1250KVA工業(yè)硅礦熱爐除塵系統(tǒng)環(huán)境工程設(shè)計(jì)方案-供環(huán)境工程專業(yè)人員參考

PAGEPAGE1****硅業(yè)有限公司半封閉式高煙罩型12500KVA工業(yè)硅礦熱爐除塵系統(tǒng)工程方案設(shè)計(jì)****環(huán)保公司專項(xiàng)設(shè)計(jì)證書編號(hào)：**********年**月目錄1.概況 12.設(shè)計(jì)原則、依據(jù)及范圍 32.1設(shè)計(jì)原則 32.2設(shè)計(jì)依據(jù) 42.3設(shè)計(jì)范圍 43.工業(yè)硅爐煙塵特性 53.1煙塵成份與粒徑分布 53.2工業(yè)硅爐煙塵的理化特性 53.3煙塵量跟煙罩和煙囪的設(shè)計(jì)有關(guān) 64.設(shè)計(jì)參數(shù)及治理目標(biāo) 84.1設(shè)計(jì)參數(shù) 84.2治理目標(biāo) 84.3除塵系統(tǒng)的工作原理 94.4除塵系統(tǒng)注意事項(xiàng) 94.5除塵器的特點(diǎn) 104.6除塵系統(tǒng)的工藝流程 115．主要設(shè)備選型及參數(shù) 116.主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 127．投資估算 138.運(yùn)行費(fèi)用 149．環(huán)境效益 1410.經(jīng)濟(jì)效益分析 1511.處理效果及承諾 1512．工期 15****硅業(yè)有限公司12500KVA工業(yè)硅礦熱爐除塵系統(tǒng)環(huán)境工程方案設(shè)計(jì)第14頁(yè)共17頁(yè)1.概況****硅業(yè)有限公司位于**縣**鎮(zhèn)工業(yè)園內(nèi)，緊靠**河邊，人煙稀少。**縣出產(chǎn)少量高品質(zhì)的白云石（二氧化硅純度高達(dá)99.5%以上），木材豐富，但距離盛產(chǎn)河床硅石的廣西省**縣僅60余公里（該地區(qū)出產(chǎn)的部分河床硅石含水晶或呈水晶態(tài)，品質(zhì)極高，且相鄰數(shù)縣均因富產(chǎn)高品質(zhì)的河床硅石而名揚(yáng)天下），非常適合發(fā)展工業(yè)硅。近十年來(lái)，****硅業(yè)有限公司一直專業(yè)生產(chǎn)工業(yè)硅。根據(jù)市場(chǎng)發(fā)展的需要，該公司擬投資2600余萬(wàn)元，淘汰原有的1條6300KVA工業(yè)硅礦熱爐生產(chǎn)線，并在原址上新建1條12500KVA工業(yè)硅礦熱爐生產(chǎn)線，嚴(yán)格按國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策2010年標(biāo)準(zhǔn)之要求建設(shè)，既增加產(chǎn)能、降低生產(chǎn)成本，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，又提高企業(yè)環(huán)保裝備與水平，符合企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。公司決定對(duì)原除塵系統(tǒng)同步技改，通過(guò)環(huán)保設(shè)備技改，使之與12500KVA工業(yè)硅礦熱爐相配套，本次技改配套資金高達(dá)150余萬(wàn)元，占總投資的6%。根據(jù)國(guó)家和省、市的相關(guān)政策，該公司符合貧困地區(qū)的項(xiàng)目扶持條件。而且該公司的環(huán)保設(shè)備技改投入較大，應(yīng)該、也需要得到國(guó)家的扶持。本工程將建成后，不論是工業(yè)硅爐的規(guī)模與工藝技術(shù)裝備水平，還是環(huán)保治理狀況，都將是**市的工業(yè)硅礦熱爐的樣板工程。該公司計(jì)劃在項(xiàng)目建成投產(chǎn)、通過(guò)環(huán)保和行業(yè)驗(yàn)收合格后，擬按相關(guān)政策申報(bào)環(huán)保治理專項(xiàng)資金和相關(guān)扶持資金。因此，該公司決定：將本次環(huán)境工程任務(wù)交給具有乙級(jí)以上環(huán)保專項(xiàng)設(shè)計(jì)資質(zhì)證書的正規(guī)環(huán)保公司。根據(jù)**市環(huán)保局的環(huán)評(píng)報(bào)告結(jié)論、以及**省環(huán)境保護(hù)廳的批復(fù)：****硅業(yè)有限公司年產(chǎn)10000噸工業(yè)硅項(xiàng)目的主要污染物是冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣粉塵。據(jù)此，該公司決定同步技改原大布袋除塵系統(tǒng)，使之與1250KVA工業(yè)硅爐配套，實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)前提下，要求除塵系統(tǒng)盡可能節(jié)能，電機(jī)功率盡可能低。該公司地處小山區(qū)，小水電是當(dāng)?shù)氐闹饕娏?lái)源，該縣的國(guó)家電網(wǎng)還在建設(shè)之中，企業(yè)用電保障還需要等數(shù)年。因此，受該地區(qū)小水電供電限制，該公司要求按最大送電負(fù)荷12500KVA設(shè)計(jì)工業(yè)硅礦熱爐，實(shí)際工作負(fù)荷約11000KVA（最大不超過(guò)12000KVA），生產(chǎn)設(shè)備的硬件均按最大負(fù)荷12500KVA配置，但要求環(huán)保除塵系統(tǒng)按12500KVA配套，并預(yù)留15%的余量。該公司在原址上通過(guò)技改，建成12500KVA高煙罩型工業(yè)硅礦熱爐，而不是矮煙罩型爐，最大程度地利用現(xiàn)有操作平臺(tái)及相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備利用率最高，生產(chǎn)開機(jī)率最合理。這主要是受地域的影響，該公司地處南方山區(qū)，主要碳源為冶金焦和木材，木炭摻入使用。而且地處**河邊，用水方便，因此，該公司不打算按東北地區(qū)的矮煙罩方式設(shè)計(jì)，可減少直接投資、縮短工期，確保投資回報(bào)率。這樣技改，既可避免因矮煙罩爐對(duì)硬件配置的要求太高而導(dǎo)致投資急增，又能保證適當(dāng)?shù)拈_機(jī)率，避免電力不足時(shí)引起停爐的檢修次數(shù)過(guò)多而造成巨大的直接經(jīng)濟(jì)損失（因?yàn)槊看瓮t檢修都需用TNT炸藥炸開爐膛后重建，12500KVA工業(yè)硅爐每次檢修的直接費(fèi)用約20多萬(wàn)元，工期約30~45天）。當(dāng)然，如果環(huán)保設(shè)備不配套，不能通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收，因?yàn)榄h(huán)保問(wèn)題而被動(dòng)停爐，那就很不經(jīng)濟(jì)了。根據(jù)該公司要求，技改后最大產(chǎn)能10000噸/年，實(shí)際產(chǎn)能25~30噸/天。我公司技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)踏勘后，覺得該公司的技改方案和要求均比較合理，可以也應(yīng)該按12500KVA配套設(shè)計(jì)除塵系統(tǒng)。直接針對(duì)原除塵系統(tǒng)技改，既可避免投資浪費(fèi)，又能縮短工期。經(jīng)雙方現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交流確定如下：除塵系統(tǒng)在技改后，除塵效果必須配套12500KVA工業(yè)硅的標(biāo)準(zhǔn)爐況，達(dá)到環(huán)保要求并通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收，且除塵系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，環(huán)保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，保證爐面的操作平臺(tái)基本無(wú)煙塵擴(kuò)散（正常工況下），并預(yù)留在線監(jiān)測(cè)接口；充分利用原除塵器進(jìn)行技改，節(jié)省投資，并縮短工程周期；目前的工業(yè)硅市場(chǎng)行情并不好，硅尾粉深加工和銷售都困難，而且價(jià)格很低，現(xiàn)有變壓器的裝機(jī)容量預(yù)留給環(huán)保系統(tǒng)的空間非常有限，要求除塵風(fēng)機(jī)的總功率不大于400KW，除塵系統(tǒng)的安裝位置與空間也受限，在原址上擴(kuò)建，只能向公路兩端延伸，可占用原地坪，但不能向設(shè)備和原料、庫(kù)房區(qū)延伸，因此，主引風(fēng)管的管程小于40米，而煙氣溫度太高，需要適當(dāng)降溫設(shè)計(jì)，以免出現(xiàn)原除塵系統(tǒng)的問(wèn)題，例如：主管網(wǎng)、風(fēng)機(jī)等因高溫將油漆全部燒損，甚至，鋼材燒紅。確定在除塵系統(tǒng)前端不再配套脫碳器和牛頓環(huán)分離器，不考慮提高硅微粉的回收純度，回收的硅尾粉只作普通的耐火材料出售或送走；淘汰舊風(fēng)機(jī)，改用雙吸式引風(fēng)機(jī)，通過(guò)雙進(jìn)風(fēng)方式進(jìn)行雙管程抽煙，避免原管道與新管道在2臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)工作時(shí)出現(xiàn)負(fù)荷不平衡引起事故，也可避免風(fēng)壓不平衡引起的除塵效果不良問(wèn)題，但必須保留原除塵器，只對(duì)其適當(dāng)技改，通過(guò)加高布袋區(qū)，加固主體工程，提高下花板高度，加大灰斗和提高灰斗高度。保留原管網(wǎng)的雙向?qū)ΨQ管道，適當(dāng)技改加固和維修，增加冷卻器，減少?gòu)濐^等風(fēng)阻因素，充分考慮送風(fēng)壓力和流量的平衡，充分利用熱空氣上升的自然動(dòng)力做功，降低風(fēng)機(jī)功率。將原閥門的單缸雙向閥改成泄壓型的雙層三通閥，避免清灰時(shí)出現(xiàn)反沖阻力，影響清灰和出灰效果。原灰斗太小，下花板距離地面太低，風(fēng)阻大，極大地降低了布袋的工作效率與壽命，擬將原2個(gè)對(duì)稱小灰斗用DN950管道串聯(lián)，合并成1個(gè)室的灰斗，使之與新增除塵器配套，而新增除塵室的灰斗按新圖制造；保留原500KVA變壓器，引風(fēng)機(jī)380V電源。預(yù)留100KVA供車間行車、水泵、生活、辦公等用電，引風(fēng)機(jī)的電機(jī)功率不超過(guò)400KW，不考慮變頻調(diào)速；引風(fēng)機(jī)必須安裝啟動(dòng)和關(guān)機(jī)的自動(dòng)遠(yuǎn)程控制閥，通過(guò)遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)電動(dòng)執(zhí)行器調(diào)節(jié)（具體要求：配置角位行程開關(guān)、調(diào)節(jié)器、伺伏器、放大器、遠(yuǎn)程操作器等，放在主控制室內(nèi)統(tǒng)一管理），通過(guò)引風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)控制柜（放主控制室內(nèi)），實(shí)現(xiàn)其自耦降壓延時(shí)啟動(dòng)或關(guān)機(jī)，只有當(dāng)引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后并轉(zhuǎn)動(dòng)靈活且穩(wěn)定后才能打開閥門抽煙除塵，確保引風(fēng)機(jī)的電機(jī)電流穩(wěn)定且電流量較低，風(fēng)機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定，不會(huì)對(duì)同一變壓器負(fù)荷范圍內(nèi)的其他低功率電器產(chǎn)生明顯沖擊；要求除塵系統(tǒng)的設(shè)備操作簡(jiǎn)單，清灰可靠且自動(dòng)化程度較高，布袋更換周期較長(zhǎng)（至少2年），更換布袋時(shí)要求操作環(huán)境良好，不需要特殊的勞動(dòng)保護(hù)措施，可在線操作（能夠隨意停某室進(jìn)行檢修而不影響生產(chǎn)除塵）。根據(jù)上述要求和現(xiàn)場(chǎng)踏勘參數(shù)，結(jié)合同類工程的成功案例，現(xiàn)提交本技改工程設(shè)計(jì)方案。2.設(shè)計(jì)原則、依據(jù)及范圍2.1設(shè)計(jì)原則2.1.1嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)法律、法規(guī)，確保治理后的煙氣粉塵含量達(dá)到國(guó)家和地方排放標(biāo)準(zhǔn)；2.1.2采用先進(jìn)實(shí)用、穩(wěn)定可靠的工藝方法，達(dá)到本技改工程投資省、工期短、占地省、運(yùn)行管理方便等目的；2.1.3本工程除塵系統(tǒng)按照《工業(yè)窯爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078-1996）、《鐵合金行業(yè)準(zhǔn)入條件》（2008年）和《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)鋼鐵行業(yè)》（鐵合金）（HJ470-2009）的要求，保證治理后的排放濃度達(dá)標(biāo)。本方案設(shè)計(jì)執(zhí)行粉塵濃度低于50mg/m3標(biāo)準(zhǔn)；2.1.4采用列管式空氣冷卻器將煙氣溫度從煙囪引風(fēng)口位置800℃以上降到300℃以下，通過(guò)管道、進(jìn)入引風(fēng)機(jī)入口前2m時(shí)，溫度不超過(guò)200℃，并且要求在現(xiàn)場(chǎng)用地有限的條件下，引風(fēng)機(jī)出口管道應(yīng)盡量短，但是，煙氣送入除塵器進(jìn)口的溫度最高不得超過(guò)150℃。要求使用價(jià)格適當(dāng)且質(zhì)量穩(wěn)定、使用期長(zhǎng)、過(guò)濾風(fēng)速較高的PTFE覆膜中堿玻纖布袋，保證不出現(xiàn)高溫?zé)?、不出現(xiàn)管道內(nèi)溫度過(guò)低內(nèi)的氣相二氧化硅的二次結(jié)晶堵管問(wèn)題（不低于150℃），不設(shè)脫碳器和牛頓環(huán)分離器接口。要求將引風(fēng)機(jī)裝在車間對(duì)面的山坡頂高位，并且高出煙囪的引風(fēng)口4～6m，這樣，引風(fēng)機(jī)基本與除塵器頂?shù)雀撸?biāo)高18m），其送風(fēng)管與除塵器入口呈30度角，并在接口位置設(shè)置緩沖斗，降低除塵器負(fù)荷；2.1.5受多種因素限制，引風(fēng)機(jī)不采用變頻調(diào)速控制技術(shù)，按第1條的要求實(shí)行遠(yuǎn)程控制。由送電操作工按需調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的風(fēng)門開度，按生產(chǎn)時(shí)的煙量大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保除塵效果前提下，能夠安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，最主要是節(jié)能；2.1.6清灰過(guò)程用西門子PLC-300自動(dòng)控制，人機(jī)界面裝在主控制臺(tái)上；2.2設(shè)計(jì)依據(jù)2.2.1《工業(yè)窯爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078-1996）2.2.2《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)鋼鐵行業(yè)（鐵合金）》（2.2.3《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB12348－2008）2.2.4《工業(yè)企業(yè)噪聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ87－1985）2.2.5《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2003）2.2.6《機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范》（GB50231—1998）2.2.7《袋式除塵器用濾料及濾袋技術(shù)條件》（GB12625-90）2.2.8《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GBZ1-2002）2.2.9《袋式除塵器技術(shù)要求》（GB/T6719-2009）2.2.10業(yè)主提供的相關(guān)資料及現(xiàn)場(chǎng)踏勘數(shù)據(jù)；2.3設(shè)計(jì)范圍設(shè)計(jì)范圍為：將業(yè)主原有的1臺(tái)6300KVA敞開式高煙罩工業(yè)硅爐除塵系統(tǒng)技改成1臺(tái)12500KVA半封閉式高煙罩工業(yè)硅爐除塵系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，使之與生產(chǎn)最大負(fù)荷12000KVA配套，并留適當(dāng)余量。新的除塵系統(tǒng)配置包括：列管式空氣冷卻器（管徑600～950，有防塵防沉和防煙氣急冷二次結(jié)晶功能）、除塵器（含主體、布袋）、引風(fēng)機(jī)（含角位行程開關(guān)等）、風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)（含啟動(dòng)控制、氣動(dòng)清灰控制、西門子PLC人機(jī)界面、）、管網(wǎng)與支撐、閥門等。本工程的具體設(shè)計(jì)范圍：起于煙囪引風(fēng)口（含該位置的三通閥門，電動(dòng)自動(dòng)控制，有角位行程開頭，控制源放在PLC人機(jī)界機(jī)內(nèi)）、止于除塵器排氣口和出灰口。房體要求密封設(shè)計(jì)，輕鋼主體、平頂，留環(huán)保監(jiān)測(cè)孔。爐子煙罩技改、安裝和施工時(shí)，該公司要求我公司提供1個(gè)技術(shù)員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，協(xié)助煙罩和煙囪的技改，技術(shù)費(fèi)用按1萬(wàn)元/月計(jì)算，技術(shù)員現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)和指導(dǎo)的食宿等開支全部由該公司承擔(dān)。3.工業(yè)硅爐煙塵特性3.1煙塵成份與粒徑分布根據(jù)同類工程的成功案例的環(huán)保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料分析，半封閉式高煙罩工業(yè)硅爐的煙塵，其主要成分和粒徑分布如表3-1和表3-2所示。表3-1粉塵的組成成分SiO2C粉焦油等CaOCO、SO2等質(zhì)量含量（%）845.50.55.44.6表3-2粉塵的粒徑分布粒徑μm﹥5040～5030～4020～3010～205～103～53﹤質(zhì)量含量（%）1058203515523.2工業(yè)硅爐煙塵的理化特性⑴12500KVA工業(yè)硅爐的煙塵量特別大（最高超過(guò)50萬(wàn)m3/h，刺火、投料、出料或異常時(shí)，其沖擊負(fù)荷可達(dá)75萬(wàn)m3/h），而在正常生產(chǎn)時(shí)，煙塵量較低，煙氣流量小于30萬(wàn)m3/h，甚至小于30萬(wàn)m3/h。⑵工業(yè)硅爐煙塵排放的周期性和規(guī)律性較強(qiáng)，且煙塵濃度高時(shí)粉塵特別細(xì)，氣相級(jí)的二氧化硅屬于納米級(jí)材料，其比表面積巨大，易吸濕、吸油。而且當(dāng)其溫度低于120℃或突遇急冷時(shí)（噴淋雨水、冬天冷風(fēng)吹、雪霜），容易在管內(nèi)、風(fēng)機(jī)葉輪上二次結(jié)晶或板結(jié)，堵塞管網(wǎng)或?qū)е嘛L(fēng)機(jī)葉片失去動(dòng)平衡。而在布袋區(qū)要求其快速冷卻，便于清灰，又能防止微細(xì)粉塵從布袋逃逸擴(kuò)散。硅尾粉在針刺氈類布袋上很容易板結(jié)且極難清理；⑶煙氣溫度很高，半密封煙罩的排煙溫度更高。通常，在煙囪底部的集煙箱高達(dá)1000℃，到達(dá)煙囪的引風(fēng)口位置（離集煙箱10米高）有800℃以上，很少低于600℃。，由于煙罩內(nèi)側(cè)有耐火材料襯里，不會(huì)燒塌。⑷煙塵具有二次燃燒性。工業(yè)硅煙塵主要成份是二氧化硅（俗稱硅微粉、硅尾粉、氣相二氧化硅等）和未燒盡的炭粉、木粉、稻殼、木焦油、一氧化碳等，偶爾伴有微量還原成單質(zhì)的硅、錳、鎂、鋁、磷等，均可在引風(fēng)管道內(nèi)或除塵室布袋內(nèi)與氧氣充分二次燃燒或微爆，因此，除塵前必須先冷卻和滅火。⑸煙塵具有二次結(jié)晶性，硅尾粉在230℃以上呈氣態(tài)，不會(huì)結(jié)晶，可是，一旦溫度低于120℃，會(huì)急劇結(jié)晶，并以極快的速度富集在低溫區(qū)，很容易將雜質(zhì)、水、油一起板結(jié)、結(jié)砣、堵塞管網(wǎng)而失去熱交換能力（冷卻器失效），或者粘在風(fēng)機(jī)葉輪上，引起風(fēng)機(jī)振動(dòng)或引發(fā)事故。工業(yè)硅煙氣除塵在150～200℃比較好。⑹硅尾粉粒徑很小，屬于納米級(jí)粉體，穿透普通濾布的能力極強(qiáng)。需要使用PTFE覆膜布袋，依靠膜的超微過(guò)濾能力和抗粘、自清潔能力解決問(wèn)題。⑺硅微粉純度大于92%才有商業(yè)化價(jià)值。⑻硅微粉堆密度約80～100kg/m3，比表面積5000～15000，容易吸水、吸油而變性、結(jié)砣，運(yùn)輸和貯存困難，大量存貯、長(zhǎng)期存放、長(zhǎng)途運(yùn)輸需要加密技術(shù)進(jìn)行壓縮。經(jīng)加密機(jī)加密后，硅微粉比重達(dá)800～1000kg/m3，純度達(dá)92%以上的硅微粉屬于精細(xì)化工產(chǎn)品或材料，主要供修建大型水壩、機(jī)場(chǎng)用，也是高標(biāo)號(hào)抗?jié)B水泥的助劑。一般地，需要4臺(tái)以上12500KVA工業(yè)硅爐才配1臺(tái)加密機(jī)。⑼硅微粉應(yīng)用很廣泛，但與純度密切相關(guān)。例如，純度大于92%的硅微粉可作高標(biāo)號(hào)水泥的防滲劑、增強(qiáng)劑、耐磨劑，或作為橡膠、塑料、油墨的補(bǔ)強(qiáng)劑、消光劑；純度大于96%的硅微粉可作軍事設(shè)施材料、機(jī)場(chǎng)、水電站、水壩、地鐵、隧道等工程的防滲劑、耐磨劑和增強(qiáng)劑；純度小于90%的硅微粉主要生產(chǎn)無(wú)定形耐火材料，價(jià)值很低。3.3煙塵量跟煙罩和煙囪的設(shè)計(jì)有關(guān)工業(yè)硅的生產(chǎn)工藝需要在出料后用搗料機(jī)搗爐，以確保爐膛內(nèi)硅石、木材、油焦等原料不結(jié)皮，便于物料流動(dòng)和加料，不至于燒成碳化硅。因此，工業(yè)硅爐很難設(shè)計(jì)成全封閉式的，目前多采用半密封式爐，以減少排塵量，生產(chǎn)更節(jié)能。煙罩有高煙罩和矮煙罩2種。業(yè)主擬在舊址上重建和技改，又要最大限度地利用原主體廠房，也只能設(shè)計(jì)成半密封式高煙罩。環(huán)保執(zhí)法越來(lái)越嚴(yán)，排污成本越來(lái)越高，但是，目前的硅尾粉行情不好，因此，業(yè)主暫不考慮硅微粉的回收與經(jīng)濟(jì)效益，不設(shè)計(jì)脫碳器和分離器，進(jìn)一步減少引風(fēng)機(jī)負(fù)荷，降低環(huán)保運(yùn)行電費(fèi)。經(jīng)計(jì)算，業(yè)主的12500KVA工業(yè)硅爐按現(xiàn)場(chǎng)條件，爐膛最大直徑Φ12m，內(nèi)空最大Φ9.8m。根據(jù)爐膛直徑，集煙箱需要放大近1倍，內(nèi)用耐火材料砌好。新的集煙箱：內(nèi)凈空要求弧長(zhǎng)3.2m、高2.8m、寬2.2m，對(duì)稱分布，共2個(gè)，避免電排、冷卻水管和三個(gè)搗爐工作的干擾。為了便于操作工觀察，方便搗爐，煙罩、爐膛內(nèi)均用耐火磚砌好，適當(dāng)密封，即半密封煙罩，不是敞開式罩。門為保溫材料夾心板材制造，內(nèi)層為防火的發(fā)泡鋁硅酸鹽板或發(fā)泡硅酸鎂板。極靶、水管排的升降位置必須空著，不能密封，又不能加裝二次煙罩，擬在其適當(dāng)位置和范圍內(nèi)垂掛防火高密度耐火板條，并增設(shè)單側(cè)鼓風(fēng)槽，將沖出的煙塵導(dǎo)向二樓的副煙罩中。經(jīng)計(jì)算，本工程12500KVA半封閉式高煙罩工業(yè)硅爐的煙塵流量按30～55萬(wàn)m3/h設(shè)計(jì)，引風(fēng)機(jī)壓力2000~3000Pa，進(jìn)風(fēng)管2根，直徑1.9，用6米*1.5米*5毫米Q235鋼板制作，適當(dāng)位置加冷風(fēng)安全閥門（PLC電動(dòng)控制、溫度探頭采集數(shù)據(jù)）這，進(jìn)風(fēng)管向上斜走45度，距離引風(fēng)口管程有50米，出口管徑相同，向下呈30～75度鼓風(fēng)進(jìn)入除塵器，管程約10米。冷卻器用直徑600，厚3Q235板制作，每根引風(fēng)管配套6根冷卻管，上下用箱體統(tǒng)一集合，下部配套出灰斗與閥門。按此配套布袋過(guò)濾面積15000m2。4.設(shè)計(jì)參數(shù)及治理目標(biāo)4.1設(shè)計(jì)參數(shù)爐子規(guī)格：半密封式高煙罩型12500KVA工業(yè)硅爐1臺(tái)。工業(yè)硅產(chǎn)量：10000t/a，每天產(chǎn)能按25~30噸計(jì)算。煙氣量：30萬(wàn)～55萬(wàn)m3/h（含清灰流量）。煙塵溫度：按引風(fēng)口≤800℃設(shè)計(jì)。工業(yè)硅爐的排塵總量：按平均1t/h計(jì)算（即3噸原料煉0.8噸工業(yè)硅，產(chǎn)生1噸粉塵與渣，排氣1噸）。含塵濃度：按≤200g/m3設(shè)計(jì)。相對(duì)濕度：通?！?%。連續(xù)年作業(yè)：按200天計(jì)。4.2治理目標(biāo)經(jīng)治理后，煙塵排放濃度達(dá)到《工業(yè)窯爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078-1996）和《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)鋼鐵行業(yè)》（鐵合金）HJ470-2009的要求，本方案按排放濃度<50mg/m3設(shè)計(jì)，除塵器粉塵回收效率＞99%，回收的硅微粉純度不作要求，基本實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)操作區(qū)和電極平臺(tái)上無(wú)明顯的煙塵擴(kuò)散。4.3除塵系統(tǒng)的工作原理根據(jù)工業(yè)硅爐的煙塵特點(diǎn)，以及以往的同類工程的成功經(jīng)驗(yàn)，本工程選擇正壓反吸式除塵器。經(jīng)計(jì)算，可保留原有除塵器的3600m2布袋過(guò)濾面積，主體加固加高，布袋更換成PTFE覆膜袋（舊袋壽命已過(guò)期），對(duì)其除塵器閥門、管網(wǎng)、灰斗、下灰器、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等進(jìn)行技改。新增12個(gè)室的正壓反吸式大布袋除塵器，采用西門子PLC-200控制板控制整個(gè)系統(tǒng)，增加人機(jī)界面，配套列管式空氣冷卻器2組。除塵器的工作原理：利用PTFE的超微過(guò)濾能力和自清潔能力（不粘灰），在濾袋內(nèi)表面進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾后的干凈氣體直接排空。隨著過(guò)濾不斷進(jìn)行，濾袋內(nèi)表面的粉塵越積越多，濾袋的透氣率急驟下降，阻力不斷升高，當(dāng)設(shè)備阻力達(dá)到PLC規(guī)定值或限定時(shí)間后，自動(dòng)清理濾袋內(nèi)表面粉塵，即清灰。在PLC控制下，通過(guò)切換送風(fēng)閥和反吸閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清灰，在反吸風(fēng)的作用下抖動(dòng)濾袋，由于PTFE具有不粘性，袋內(nèi)的硅微粉膜層裂成小塊掉入灰斗，揚(yáng)塵被反吸風(fēng)管抽出再送到其他過(guò)濾室進(jìn)行二次處理。經(jīng)過(guò)清灰后的濾袋，其透氣性得到再生，重新參與除塵，周而復(fù)始。4.4除塵系統(tǒng)注意事項(xiàng)高煙罩型工業(yè)硅爐常在煙罩頂裝水冷卻爐膛，需要注意除塵引風(fēng)導(dǎo)致的爐頂集熱的安全設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行熱工計(jì)算，避免意外事故發(fā)生。需要考慮工期與技改工程困難的矛盾統(tǒng)一性，事先想好，規(guī)劃到位，避免越改越多越麻煩，引起不必要的損失。熱工計(jì)算必須嚴(yán)格、仔細(xì)，避免爐膛、煙罩燒紅而軟、塌。4.5正壓反吸式除塵器的主要特點(diǎn)⑴對(duì)硅微粉的除塵效率高，超過(guò)99%。使用PTFE覆膜濾袋可處理1微米以上粉塵，非常適合工業(yè)硅爐除塵。⑵除塵系統(tǒng)的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)煙塵量大、粉塵濃度高的沖擊適應(yīng)性好，凈化效率高，運(yùn)行阻力低，非常節(jié)能。⑶引風(fēng)機(jī)流量高達(dá)55萬(wàn)m3/h，但電機(jī)功率僅400KW，平均運(yùn)營(yíng)電耗200度。⑷煙塵處理成本低，每1萬(wàn)m3煙塵的綜合處理成本僅5元。⑸除塵器的過(guò)濾風(fēng)速按0.7m/min設(shè)計(jì)，最大沖擊負(fù)荷1.0m/min。布袋長(zhǎng)徑比高達(dá)30，布袋長(zhǎng)10.2米直徑300。布袋設(shè)計(jì)使用壽命2年，質(zhì)保期1年。布袋厚度0.6，覆膜后厚0.8。⑹除塵器整體外形尺寸（含新舊除塵器）：長(zhǎng)×寬×高=36米×8米×18米（H=6+10.2+1.8），冷卻器占地面積：長(zhǎng)×寬=8米×4米。風(fēng)機(jī)占地面積：長(zhǎng)×寬=8米×6米，含風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)、現(xiàn)場(chǎng)控制房等。冷卻器和風(fēng)機(jī)用地不在除塵器范圍內(nèi)，放在山坡位置，充分利用煙氣熱升空的自然動(dòng)能做功。4.6除塵系統(tǒng)的工藝流程1×12500KVA工業(yè)硅爐除塵系統(tǒng)的工藝流程如下：半封閉式工業(yè)硅爐直排煙囪三通閥引風(fēng)口空冷器引風(fēng)機(jī)正壓反吸式除塵器煙氣達(dá)標(biāo)排放回收硅微粉清灰系統(tǒng)的工藝控制流程：PLC控制板（總控制室人機(jī)界面）小型空壓機(jī)SMC執(zhí)行器送風(fēng)閥與反吹閥清灰引風(fēng)機(jī)負(fù)荷與溫度監(jiān)控探頭采集信號(hào)PLC控制遠(yuǎn)程控制電動(dòng)執(zhí)行器角位行程開頭調(diào)節(jié)角度5．主要設(shè)備選型及參數(shù)⑴正壓反吸式除塵器：22室（原10室，新增12室）1臺(tái)（需各種Q235型材、板材共45噸，詳見設(shè)計(jì)圖紙與清單）⑵煙囪直排閥：DN2000，電動(dòng)2套⑶流量閥：DN2000，電動(dòng)執(zhí)行器2套⑷引風(fēng)管：DN2000，共60米，含支撐2套⑸三通引風(fēng)閥：DN2000，電動(dòng)執(zhí)行器2套（需各種Q235型材、板材共15噸，詳見設(shè)計(jì)圖紙與清單）⑹列管式空冷器：含支撐等，冷卻面積300m2共2臺(tái)（需各種Q235型材、板材共8噸，詳見設(shè)計(jì)圖紙與清單）⑺引風(fēng)機(jī)：Y4-2×73-22D-N400-左18001臺(tái)Y4-2×73NO22D730r/min序號(hào)壓力pa流量M3/h效率%軸功率KW理論功率KW所須功率KW1247135400083．7288288300Y450-8400KW380V2247139800088．53103263503244244000091．23303363504238348400092．53483563805229552800093．03603683986213857200090．5370378408電動(dòng)執(zhí)行器6100型7195261600087．23803884188174666400084．0380388418⑻集煙罩、副煙罩等煙罩改造需各種Q235型材、板材共3噸，詳見設(shè)計(jì)圖紙與清單。⑼PTFE覆膜布袋及附件：PSI-W600φ300×10200共12000條/套⑽引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)控制柜：380V-400KW1臺(tái)⑾電動(dòng)執(zhí)行器及遠(yuǎn)程操作器：6100型1套（含伺伏器、放大器、操作器、角位行程開并、電動(dòng)執(zhí)行器等）⑿西門子PLC-200控制系統(tǒng)：1套⒀反吸風(fēng)管：DN600，板厚3，共60m1套⒁反吸風(fēng)閥：DN600共24個(gè)⒂送風(fēng)閥：DN600共24個(gè)⒃空壓機(jī)：1.2m3/8kgf/7.5KW共1臺(tái)⒄SC執(zhí)行器：SC100-150共48套⒅雙層下灰閥：400×400×600共30套（含冷卻器用閥）引風(fēng)機(jī)的工作電壓380V50Hz，其他附件工作電壓為220V50Hz。6.主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)1主引風(fēng)量55萬(wàn)m3/h2除塵器占地面積L×B＝36×8m（高18米）3冷卻器（高12米）和風(fēng)機(jī)房（高4米）占地面積L×B＝12×6m，放在對(duì)面山坡上4煙氣工作溫度150～200℃5設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間≥300d/a6過(guò)濾面積≥15000m27過(guò)濾風(fēng)速≤0.80m/min8進(jìn)氣口煙塵濃度≤15g/Nm39除塵效率≥99%10排放口煙塵濃度≤50mg/Nm311煙塵減排量10000噸/年(與產(chǎn)品基本等重)12動(dòng)力規(guī)格380V-400KW-50Hz，變壓器500KVA13系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境溫度-5℃～6014系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境相對(duì)濕度≤90%15總裝機(jī)容量400+7.5=407.5kw16平均運(yùn)行電耗約200度電7．投資估算投資估算如下：各種鋼材71噸*5000元/噸35.5萬(wàn)風(fēng)機(jī)及其控制系統(tǒng)36萬(wàn)基礎(chǔ)工程