正確確定，因此應在理 論計算的基礎上，根據(jù)相似的設備加以修正，一般傳熱系數(shù)波

22、動范圍是k = 13. 9220. 88W/m2- K。（6）平行并列的冷卻管束應將其中若干冷卻管的出口處設計帶有兩位切斷閥門的結構，其作用是保證 在煙氣量變化的情況下，冷卻管內的煙氣流速近于恒定，以防止冷卻管內積灰而降低冷卻效果；（7）平行并列管在冷卻器的進出口聯(lián)箱上應錯列式布置，有利于提高傳熱效率，又便于安裝施焊；（8）當冷卻器處理的煙溫為 550C 時，冷卻器應設計成兩段式的。即高溫段與低溫段。高溫段冷卻管 材料宜選用 Corten鋼，低溫段冷卻管材料可選用低碳鋼。6袋式除塵器的設計 根據(jù)硅鐵粉塵輕且細的特點，如果在風機前加一臺預除塵器把粗顆粒粉塵分離出來，風機磨損問題可以解決。國外對硅

23、鐵電爐煙氣的凈化，一般采用壓入式的袋式除塵器較多，而國內采用吸入式的袋式除塵 器較多。61 對于大型袋式除塵器的單元濾室的劃分經技術經濟分析，認為單元濾室袋數(shù)一般為 140160 條袋子為宜。這樣可使除塵器結構輕巧耗鋼量低，而且又保證了適宜的反吹風量，使袋式除塵器在清灰與非清灰氣布比波動較小，穩(wěn)定凈化系統(tǒng)的運行，保 護濾袋，延長其使用壽命。62 袋式除塵器的清灰方式目前在硅鐵電爐煙氣過濾中使用脈沖清灰過濾器的情況越來越多，北京鐵合金廠兩臺6000kVA 的硅錳電爐煙氣凈化均采用了大型低壓脈沖清灰除塵器。其特點是：這種負壓下運行的高氣布比脈沖清灰過濾器，過濾面積比大氣反吹布袋除塵器所需要的過濾面積要減少6575%占地面積少，投資省。63 濾袋材質 袋濾式除塵器的工作特性除與除塵器的結構形式有關外，在很大程度上取決于濾布的性質。目前國外 使用比較普遍的還是玻璃纖維，允許使用溫度可達 250280C，但玻璃纖維強度較低，允許濾速一般不超過0 5m/min，為了提高玻璃纖維的抗折性，一般要進行硅油和石墨處理，使用這種處理后的布袋，加上合理的反吹制度，布 袋的壽命可達 5 6a 之久。近幾年來，國內外開發(fā)了一種新型材料，即在玻璃纖維