鋁熔煉爐除塵方案.doc

鋁熔爐除塵系統(tǒng)設(shè)計方案 目 錄一、 前言（設(shè)計依據(jù)和目標）二、 新建工程概述三、 設(shè)計內(nèi)容四、 方案的設(shè)計依據(jù)及原則五、 治理方案實施后環(huán)保性能指標六、 銅熔煉爐車間粉塵治理方案七、 技術(shù)方案八、 除塵設(shè)備技術(shù)說明九、 高效除塵裝置工藝流程及使用特點十、 工程投資概算十一、 工期十二、 項目實施效益分析十三、 結(jié)論意見一、前言隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境污染已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的重要因素。貴單位地處山東省濟南地區(qū)，執(zhí)行國家關(guān)于工業(yè)窯爐相關(guān)大氣排放環(huán)境標準。今貴單位領(lǐng)導(dǎo)非常重視環(huán)保治理，受貴單位委托，我公司技術(shù)人員對貴單位所需廢氣治理工程現(xiàn)場進行了實地考察。并初步擬定選用高效復(fù)合除塵裝置及系列專利技術(shù)承擔此項任務(wù)。現(xiàn)將初步治理設(shè)計方案提請貴單位審查、決策。待審定后，作為施工及設(shè)備制作等相關(guān)設(shè)計依據(jù)。二、新建工程概述本工程所涉及治理范圍為鋁熔煉爐熔煉過程中，產(chǎn)生大量煙塵。嚴重地污染了生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境，更重要的是直接危害了操作工人的身體健康。冶煉產(chǎn)生的粉塵具有較高的回收再利用價值。為了改善崗位條件和廠區(qū)的工作環(huán)境，必須新建除塵環(huán)保設(shè)施以滿足保護工人身體健康，及回收利用價值粉塵的實際需要。銅在熔煉過程中產(chǎn)生大量的有價值粉塵，為了便于回收價值粉塵，在整個收塵系統(tǒng)中采用袋除塵設(shè)計，由于從熔煉爐煙道的煙氣溫度過高，且偶爾帶有火星，在除塵系統(tǒng)前，布置火花捕集器。由于回收原料內(nèi)雜質(zhì)內(nèi)含塑料、橡膠，在燃燒過程中會產(chǎn)生大量焦油，需設(shè)計干粉噴吹脫硫布袋保護系統(tǒng)。針對煙氣內(nèi)含有爆燃氣體，整個系統(tǒng)做防爆設(shè)計。三、設(shè)計內(nèi)容1、治理范圍鋁熔煉爐在生產(chǎn)過程中，從爐內(nèi)產(chǎn)生大量煙塵。2、設(shè)計內(nèi)容塵氣捕集罩的設(shè)計車間內(nèi)外除塵管道的布置；火花捕集器的設(shè)計；煙氣凈化設(shè)備（除塵器）設(shè)計；濾布保護系統(tǒng)設(shè)計；布袋除塵器防爆設(shè)計。除塵系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定及主要設(shè)備選型；除塵系統(tǒng)的總布置圖。四、方案的設(shè)計依據(jù)及原則1設(shè)計依據(jù)1.1貴廠提供的有關(guān)資料；1.2我公司技術(shù)人員現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)；1.3我公司在冶金行業(yè)除塵治理的成功經(jīng)驗；1.4我公司所采取的先進工藝；a、低阻、高溫流量管道系統(tǒng)工藝；b、吸塵罩、手動切換閥、吸塵罩最佳實用技術(shù)；c、火花捕集器、布袋除塵器 干粉噴吹系統(tǒng)2設(shè)計原則2.1不影響操作工藝為生產(chǎn)服務(wù)宗旨；2.2滿足國家及行業(yè)對環(huán)保的要求并達標；2.3所采用的技術(shù)經(jīng)得起實踐檢驗，并能保證長期可靠穩(wěn)定的運行。；2.4性價比優(yōu)，一次投資省，長期運行費用低、效果好；2.5兼顧企業(yè)發(fā)展規(guī)劃與現(xiàn)行的協(xié)調(diào)。五、治理方案實施后環(huán)保性能指標1.煙塵捕集率：95%2.排放濃度：30mg/Nm34.崗位粉塵濃度：20mg/Nm3六、鋁熔煉爐煙氣除塵治理方案1新建除塵系統(tǒng)方案熔爐收塵罩、煙道+火花捕集系統(tǒng)干粉噴吹系統(tǒng)+新建布袋除塵器+風(fēng)機對外排放七、技術(shù)方案1風(fēng)量的確定1.壹臺X T鋁熔爐：45000m3/h/臺2，設(shè)計內(nèi)容2.1方案一采用原有除塵風(fēng)量45000m3/h/臺設(shè)計。根據(jù)爐門設(shè)計吸塵罩并配備提升爐門，新建火花捕集系統(tǒng)用來滿足煙氣進入布袋除塵器時要求。設(shè)計一套煙氣干粉噴吹系統(tǒng)，保證在燃燒再生廢料中諸如塑料、橡膠等具有強烈揮發(fā)分的物質(zhì)燃燒時產(chǎn)生的焦油對布袋除塵器里的濾袋表層粘糊。保證布袋除塵器正常運行。2.1.1系統(tǒng)設(shè)計 煙氣捕集罩的設(shè)計投料大爐門等熔煉時外冒的粉塵會成系統(tǒng)性的往上走，因此該捕集罩位于爐門的上方。根據(jù)粉塵特性確定吸塵罩的罩口風(fēng)速在2.5m/s左右。捕集罩必須解決的幾個問題：a、不能影響操作工人正常工作；b、吸塵罩保證捕集率在95%以上。管網(wǎng)設(shè)計：按除塵系統(tǒng)風(fēng)量要求，從收塵罩及相應(yīng)支線管路的尺寸，計算主管道及各部位連接管道的尺寸?；鸹ú都到y(tǒng)設(shè)計：保證火花捕集同時系統(tǒng)進一步降溫，以滿足布袋除塵器運行要求。新建干粉噴吹系統(tǒng)：用于煙氣中的焦油對布袋的粘結(jié)及防腐脫硫。新建除塵器設(shè)計：一臺鋁熔爐運行時除塵風(fēng)量，擬選用環(huán)噴96-7脈沖布袋除塵器。風(fēng)機選型：4-68 45KW八、除塵設(shè)備技術(shù)說明（一）環(huán)噴脈沖布袋除塵器介紹1、概述脈沖袋式除塵器是一種處理風(fēng)量大、清灰效果好，除塵效率高，運行可靠，維修方便，占地面積小的單元組合式除塵器。除塵器本體包括的內(nèi)容有：箱體、箱體內(nèi)部所有部件，包括布袋、花格板、導(dǎo)流板、濾袋、脈沖閥、氣包、噴吹管、灰斗設(shè)星型卸灰閥。振打器、各層走梯、平臺護欄等，采用可編程序控制器（PLC）控制儀。2 結(jié)構(gòu)原理布袋除塵器也稱過濾式除塵器，是一種干式高效除塵器，它是利用纖維編制物制作的袋式過濾元件來捕集含塵氣體中固體顆粒物的除塵裝置。其作用原理是塵粒在繞過濾布纖維時因慣性力作用與纖維碰撞而被攔截。細微的塵粒則受氣體分子沖擊不斷改變著運動方向，由于纖維間的空隙小于氣體分子布朗運動的自由路徑，塵粒便與纖維碰撞接觸而被分離出來。其工作過程與濾料的編織方法、纖維的密度及粉塵的擴散、慣性、遮擋、重力和靜電作用等因素及其清灰方法有關(guān)。濾布材料是布袋除塵器的關(guān)鍵；性能良好的濾布，除特定的致密度和透氣性外，還應(yīng)有良好的耐腐蝕性、耐熱性及較高的機械強度。袋式除塵器按其清灰方式的不同可分為：振動式、氣環(huán)反吹式、脈沖式、聲波式及復(fù)合式等五種類型。其中脈沖反吹式根據(jù)反吹空氣壓力的不同又可分為高壓脈沖反吹和低壓脈沖反吹兩種。脈沖清灰袋式除塵器由于其脈沖噴吹強度和頻率可進行調(diào)節(jié)，清灰效果好，是目前世界上最為廣泛應(yīng)用的除塵裝置。含塵氣體從袋式除塵器入口進入后，通過煙氣分配裝置均勻分配進入濾袋，當含塵氣體穿過濾袋時，粉塵即被吸附在濾料上，而被凈化的氣體則從濾袋內(nèi)排除。當吸附在濾料上的粉塵達到一定厚度時，電磁閥開啟，噴吹空氣從濾袋出口處自上而下與氣體排除的相反方向進入濾袋，將吸附在濾袋外表面的粉塵清落至下面的灰斗中。3 工作原理脈沖袋式除塵器的氣體凈化方式為外濾式，含塵氣體由導(dǎo)流管進入各單元過濾室，由于設(shè)計中袋底離進風(fēng)口上口垂直距離有足夠、合理的空間,氣流通過適當導(dǎo)流和自然流向分布,達到整個過濾室內(nèi)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(dǎo)流系統(tǒng)的引導(dǎo)下，隨氣流進入中箱體過濾區(qū)，吸附在濾袋外表面。過濾后的潔凈氣體透過濾袋經(jīng)上箱體、排風(fēng)管排出。濾袋采用壓縮空氣進行噴吹清灰，清灰機構(gòu)由氣包、噴吹管和電磁脈沖控制閥等組成。過濾室內(nèi)每排濾袋出口頂部裝配有一根噴吹管，噴吹管下側(cè)正對濾袋中心設(shè)有噴吹口，每根噴吹管上均設(shè)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(jīng)噴口噴向濾袋，與其引射的周圍氣體一起射入濾袋內(nèi)部，引發(fā)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，達到清灰的目的。隨著過濾工況的進行，當濾袋表面粉塵達到一定量時，由清灰控制裝置（差壓或定時、手動控制）按設(shè)定程序打開電磁脈沖閥噴吹，壓縮氣體以極短促的時間順序通過各個脈沖閥經(jīng)噴吹管上的噴嘴誘導(dǎo)數(shù)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(chǎn)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(jīng)由卸灰閥排出后，利用輸灰設(shè)施集中送出。除塵器的控制（包括清灰控制等）采用PLC控制。整套除塵系統(tǒng)的控制可實行自動化無人值守控制，并可向工廠大系統(tǒng)反饋信息、接受工廠大系統(tǒng)遠程控制。4 性能1. 除塵器結(jié)構(gòu)緊湊，技術(shù)合理，密封性強，漏風(fēng)率小于2%，動作靈活，便于檢修，外形美觀。2. 單元組合形式，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、附屬設(shè)備少，投資省，無須專設(shè)操作工。3. 袋式除塵器性能穩(wěn)定可靠，對負荷變化適應(yīng)性好，運行管理簡便，特別適宜捕集細微而干燥的粉塵，所收的干塵便于處理和回收利用。4. 能實現(xiàn)不停機檢修，即離線檢修。5. 除塵器占地面積較小，并能按場地要求作專門設(shè)計。6. 自動化程度較高，對除塵系統(tǒng)所有設(shè)備均可設(shè)檢測報警功能，對操作人員要求較低、操作維護人員的勞動強度較低。5 運行1. 能長期保證30mg/m3的粉塵排放濃度。不受入口粉塵濃度、比電阻的影響。2. 所有運轉(zhuǎn)設(shè)備均可設(shè)檢測報警裝置，能在第一時間發(fā)現(xiàn)故障并報警。3. 主要維護工作-濾袋更換僅需兩人就能執(zhí)行。4. 利用離線功能實現(xiàn)檢修、維護，不影響正常運行。6 維護1. 一旦發(fā)生故障，能及時從控制系統(tǒng)獲得報警及指示。2. 故障倉(室)能單獨離線（保持正常運行）進行維護檢修。3. 故障檢修均在機外執(zhí)行，無須進入除塵器內(nèi)部。4. 日常維護中對破損濾袋能進行封閉措施，以便進一步減少日常工作量。7 除塵器系統(tǒng)及零部件1 導(dǎo)流系統(tǒng)對除塵器各煙氣流經(jīng)途徑中的管道風(fēng)速進行了分段化設(shè)計，除塵器的進風(fēng)采用了氣體導(dǎo)流系統(tǒng)并充分利用了氣體的自然分配原理，保證了單元進風(fēng)的均勻、和順，以提高過濾面積利用率。含塵氣體由導(dǎo)流管進入各單元過濾室，由于設(shè)計中袋底離進風(fēng)口上口垂直距離有足夠合理的凈空，濾袋間距亦進行了專門設(shè)計，氣流通過前部導(dǎo)流后，依靠阻力分配原理自然分布,達到整個過濾室內(nèi)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(shè)計合理的進風(fēng)導(dǎo)流系統(tǒng)將箱體、過濾室和系統(tǒng)的阻力降至最小并盡可能地減少進風(fēng)系統(tǒng)中的灰塵沉降現(xiàn)象，避免了濾袋的晃動、碰撞、磨擦，延長了系統(tǒng)及濾袋的使用壽命。2 濾袋布置和花板除塵器濾袋采用縱橫直列的矩陣布置方式。這種排列方式合理地利用了方形的箱體空間，避免了在方形箱體中采用同心圓方式排布濾袋造成了箱體四角空間的閑置。加大的濾袋中心距保證了含塵氣體在濾袋間的抬升空間，同時避免了濾袋晃動可能產(chǎn)生的碰撞。除塵器的花板作為除塵器凈氣室和過濾室的分隔，用于懸掛濾袋組件，同時將作為除塵器濾袋組件的檢修平臺。除塵器花板采用數(shù)控沖壓方法加工花板孔，保證了花板及花板孔的形位公差要求。設(shè)計合理的除塵器上箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)為工人以花板作為操作平臺進行除塵器檢修、維護創(chuàng)造了條件 ?；ò蹇讻_壓位置準確，與理論位置的偏差小于0.05mm，確保兩孔洞的中心距誤差在1.0mm?；ò蹇锥粗瞥珊笄謇砀骺椎匿h利邊角和毛刺，焊接加強筋板時，筋板布置合理。焊接后通過整形確?；ò迤秸?，無撓曲、凹凸不平等缺陷，花板平面度1/1000，對角線長度誤差3mm，內(nèi)孔加工表面粗糙度為Ra=3.2。濾袋與花板的配合合理，濾袋安裝后嚴密、牢固不掉袋、裝拆方便。采用精密工藝加工的花板和高精度定位的噴吹管保證了噴吹短管軸線和濾袋組件軸線的重合，從而保證了整套噴吹清灰系統(tǒng)的可靠、有效。3 濾袋和骨架濾袋 對于整臺除塵器而言，濾袋是其核心部件。濾料質(zhì)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(jù)除塵器運行環(huán)境和介質(zhì)情況選用500g/m2滌綸針刺氈：表面樹脂化處理，耐溫120（瞬間150）。此濾料為表面過濾型濾料，清灰徹底，減少了粉塵在濾袋表面形成布層后板結(jié)的可能；濾料壽命長，加上我們在除塵器結(jié)構(gòu)方面的改進，保證了濾料12個月的正常使用壽命,布袋在壽命期內(nèi)破損率1%。布袋底部采用三層包邊縫制，無毛邊裸露，底部采用加強環(huán)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。同時濾袋底部距離進風(fēng)口的水平距離、設(shè)備進風(fēng)導(dǎo)流系統(tǒng)的設(shè)計與濾料的使用壽命有著極大的關(guān)系。我公司設(shè)計生產(chǎn)的設(shè)備充分考慮了這些內(nèi)容，保證除塵器正常運行。濾袋上端采用了彈簧漲圈形式，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。骨架采用圓型結(jié)構(gòu)，袋籠的縱筋和反撐環(huán)分布均勻，并有足夠的強度和剛度，防止損壞和變形，頂部加裝冷沖壓短管，用于保證袋籠的垂直及保護濾袋口在噴吹時的安全。骨架材料采用20#碳鋼，使用骨架生產(chǎn)線一次成型，保證直線度和扭曲度，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(xiàn)象。 袋籠采用防腐鍍鋅技術(shù)，鍍層牢固、耐磨、耐腐，避免了除塵器工作一段時間后骨架表面銹蝕與濾袋黏結(jié)，保證了換袋順利，同時減少了換袋過程中對布袋的損壞。4 清灰系統(tǒng)除塵器的清灰采用壓縮空氣脈沖清灰。除塵器清灰功能的實現(xiàn)是通過PLC利用差壓（定阻）、定時或手動功能控制提升閥關(guān)閉清灰倉室,啟動脈沖噴吹閥噴吹，使濾袋徑向變形，抖落灰塵。清灰系統(tǒng)設(shè)計合理，脈沖閥動作靈活可靠；在設(shè)備出廠前，對清灰系統(tǒng)等主要部件進行了預(yù)組裝，以保證質(zhì)量。預(yù)組裝中的清灰系統(tǒng)部件：清灰用的噴吹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(shè)置了定位銷，方便每次拆裝后的準確復(fù)位。采用文氏管或類似結(jié)構(gòu)的零件對壓縮空氣進行導(dǎo)流，有助于壓縮氣流方向的穩(wěn)定，但文氏管或類似零件的結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致設(shè)備阻力的增加，我們采用的噴嘴有同樣的導(dǎo)流效果但沒有增加設(shè)備阻力之憂.5 電磁脈沖閥清灰系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備是電磁脈沖閥，它的選用關(guān)系到除塵器的造價及清灰效果。我們?yōu)閄LDM型低壓脈沖布袋除塵器選用的電磁脈沖閥為噴吹壓力0.3MPa的電磁脈沖閥，DC24V，3，膜片經(jīng)久耐用，壽命大于100萬次以上，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。二位五通電磁閥電壓等級為24v。整套閥門結(jié)構(gòu)簡單、可靠，啟閉速度快，關(guān)閉時能達到零泄露要求。6 鋼結(jié)構(gòu)1)除塵器鋼結(jié)構(gòu)件符合有關(guān)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范；鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計簡化現(xiàn)場安裝步聚，盡量減少現(xiàn)場焊接工序。2)就除塵器的鋼結(jié)構(gòu)而言支承結(jié)構(gòu)是自撐式的，任何水平荷載都不會轉(zhuǎn)移到別的結(jié)構(gòu)上。7 材質(zhì)除塵器采用型鋼、鋼板結(jié)構(gòu)，材質(zhì)為Q235A（交貨時提供鋼板材料質(zhì)量證明書）。箱體所用的型鋼、鋼板進廠后應(yīng)首先進行除銹，以備制作除塵器用。8 本體和灰斗1)除塵器頂部設(shè)置防雨棚（防雨棚采用鋼結(jié)構(gòu)加 =0.5mm彩色鋼板制作）。除塵器采用設(shè)有脈沖閥防雨箱、排水設(shè)施、檢修扶梯平臺，灰斗和卸灰閥門的連接法蘭上檐設(shè)計有突出部分，避免了雨水的下衍損壞密封材料。各項設(shè)施的設(shè)計采用人性化理念，保護除塵器頂部裝置、方便人員檢修、使用和管理。防雨棚內(nèi)設(shè)置起吊裝置，方便檢修時開啟頂蓋。2)除塵器頂蓋采用剪沖密封頂蓋，重量、大小適合人工開啟。所有孔、門制作及裝配結(jié)束后，進行密封試驗，確保無變形、無泄漏。3)除塵器灰斗設(shè)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(cè)壁與水平方向的交角不小于65，以保證灰的自由流動。4)每一灰斗能承受附加荷載按最大含塵量滿足滿負荷運行所需儲存量設(shè)計容量。5)我們?yōu)樵O(shè)備和儀表等配置了必要的扶梯和平臺，滿足運行、維護、檢修的需求。9 設(shè)備制造工藝除塵器殼體密封、防雨，殼體設(shè)計盡量避免出現(xiàn)死角或灰塵積聚區(qū)。所有受熱部件充分考慮到熱膨脹，并做必要的補償。除塵器箱體成形后光滑平整，無明顯凹凸不平現(xiàn)象，內(nèi)部筋板布置合理，保證箱體強度和剛性。除塵器本體設(shè)計密封、堅固，連接件的尺寸配合公差達到國家標準公差和配合中規(guī)定的10級精度。除塵器壁板制作要求平整，不得扭曲，對角線誤差5mm，運輸中部件變形者需校正。除塵器的所有連續(xù)焊縫平直，無虛焊、假焊等焊接缺陷并采用自動焊進行焊接，焊縫高度滿足設(shè)計要求，并進行煤油滲漏試驗。箱體和灰斗間采用手工連續(xù)焊接，保證焊接的強度和密封性符合相應(yīng)行業(yè)標準。焊接后的焊縫應(yīng)進行清理焊渣和飛濺物，不允許有明顯的焊渣、飛濺物和銹未清除就涂刷底漆。關(guān)鍵部位用手提砂輪機修磨焊縫和飛濺物。機組的整理滿足以下要求: 所有銳邊及構(gòu)件加工圓滑以防止造成人員傷害。 金屬表面的清理和整理符合標準工藝。8電氣及儀表、控制1、 除塵器控制系統(tǒng)采用采用西門子PLC控制。2、 脈沖清灰自動控制采用定時控制方式，在操作臺進行選擇