方案二零一三年七月十八日
一、前提
在確保汙染物排放標準的前提下，優化、精心設計降低工程投資。做到降低除塵電耗，減少執行成本。力求綜合效益的先進性，保證裝置長期穩定執行,管理簡單方便。
1.1 設計指標
捕集率≥95% (屋頂不冒黃煙)
排放濃度≤50mg/nm3。
崗位粉塵≤10mg/nm3。（扣除背景值）
二、系統工藝方案
2.1 捕集形式
⑴ 隨著電爐冶煉強度的增大（增加的油氧燒嘴、碳氧噴槍、熱裝鐵水等），操作節奏的加快。使用單一的煙塵捕集方式已是不能完全達到國家環保的要求。如單一的普通屋頂罩、單一的第四孔、或是狗屋等等。
根據啟航環保公司多年治理電爐煙塵的實際經驗，我公司認為，對於貴公司100噸電弧爐來說採用天車通過式屋頂罩加第四孔內排煙的形式才是最經濟有效的方式。
天車通過式屋頂罩為電爐煙氣的主要捕集形式，第四孔系統採用水冷管道接燃燒沉降室再經火花捕集器和混風室進入主管道。這樣第四孔的高溫、高濃度的一次煙氣與導流屋頂罩捕捉的二次低溫、低濃度煙氣有效的混合，在同等除塵風量的情況下達到最佳的煙氣捕集形式和最佳的煙氣溫度。，整個除塵系統配置合理，執行成本最低。
100噸精煉爐則採用半密閉罩排煙。
天車通過式屋頂罩
我公司將屋頂罩設計成多腔吸菸區域，分為主煙氣收集區，散煙氣收集區。並據煙氣流向及分布有效地捕集電爐煙氣，實現用最小的煙氣吸風量，取得較高的捕集煙能力，並使得煉鋼電爐煙氣在吸入罩體前與適量的冷空氣充分混合，煙氣溫度均勻冷卻，煙氣捕集率》95%。
根據電爐煙氣的特點，罩體設計成雙層結構形成主、副吸口，使其更適宜氣體流動的順暢，防止渦流的發生。大大提高了對電爐煙氣的捕集能力。
在電爐平台上設計了移動式導流罩，在電爐周圍形成密閉空間，移動罩上設排煙導流口，主要目的是最大限度地減少外部橫向氣流對電爐煙柱的影響，使煙氣盡可能地進入屋頂罩體。同時移動罩一定程度上也起到隔音作用。爐前移動導流罩設計不影響電爐操作工藝。
2.2 流程簡述
100噸電爐和100噸精煉爐合為乙個除塵系統。100噸電爐煙氣的捕集形式採用第四孔加天車通過式屋頂罩； 100噸精煉爐煙氣的捕集形式採用的是半密閉集煙罩。
100噸電弧爐產生的一次煙氣通過電爐第四孔水冷彎管引入燃燒室，在燃燒室內大顆粒煙塵沉降，並使煙氣中的co完全燃燒；高溫煙氣經水冷煙道冷卻到500℃左右進入火花捕集器經混風室二次冷卻到400℃左右與總管匯合；100噸電爐產生的二次煙塵則在電爐周邊移動導流罩的導流下進入屋頂罩，捕集後的煙氣進入主煙氣管道與一次煙氣混合，混合後的煙氣通過總管道進入一台lmc脈衝布袋除塵器淨化，淨化後的潔淨空氣通過引風機送入排氣筒。。
在除塵器入口主風管適當位置設定緊急野風閥，來防止突發性高溫煙氣對布袋產生不利影響。
2.3 工藝流程
第四孔水冷煙道
燃燒沉降室調節閥
脈衝氣源
火花捕集器
啟航環保脈衝布袋
除塵器100噸電爐天車通過式屋頂罩+導流罩
主風機排氣筒
混風室野風閥液偶器
調節閥100噸精煉
爐半密罩
精煉爐煙氣
2.4 系統配置
主風機： y4-73-11 no29.5d2臺併聯
設計點壓頭： 4500pa
設計點風量： 65.0 ×104 m3/h
② 主電機 y630-8 n=1250kw n=740r/min 2臺
③ 液力偶合器 yotcs—11502臺
④ 除塵器 lmc180001臺
除塵器過濾面積： 19200 m2
過濾風速1.128 m/min
除塵器阻力 ≤ 1300 pa
2.5 風量分配
根據電爐和精煉爐的不同工況和冶煉強度，對於100噸電爐和100噸精煉爐配置總風量130×104公尺3/小時，其中100噸電爐第四孔18×104公尺3/小時，屋頂罩92×104公尺3/小時，100噸精煉爐風量20×104公尺3/小時。風量分配根據電爐和精煉爐不同的冶煉工況來調節各自管道閥門以達到最佳煙氣捕集效果。
2.6 風機的調速
為節約執行能耗，對大型的主風機均採用調速裝置，而採用液力偶合器調速是國內除塵系統中常用的一種調速系統，技術較為成熟。
三、除塵器
3.1 除塵器選型
本設計選用目前除塵系統常用的啟航lmc脈衝大布袋除塵器， 其主要優點有：可離線清灰，阻力低、脈衝清灰效果好，所有除塵器的灰塵均採用埋刮板機輸送方式輸送進入集中灰倉，經加濕機加濕後卸灰裝車。
lmc除塵器為中進**，袋倉兩邊排列的布置形式。除塵器在寬度方向分為三部分，即進出氣流通道和倉室，煙氣流從除塵器一端進入進氣通道，進氣通道截面積依通道內流量遞減速率（分別進入了布袋倉）設計成遞減截面，煙氣流通過通道與布袋倉相通的布袋倉進氣門進入左右各個布袋倉，經布袋過濾後的淨化空氣從布袋上方匯集至布袋倉出氣門通至淨化氣過渡通道，經過過渡通道的離線清灰閥進入除塵器出氣通道而從除塵器的另一端排出。
吸附在布袋外的煙塵由壓縮空氣反吹進行清灰工作，清灰週期在除錯時定時設定，並進行壓差監控，並不斷調整，直至清灰週期適合除塵器的積灰速度。清灰採用離線清灰方式，即在分室輪流清灰時，正在清灰的室的離線清灰閥關閉，切斷上部的負壓源，以使布袋上的積灰在自重力作用下落至倉底的灰倉內，清灰結束後離線清灰閥開啟，該室進入淨化狀態，下一室則進入清灰狀態。
3.2 脈衝氣源
氣源處理對除塵器執行穩定性有直接影響。在工廠提供的潔淨壓縮空氣基礎上，氣源首先經氣包一級濾除去氣源過飽和水分，再由冷凍乾燥機二級處理最後經氣源管路三大件濾除氣中的主要水和油份進入脈衝噴吹系統使用。
四、電氣控制
4.1 電氣配置
⑴ 主風機電機採用6kv/10kv高壓等級
配進線櫃kgn-6kv/10kv 1套
開關櫃kgn-6kv/10kv 1套
⑵ 半密閉罩及移動導流罩等傳動電機和其它電機：星型卸灰閥電機，均採用380v 。
低壓控制櫃 （plc控制櫃1套
現場操作箱1套
4.2 自動化控制
電爐、精煉爐除塵系統採用西門子s7-300 plc和一台上位微機控制及監測整個系統的工作過程。人機介面生動、簡潔、直觀。
4.3 該除塵系統設定:
(1) 除塵器煙氣溫度測量
(2) 除塵器差壓測量
(3) 水冷管道前、後溫度測量
(4) 野風閥前、後溫度測量
(5) 主電機前後軸溫測量
(6) 電機定子三相溫度檢測
(7) 液偶油溫檢測
(8) 液偶油壓檢測
(9) 主風機前後軸承測溫
10 風門開度顯示及控制
五、說明
本設計與國內同類工程比較，綜合技術經濟指標是先進的，捕集煙塵能力強，不影響工藝操作，實用可靠，能耗低，投資省等，各項技術指標均能達到有關標準及規定要求。
六、電爐高溫煙氣餘熱**方案（僅作參考）
一、電爐煉鋼裝置餘熱**系統方案
隨著能源的日趨緊張及能源****，節能工作成為各企業一項重要工作。如何挖掘企業自身潛力，節能增效，成為各部門普遍關注的話題。鋼鐵企業是能源消耗大戶，能源浪費相對較大，其中有相當大部分是由於燃燒廢氣及冷卻廢氣帶走的，因此採用何種方式有效**這部分廢氣顯熱就成為科技工作者研究的課題。
電爐煉鋼是鋼鐵生產的重要環節，其中電爐煙氣（第四孔）中的熱能絕大部分被水冷煙道或機力冷卻器帶走了，因此，**利用電爐廢氣帶走的顯熱成為煉鋼工序節能的乙個重要環節。如何通過**這部分顯熱，降低企業的生產成本，就成為電爐煉鋼工作者及節能工作者關注的話題。
電爐煉鋼裝置的煙氣溫度呈同期性變化，最高煙溫可以達到1300℃ 。原有第四孔煙氣降溫裝置主要是通過汽化冷卻煙道、燃燒沉降室、水冷壁煙道、風機冷卻後進入布袋除塵後排空。這一流程的主要問題是冷卻水迴圈量大，從沉降室後面出來的高溫煙氣中的熱能全部被浪廢掉了。
造成執行成本高。且水冷煙管易粘灰產生灰阻，維修不方便。
二、熱管工作原理
無機傳熱技術是在80年代末研究、開發的一項新型傳熱技術，無機熱管是該項技術的專利產品。目前，無機熱管技術在我國石油、化工、化肥和電力工業等領域的20多家不同企業中的換熱裝置或熱能**裝置中得到了成功的應用。實踐證明，它是具有極強生命力和競爭力的節能降耗、高效傳熱的高新技術。
與普通的熱管相比，其傳熱能力、高溫工作效能更具優越性。
無機熱管的傳熱原理與普通熱管的傳熱原理類似，其區別在與內部工質是一種穩定的無機化合物，在工作狀態下無相變現象，穩定性好；具有良好的導熱性，使用壽命長，熱通量大；特別是它的高溫效能是普通熱管無法比擬的。正因為如此，無機熱管技術越來越受到人們的重視，其應用領域也越來越廣。
無機熱傳導元件的優越性：
１、啟動迅速，導熱速度快，熱阻小（導熱係數是**的2.5-3.2萬倍）。
２、均熱性好（溫差每公尺<0.1℃）,傳熱能力強。
３、適用溫度範圍廣，工質工作溫度-60℃～1000℃。
４、傳熱多向性，與材料相容性好，操作壓力低，無爆管現象。
５、形式多樣，如管式結構、板式結構及各種結構組合。
６、效率高，使用壽命長（無機工質壽命達１１萬小時以上）。
7、適用行業面廣，如石油化工、冶金、電力、電子、建材等行業都有應用，主要應用於空預器、省煤器、煤氣預熱器、餘熱鍋爐、燃油燃氣鍋爐、**加熱器、 水加熱器、乾燥器、散熱器、電子電器元件散熱器、太陽能熱水器等。
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