冶金工厂除尘设计

1冶金工厂除尘设计要点主讲人：陈雨春2008年7月21冶金工厂除尘的主要内容冶金工厂主要工艺设施有：原料场，焦化厂，烧结厂，炼铁厂、炼钢厂（分转炉炼钢和电炉炼钢）、轧钢厂（分热轧，冷扎，钢管等）以及动力厂、氧气厂等。与本公司密切相关的主要有原料场，炼铁厂、炼钢厂、轧钢厂以及动力厂、氧气厂等。1.1原料场除尘内容原料场除尘主要有：矿石、石灰石、氧化镁源以及煤的破碎筛分除尘，物料转运过程各转运站除尘，汽车受料槽和火车受料槽除尘等。1.2炼铁厂除尘内容炼铁厂除尘内容主要有：矿焦槽除尘，高炉炉顶除尘；出铁场除尘，铸铁机除尘，碾泥机除尘，倒渣间除尘，铁水罐修理间除尘等。31.3炼钢厂除尘内容转炉一次除尘（煤气回收），电炉除尘，转炉二次除尘，混铁炉及脱硫扒渣除尘，精炼炉除尘，倒罐站除尘，转炉及精炼炉料仓除尘，地下料仓除尘，连铸车间的火焰切割机除尘等1.4轧钢厂除尘内容轧钢厂除尘主要有精轧机除尘和粗轧机除尘（一般轧制不锈钢才有），对于无缝钢管车间有连轧管机除尘系统、钢管吸灰装置除尘系统等。42除尘设计要点2.1除尘系统的组成机械除尘系统一般由抽风罩、风管、除尘器、输灰装置、储灰装置、通风机、消声器、排气烟囱、有关的电气、仪表控制系统及其他附属设施组成。5672.2除尘系统设计原则除尘系统设计通常应遵循一下设计原则：1)在工业生产过程中，当岗位空气中粉尘浓度超过GBZ2《工业场所有害因素职业接触限值》规定的限值或排至大气的含尘浓度超过GBXXX《钢铁行业污染物排放标准》的规定时，都必须设置除尘系统。设置除尘系统后，经过净化处理后的气体应达到相应的排放标准及排放总量的控制要求。同时，应确保岗位粉尘浓度达到标准要求。2)除尘系统设计还必须遵守国家标准GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》及GBZ1《工业企业设计卫生标准》中有关除尘设计的相关规定。83)凡是具备设置密闭罩或抽风罩的尘源点（相对而言）均应设置机械排风除尘。对于不具备设置密闭罩或抽风罩的尘源点（相对而言）采用洒水（喷雾）抑尘。4)凡是技术上可行，经济上允许的情况下，除尘系统应尽量采用干法除尘系统，反之，才采用湿法除尘系统。5)除尘系统各尘源点的排风量，应按照防止粉尘或有害气体逸至室内的原则通过计算确定。对于物料输送系统的胶带机、破碎机、振动筛、给料设备等，其排风量可按照《钢铁企业采暖通风设计手册》或《破碎筛分除尘》查取。对于无资料查询又无法进行理论计算的尘源点其排风量可参照类似工程（经投产使用，证明效果较好的工程）的风量采用。96)除尘系统的总排风量应按其全部吸风点同时工作的排风量之和计算。当有非同时工作点时，系统的总排风量应按其全部同时工作吸风点的排风量与非同时工作吸风点排风量的15％～20％之和计算。7)除尘系统在进行设备选型时，应考虑以下附加：（1)除尘器选型附加（指负压除尘器）除尘器选型时，应考虑管道漏风附加和除尘器本身的漏风附加：管道漏风附加值一般取10～15％，除尘器漏风附加5～10％。（2)除尘风机选型附加①风量附加除尘风机的选型风量附加通常按照下式计算：L=L0(1+k1+k2)L－风机选型风量m3/hL0－通过除尘系统吸风点的设计总风量m3/hk1－管道漏风附加系数，一般取10～15％k2－除尘器漏风附加系数，（通常取5～10％）10②风压附加除尘风机的选型风压附加通常按照下式计算：H=(H1.α1+H2)α2H－风机全压PaH1－管网总阻力损失PaH2－除尘器及其他设备阻力损失之和Paα1－管网阻力附加系数，一般取1.15～1.2α2－通风机性能（风量、风压）波动系数，按风机资料采取，通常取1.1112.3除尘系统分类及特点1)除尘系统按其规模、配置和总图位置可分为：就地除尘、分散除尘、集中除尘；2)按除尘器的种类可分为：干式除尘（干式除尘分布袋除尘、电除尘和塑烧板除尘等）、湿式除尘（分湿式电除尘、文氏管除尘、冲击式除尘等）；3)按除尘器在系统中的前后位置（以风机为参照物）可分为：负压除尘和正压除尘。12(1)就地除尘就地除尘系统是将除尘器直接座落在产尘点上，就地捕集生产过程中产生的含尘气体，并进行净化处理，净化后的干净气体吸入通风机，然后排至室外或车间内。就地除尘系统的主要特点是：①就地除尘，无专用的吸尘罩、没有太长的管网系统及所捕集粉尘的转运、储存装置，系统简单，布置紧凑，操作简便，维护检修方便。②就地除尘系统可将除尘器、通风机和电动机等做成一体，构成就地小型除尘机组。13③就地除尘用于一些特殊的设施较为有利。如比较分散的小矿仓和移动设备，采用就地除尘机组直接安装在矿仓或移动设备上，不需设置吸尘罩和管道，净化后的气体直接排入车间内。但是这种形式要求除尘机组具有很高的净化效率，保证排入室内的气体含尘浓度达到国家卫生标准。④由于就地除尘机组结构紧凑，外形尺寸小，故处理的含尘气体量有限，因此只适用于排风量不大的产尘点。⑤由于就地除尘机组所捕集的粉尘是直接返回到工艺设备上，会使物料的含粉率提高，增加了输送物料的下一道工序的扬尘量。⑥就地除尘由于系统简单，一般用户都不够重视，没有专门的人员进行操作管理，很难长期保证较好的运行效果。14(2)分散除尘分散除尘系统一般适用于同一工艺设备或同一生产流程的几个相距较近的除尘抽风点，其除尘器和风机往往都分散布置在产尘设备附近。比如较分散的各转运站、碾泥机室除尘等。分散除尘的主要特点是：①能充分利用厂房的空间或厂房间的的空余场地布置除尘设备，对周围条件有较好的适应性。②分散除尘系统的管路较短，分支管道较少，布置也较简单，管网系统阻力容易达到平衡，因此，各抽风点的设计风量容易得到保证。③系统操作方便，运行效果比较可靠，可由工艺生产操作人员兼管运行。④不足之处是由于系统比较分散，二次扬尘点多，捕集的粉尘回收和处理比较困难。15(3)集中除尘集中除尘系统通常用于产尘点多、工艺设施相对较集中、各点排风量较大，且有条件设置大型除尘设施的场合。它的主要特点是：①除尘系统的净化处理能力大，连接的除尘吸风点多。集中除尘系统的处理风量通常高达几十万乃至百多万m3/h。其除尘吸风点多达几十个，乃至一百多个。②由于集中除尘系统除尘设备的处理能力大，捕集的粉尘量大，有利于粉尘的统一处理和回收利用。并减少了二次污染点的数量。③集中除尘系统通常设有专门的管理班子，实行统一操作和维护管理，能确保除尘系统的及时维护检修和长期有效的正常运行。④集中除尘系统占地面积大，室外管网较长，管网和设备的初投资较大。⑤由于除尘点数多，系统管网复杂，管网系统的阻力平衡计算和运行风量调节较困难。因此，可能造成系统中个别抽风点的捕集效果不够理想。16结论：综上所述，虽然就地除尘、分散除尘和集中除尘各有利弊，但从已经投产的各工程的使用效果和整个环保事业的发展，以及业主的需求趋势来看，只要有条件，都应尽量采用集中除尘系统。17(4)干式除尘系统干式除尘系统的除尘设备是采用干式除尘器，不需要用水作为除尘介质。其应用范围和特点有：1)干式除尘系统适用范围广，可以满足大多数除尘对象的要求。因此，在钢铁企业中得到了非常广泛的应用，尤其是对于大型集中除尘系统，基本上都是采用干式除尘系统。2)干式除尘系统所捕集的粉尘是以干粉状排出，有利于集中处理和综合回收利用。但粉尘的转运过程中会产生二次扬尘，因此，需设置专门的防止二次扬尘的装置或采用专用的特殊运输工具。3)干式除尘系统在处理相对湿度高、温度高、容易结露的含尘气体时，需要采取相应的防结露措施，否则，易产生粉尘粘结、堵塞管道和设备的现象。对于吸湿性强的粉尘(如生石灰粉等)更为严重。4)干式除尘系统净化效率高，与湿式除尘系统比较，系统阻力较小，电耗较低，运行成本较低。18(5)湿式除尘系统湿式除尘系统是使用以水作为净化介质的湿式除尘器。它的应用范围和特点是：1)湿式除尘系统的构造简单，初投资较低，净化效率较干式除尘系统稍差。2)湿式除尘系统能处理相对湿度高、温度高、有腐蚀性的含尘气体。但为了解决粘结和堵塞问题，需要在管道和除尘器上设置冲洗设施。当含尘气体具有腐蚀性时，除尘管道和设备还应采用耐腐蚀的材料制作。3)由于湿式除尘器内具有激烈的传质、传热过程，在除尘的同时，还能吸收含尘气体中的其它有害成分，并使气体温度降低。因此，湿式除尘系统对净化含有有害成分的高温含尘气体具有特殊的意义。194)湿式除尘系统耗水量大，排出的是含泥浆状的污水，需设置专门的污泥处理系统，同时系统还需连续不断的补充新水。所收集的污泥的处理、运输和回收利用较困难。同时，在寒冷地区还应考虑防冻措施。5)高效湿式除尘器（如文氏管除尘器、环缝洗涤塔等）的阻力要比相同效率的干式除尘器的阻力大得多，因此，湿式除尘系统的能耗较大，运行成本相对较高。结论：只要在含尘气体的物理和化学性能满足要求的前提下,设计应尽量采用干式除尘系统。20(6)负压除尘负压除尘系统其除尘器是设置在通风机的进风侧。它在除尘领域中应用最广泛。其应用范围和特点如下：1)由于除尘器设置在通风机的前面，流经通风机的气体是经过除尘器净化处理后的干净气体，含尘浓度很低，对风机叶轮和机壳的磨损大大减小，延长了风机的使用寿命。因此，对处理初始浓度高，磨琢性强的含尘气体，通常都采用负压除尘系统。212)由于除尘器处于通风机的负压端，通过除尘器的不严密处会吸入室外无效空气，即产生漏风现象，减少产尘点的有效抽风量，影响产尘点的捕集效果。因此，负压除尘系统设计时需考虑除尘器的漏风附加（一般附加5～10％）。同时，对除尘器的严密性要求较高，增加了除尘器的制造、安装工作量和设备重量，除尘器的造价相对较高。对于负压除尘器，设计时应向设备制造厂提出漏风率要求，通常要求漏风率不得大于2％。3)由于负压除尘器有漏风现象，导致通风机的风量要比正压系统大，其阻力也要比正压系统大，故系统的能耗要比正压系统大。4)负压除尘系统占地面积比正压除尘系统大，增加了土地使用费用和总图布置的难度。22(7)正压除尘正压除尘系统是将除尘器设置在通风机之后，其适用范围和特点如下：1)由于流经通风机的含尘气体是没有经过除尘器的净化处理，因此，通风机的叶轮和机壳易遭粉尘磨损。所以，正压除尘系统的风机叶轮一般使用寿命都不长，经常要进行修补或更换，大大增加了维护检修工作量和风机的维护费用。同时，因叶轮易磨损，风机的平衡易被破坏，风机的性能长期处于不稳定状态，影响系统的烟气捕集效果。通风机的磨损程度主要与粉尘浓度、粉尘的粒度、粉尘的几何形状和粉尘的磨琢性有关。因此，正压除尘系统只适用于在气体含尘浓度较低，粉尘较软，粉尘粒度较细，粉尘的几何形状相对较圆滑的条件下使用。例如：出铁场除尘系统，粉尘初始浓度一般在3g/m3左右，以前有使用的先例。232)除尘器处于通风机的正压端，除尘器不存在漏风问题，因此，不用考虑除尘器漏风附加。同时系统的阻力和系统能耗较负压除尘系统要小。3)正压除尘器的结构简单，除除尘器灰斗部分要求严密外，其余部分不需要密封，只需考虑防雨即可。因此设备的制造、安装简便，设备重量轻，造价低。4)由于正压除尘系统净化后的气体直接通过除尘器上部箱体四周排入大气，不需设置排气烟囱。同时，除尘器本身具有一定的消声作用，在通风机出口可不设消声器。因此，整个设备区占地面积小，总投资也减小。结论：尽管正压除尘系统存在不少的优点，但风机叶轮的磨损问题是一个很难解决的问题，同时，除尘器的排气口高度一般都较低，很难满足现在环保排放高度的要求，因此，在没有特殊条件限制的情况下，应尽量采用负压除尘系统。242.4除尘系统划分除尘系统的划分是否合理，会直接影响该除尘系统的使用效果。因此，搞好除尘系统的合理划分是很重要的。除尘系统通常应按照以下原则进行划分：1)同一生产流程、同时工作的扬尘点相距不远时，宜合设一个除尘系统；2)同时工作但粉尘种类不同的扬尘点，当工艺允许不同粉尘混合回收或粉尘无回收价值时，亦可合设一个除尘系统；3)两种或两种以上的粉尘或含尘气体混合后会引起燃烧或爆炸时，不应合设一个除尘系统；4)温度不同的含尘气体，当混合后会导致管道和设备内产生结露时，不应合设