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    高爐貯礦槽除塵系統的設計與分析

    2022-07-26 11:39:36

    高爐貯礦槽除塵系統的設計與分析


    靳學民(18837268281)


    安陽福士德環保工程有限公司


    (安陽市高新區井崗大街北段郵編:455000)


      摘要:文章以河南青浦合金材料有限公司2座380m3高爐貯礦槽除塵共用一臺1450m2的長袋低壓脈沖袋式除塵器的總體設計方案為例,結合實踐分析了高爐貯礦槽除塵系統的特點,總結并改進了整個除塵系統中的設計缺陷和制作結構,使該除塵系統得到了成功應用。

    除塵器

      關鍵詞:槽上移動捕塵結構料坑震動給料機氣動蝶閥


      隨著國家“上大壓小,節能減排”戰略的實施,國內鋼鐵行業的也進入了一個發展高容量,冶煉設備的階段。眾所周知,鋼鐵企業是環保行業中的污染大戶,高爐煉鐵在原料供給和出鐵時會有大量的有害粉塵排放,因此,鋼鐵企業都積極響應國家“節能減排”的號召,對這些主要污染源進行了相應的治理。


      本文就是針對某公司2座380m3高爐貯礦槽系統進行了整體的設計、制作、安裝并投入運行,不僅滿足了該企業要求投資小的條件,而且達到了國家排放標準的要求。


      一、項目概況


      河南青浦合金材料有限公司380m3的單座高爐貯礦槽以高爐為中心線槽上一邊有5個焦碳貯礦槽,另一邊為6個燒結和配料貯礦槽,相應槽下分別布置有


      11臺震動給料機和兩條成品礦皮帶輸送機和兩條碎礦返礦皮帶輸送機。


      揚塵點的分布:


      槽上部分


      1)、分料皮帶機機頭和布料車皮帶機受料點的揚塵,


      2)、槽上布料車向貯礦倉卸料時小車頭輪處會因為轉運卸料產生大量揚塵,


      3)、布料車向貯礦倉卸料時,由于落差較大,產生惡劣的揚塵;


      2、槽下部分


      1)、槽下震動給料機在篩料時稱重倉和給料機篩面的揚塵,


      2)、震動給料機向各個輸送皮帶落料時產生揚塵,


      3)、碎礦返礦皮帶輸送機機頭,


      4)、成品礦向料坑貯礦倉卸料時揚塵,


      5)、料坑內向上料小車裝料時的揚塵。


      以上各個部位在正常生產過程中,由于粉塵的大量外逸,不僅嚴重影響操作工人的正常工作,而且對人體的危害也相當嚴重。因此,必須進行治理以改善廠部的環境。


      二、設計方案的擬定


      針對河南青浦合金材料有限公司2座380m3高爐的布置和生產工藝的實際情況,經過合理的計算,管網系統我們運用靈活控制蝶閥的工藝,系統總風量為10000m3/h,讓兩座高爐共用一臺1450 m2的長袋低壓脈沖除塵器來進行環境治理。


      1、槽上各揚塵點的控制方案


      首先,我們在各分料皮帶機機頭和布料車皮帶機受料點、貯礦倉頂部和布料車輸送皮帶機頭輪處有針對性的以密閉罩和半密閉罩的結構設置捕塵罩。眾所周知,槽上捕塵是各個鋼鐵企業除塵效果不易保證的難點,各個除塵器生產廠家采取了各種各樣的方式來對此解決:


      1)、采用皮帶密封的結構對貯礦倉的條形下料口進行活動密封,


      2)、布料車頭輪因為不定時下料和移動,是整個除塵行業的治理難點。采用


      了專利技術----移動捕塵通風廊技術。


      以上采取的措施對解決揚塵雖然起到了一定的作用,但投入使用后弊端就顯現了出來,首先專利技術----移動捕塵通風廊漏風量很大,相應就會造成除塵器過濾面積成倍增加,體積龐大,從而企業的投資成倍的增加;其次由于貯礦倉的皮帶密封不嚴導致粉塵大量外逸,工人仍不能正常工作。


      針對上述狀況,采取皮帶密封+倉內負壓+移動捕塵的特殊結構來解決該項難題:對每個貯礦倉倉頂靠近卸料口設置2-3個捕塵點進行負壓抽塵(因為貯礦倉開口面積太大);另外,針對布料車不定時移動下料的特殊情況,進行了針對性的設計,采用了一個特殊的結構裝置,完全擺脫依靠與礦槽等長的管道來移動捕塵的麻煩,且其投資只是專利技術----移動捕塵通風廊的1/20,不僅滿足了布料車隨時移動下料,而且節省了大量的投資,除塵效果也遠遠超過了專利技術----移動捕塵通風廊的除塵效果,這一技術我們現在已大量推廣應用在各個鋼鐵企業。

    除塵器

      2、槽下各揚塵點的控制方案


      槽下的生產設備有各個震動給料機、成品礦輸送皮帶、碎礦大傾角返礦皮帶和料坑的上料小車等。


      1)、震動給料機在進行時,碎礦大傾角返礦皮帶輸送機也同時進行工作。我們對震動給料機的篩面進行用密封板密封,只在稱重倉頂設置了密閉罩來進行抽塵;碎礦大傾角返礦皮帶由于其自身結構的存在裙邊和分格板,因而存在大量的死角,且皮帶機的輸送速度在1.8m∕s,因而在落料點處設置了半密閉罩并把整條皮帶進行了適當的活動結構密封,既不耽誤檢修,也起到的根治此以往不能解決的揚塵問題。


      2)、料坑由于其特殊的結構:上料小車的上下移動,導致一般結構的捕塵罩(即裝料點正上方)離塵源太遠,使塵源離開了負壓區的有效捕塵范圍,再加上料坑都是半敞開的結構,受外界氣流的干擾也是在所難免,這就給料坑的除塵工作帶來了很大的難度。針對這種情況,我們采取了兩種方式:一是用鋼板把捕塵罩兩側從上到下做了局部垂直密封,使捕塵罩負壓能夠充分利用和降低外部氣流干擾,這一做法取得了良好的效果;二是不采用頂部捕塵,而采用在小車的受料點附近設置側吸罩,使捕塵罩負壓區正對塵源,這一設計充分解決了料坑的揚塵問題,也不用考慮料坑的外界氣流干擾。


      3、各個揚塵點風量的確定(該數據依現場生產工工藝情況而定,各企業都會因生產工藝的不同而不同),本系統管道風速為18-25m/s,各捕塵罩的罩口風速為0.5-2m/s。


      槽上部分


      1)、分料皮帶機機頭和布料車皮帶機受料點的揚塵:4500m3/h


      2)、槽上布料車向貯礦倉卸料時小車頭輪處會因為轉運卸料產生大量揚塵:4500m3/h


      3)、布料車向貯礦倉卸料時,由于落差較大,產生惡劣的揚塵:20000m3/h


      2、槽下部分


      1)、槽下震動給料機在篩料時稱重倉和給料機篩面的揚塵:5000m3/h


      2)、震動給料機向各個輸送皮帶落料時產生揚塵:4500m3/h


      3)、碎礦返礦皮帶輸送機機頭:4500m3/h


      4)、成品礦向料坑貯礦倉卸料時揚塵:8000m3/h


      5)、料坑內向上料小車裝料時的揚塵:20000m3/h


      4、整個管網系統的控制


      整個管網捕塵采取了用氣動蝶閥和手動風量調節閥相結合的方式,用PLC集中控制和調節系統的工藝次序和流量的平衡。氣動蝶閥的好處是響應速度快,維修量少,相比電動通風蝶閥來說其好處是不言而喻;手動風量調節閥的主要作用是用來調節整個系統的流量平衡,使各個點的揚塵都不會因為風量不均導致捕塵效果不好。


      控制系統要依各個生產設備的不同而采用相應的控制方式,例如:震動給料機在工作時,從開始工作氣動蝶閥迅速打開開始捕塵,但震動給料機在停止工作時由于其自身的慣性作用,還會有余料繼續下落,針對此種情況,氣動蝶閥要相應的延時8-10s的時間來解決此時的揚塵??傊?,各生產設備的都要根據實際情況來進行有針對性的設計和布置,不有一味靠理論來設計,要理論和實際相結合,才能達到良好的捕塵效果。


      整個管網系統經計算優化選擇后:兩套高爐管網的出口各用一個總氣動蝶閥來控制進入除塵器。


      5、整個系統的心臟---除塵器


      由于兩套管網系統的合理布置和控制,把整個系統所需的風量降到了小,我們只用一臺1450m2的長袋低壓脈沖除塵器就解決了兩座380m3高爐的粉塵治理工作。


      除塵器的技術參數如下:


      1)、型號:LCM1450


      2)、額定風量:10×104m3


      /h


      3)、過濾面積:1450m2


      4)、過濾風速:1.15m/min


      5)、濾料:易清灰絳綸針刺氈


      6)、清灰壓力:0.2—0.25MPa


      7)、壓縮空氣耗氣量:1.5 m3


      8)、入口溫度:常溫


      9)、入口濃度:20g/m3


      10)、出口濃度:<50mg


      11)、除塵效率:99.9%


      12)、卸灰方式:卸灰閥+溢流螺旋輸灰機另外,在向運輸車卸灰時,如不采用一定措施,會由于落差等原因不可避免的產生二次揚塵,為解決這一實質性的問題,我們采用了新的技術---無塵卸灰裝置,充分解決了向運輸車卸灰時二次揚塵的問題。


      三、設備投入運行后的效果


      河南青浦合金材料有限公司2座380m3高爐貯礦槽除塵系統從設計到投入運行后,各揚塵部位粉塵捕集效果良好,除塵器過濾及清灰、輸灰等環節工作正常,運行可靠,維修簡單。實測崗位粉塵濃度為4mg/m3左右,排放濃度小于10 mg/m3,設備漏風率小于2%,每于出灰約10-15t左右,達到或超過了國家規定的排放標準,徹底根治了本區域的粉塵污染,取得了明顯的經濟效益,環境效益和社會效益。


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