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中包翻渣站布袋除塵器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的_
摘 要：吸塵罩是中包翻轉(zhuǎn)站布袋除塵器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,本文提出側(cè)吸罩、吹吸罩、兩級移動式上吸罩、對開式密閉罩等四種吸塵罩設(shè)計(jì)方案,并比較其特點(diǎn),_對開式密閉罩,除塵設(shè)備_布袋除塵器,實(shí)踐證明這種方案是可行的,為類似的工程設(shè)計(jì)提供了參考實(shí)例。
關(guān)鍵詞：中包翻渣站，除塵，側(cè)吸罩，吹吸罩，兩級移動式上吸罩，對開式密閉罩
1、 前 言
中包是連鑄生產(chǎn)工藝中連接鋼水包和結(jié)晶器之間的盛放鋼水的過渡容器,用以分配鋼流、穩(wěn)定注速、均勻溫度、去除夾雜物、并穩(wěn)定地向結(jié)晶器提供鋼水的耐火材料容器。中包翻渣站是煉鋼廠中包倒渣后_使用的中轉(zhuǎn)站,是連鑄生產(chǎn)工藝中_的裝置。中包翻轉(zhuǎn)時(shí),中包中殘留的廢渣、粉塵瞬時(shí)沖擊并隨著高溫?zé)煔庋杆偕仙?/span>,向廠房內(nèi)擴(kuò)散,導(dǎo)致車間內(nèi)環(huán)境惡化、影響正常生產(chǎn),影響人身健康,一般要求裝設(shè)除塵系統(tǒng)。但由于中包翻渣站作業(yè)區(qū)有效空間狹小,特別是一些老廠,有效空間更加有限,原來設(shè)計(jì)安裝翻渣站時(shí)沒有考慮環(huán)保問題,因而重新設(shè)置除塵系統(tǒng)時(shí)更受到空間的限制。武鋼二煉鋼廠現(xiàn)有兩座中包翻渣站（坑）,間距狹小,位于連鑄車間中部,緊鄰廠揭外墻內(nèi)壁,系國外引進(jìn)設(shè)備,沒有安裝布袋除塵器系統(tǒng),投入運(yùn)行后,粉塵污染非常嚴(yán)重,為了_生產(chǎn)環(huán)境,武鋼安全環(huán)保部及_煉鋼廠提出加設(shè)除塵系統(tǒng),但翻渣站四周的空間非常有限,為除塵系統(tǒng)的安裝帶來了困難。本文針對_煉鋼廠中包翻站實(shí)際情況,提出幾套設(shè)計(jì)方案,并對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較,從中_出一種_合理有效的方案,為類似的除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考實(shí)例。
2 設(shè)計(jì)原始參數(shù)
2.1 翻渣站現(xiàn)場條件
兩翻渣站位于連鑄車間中部,靠近鋼廠大門,緊鄰廠房外墻內(nèi)側(cè)（翻渣站后部距墻內(nèi)壁僅2.8m）,其間距4.2m,寬度均為3.3m,深均為2.8m,翻渣站各兩側(cè)及前面均放有待翻渣的中包和正在烘烤的中包,上面有行車運(yùn)載重物設(shè)備通過,有限空間非常狹小,中包每班翻轉(zhuǎn)12-16個(gè)中包,一般連續(xù)翻轉(zhuǎn)2-4個(gè),屬間歇式翻轉(zhuǎn)。翻渣時(shí),工作區(qū)及廠房上空煙塵彌漫,車間環(huán)境惡化。
2.2 污染物參數(shù)
在選擇設(shè)計(jì)方案之前,對中包翻渣時(shí)產(chǎn)生的煙塵進(jìn)行了現(xiàn)場的測試（中包內(nèi)殘?jiān)煞峙c鋼水品種有關(guān),隨機(jī)取,多次測試,對布袋除塵器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義）,測試結(jié)果如下:
（1）煙氣參數(shù)
煙氣溫度50-80℃,煙氣量45000-50000m3/h
煙氣主要成分
（2）粉塵成分:主要是FeO、FeO3、A3O3、SiO2、MgO及少量的S、P,有回收價(jià)值。
（3）粉塵物性
（4）塵粒徑分布（粗略測定）
從上表可以看出,呼吸性粉塵占有很大的份額,這種粉塵對人體的危害性_。
3、除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的提出
布袋除塵器系統(tǒng)成功與否,關(guān)鍵是要解決塵源控制問題,塵源的控制關(guān)鍵取決于設(shè)計(jì)合理的吸塵罩。吸塵罩的形式對煙氣的捕集率及系統(tǒng)動力配置至關(guān)重要,好的吸塵罩是根據(jù)污染源的擴(kuò)散特性和工藝操作所要求的敞開度而選擇設(shè)計(jì)的,同時(shí)還要考慮投資費(fèi)用。對中包翻渣站除塵系統(tǒng),所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式及安裝位置,_合理巧妙利用有限空間,要求它既不能妨礙中包下吊、翻轉(zhuǎn)、從翻渣坑中吊走廢鋼坯等工藝操作,又_將翻轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的煙塵盡可能地捕集抽走,根據(jù)設(shè)計(jì)原始參數(shù),本著除塵系統(tǒng)運(yùn)行可靠、布置合理、操作與管理方便、不妨礙生產(chǎn)和其它設(shè)備運(yùn)行、同時(shí)節(jié)省投資費(fèi)用的原則,提出以下幾種設(shè)計(jì)方案。
3.1 吸塵罩的四種設(shè)計(jì)方案
3.1.1 側(cè)吸罩
它是通過罩口的抽吸作用在距離吸氣口以外的有害物散發(fā)點(diǎn)上造成適當(dāng)?shù)目諝饬鲃?/span>,從而把有害物吸入罩內(nèi),通過風(fēng)機(jī)抽到除塵器內(nèi)進(jìn)行除塵。本設(shè)計(jì)中考慮到煙塵量大而且分散,為了更有利于捕塵,在翻渣坑兩側(cè)及后部固定設(shè)置側(cè)吸罩。
為論證其可行性,在實(shí)驗(yàn)室按翻渣坑尺寸比例模擬砌成一地坑,用硬聚氯乙稀板做成側(cè)吸罩,分別安裝在地坑兩側(cè)及后部,用一斜板代替翻轉(zhuǎn)臺,斜板的傾斜角可調(diào),用60℃左右的大顆粒煤渣代替中包內(nèi)殘?jiān)?/span>,進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中觀察到:
煤渣在翻轉(zhuǎn)下落過程中,高溫含塵氣流瞬間沖擊并在熱壓的作用下上揚(yáng)速度很快,只有一部分煙氣被吸入到罩內(nèi),一部分煙氣會上飄。煤渣下落到地坑后,上升的含塵煙氣絕大部分被吸入煙罩內(nèi)。
實(shí)驗(yàn)表明:如果在中包翻轉(zhuǎn)站兩側(cè)及反部設(shè)置側(cè)吸罩,中包翻轉(zhuǎn)瞬間捕塵效果不好,但中包下落到翻渣坑后,捕塵效果較好。
3.1.2 吹吸罩
吹吸罩是利用射流作為動力,把有害物輸送到排風(fēng)罩口再由其排除,它是依靠吹吸氣流的聯(lián)合工作進(jìn)行有害的控制和輸送。在中包的一側(cè)設(shè)置吹風(fēng)口,在另一側(cè)設(shè)置吸風(fēng)口,吹風(fēng)口布置在操作人員一側(cè),如圖1所示。
為論證其可行性,在側(cè)吸罩實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱b置上進(jìn)行改進(jìn),在地抗一側(cè)安設(shè)吸塵罩,另一側(cè)設(shè)置送風(fēng)口,用小型風(fēng)機(jī)吹風(fēng),實(shí)驗(yàn)中觀察到:
（1）吹吸罩安裝的位置與捕塵效果有關(guān),如果把吸塵罩安裝在正對煤渣翻轉(zhuǎn)的方向,正對吹吸罩安放送風(fēng)口,煤渣翻卸時(shí)產(chǎn)生向前的沖擊,在吹氣流作用下,絕大多數(shù)能進(jìn)入吸塵罩,改變吹吸罩安放的位置,如吹吸罩安放在煤渣傾翻方向的一側(cè),正對吹吸罩安放送風(fēng)口,此時(shí)除塵效果不如前者效果好。
圖1 吹吸罩示意圖
1.翻渣坑2.上吸罩3.移動管4.固定管5.長形上吸罩6.小車7.平衡錘8.小車平臺
圖2 兩級移動式上吸罩圖
3.1.3 兩級移動式止吸罩
對上揚(yáng)的高溫?zé)煔?/span>,采用上部吸氣罩捕塵效果肯定比側(cè)吸罩好,但由于中包要經(jīng)常從行車上吊到翻轉(zhuǎn)臺上,翻轉(zhuǎn)后的鋼坯又要被行車吊走,直接設(shè)計(jì)成上吸罩顯然是不可能的,為此設(shè)計(jì)成移動式上吸罩（如圖2所示）,即下吊中包時(shí),上吸罩在小車的載運(yùn)下,后退到兩中包翻渣站之間的空地,便于行車下吊中包,當(dāng)中包在翻轉(zhuǎn)中,上吸罩在小車的載運(yùn)下處于捕塵位置,煙塵被抽走后移動上吸罩,吊走從中包中翻轉(zhuǎn)出來的鋼坯。由于上吸罩在移動時(shí),上吸罩的管道隨之移動,為解決上吸罩上的移動管道與連接除塵器上的固定管道之間的連接問題,設(shè)計(jì)成兩級移動式上吸罩,即在連接除塵器的固定管道上設(shè)計(jì)一個(gè)長形吸氣罩,并_上吸罩上的移動管道始終被罩在上部長形吸氣罩內(nèi)。這種設(shè)計(jì)方案其特點(diǎn)是:上吸罩可以移動,長形吸氣罩可根據(jù)現(xiàn)場空間條件,選擇一個(gè)不妨礙行車的空間安放,并能很好地解決移動管道與固定管道之間的連
接問題。
3.1.4 對開式密閉罩
密閉罩是把有害物源全部密閉在罩內(nèi),但考慮到中包翻轉(zhuǎn)站現(xiàn)場條件,不能直接高置密閉罩,而采用對開式密閉罩,如圖3所示,它由安裝在翻渣坑兩側(cè)的兩部分可開行的對開移動罩組成,吸塵口設(shè)在中包翻轉(zhuǎn)站的一側(cè),其連接風(fēng)管與連通除塵器上的固定鋼管采用插口連接。當(dāng)?shù)踯嚨跸轮邪鼤r(shí),兩移動罩分開,向兩側(cè)移動,露出翻渣站,當(dāng)中包被吊裝到翻轉(zhuǎn)臺后,兩移動罩合攏,形成密閉罩,然后在密閉罩內(nèi)翻渣入坑。產(chǎn)生的粉塵由罩子上部的吸塵口通過管道進(jìn)入除塵器除掉。移動罩靠驅(qū)動裝置拖動。這種吸氣罩特點(diǎn)是能有效地利用現(xiàn)有狹小的空間,把飛揚(yáng)手粉塵_密閉在罩內(nèi),有效防止粉塵飛散到工作區(qū)。
3.2 吸塵罩設(shè)計(jì)方案的對比與_
以上四種吸塵罩特點(diǎn)對比如下
從上表可看出:
（1）側(cè)吸罩、吸吹罩結(jié)構(gòu)_為簡單,可以不設(shè)置控制系統(tǒng),人手動操作,費(fèi)用_節(jié)省,但捕塵效果差。如果投資費(fèi)用有限,對環(huán)保要求不高的場所,可以考慮選用吸吹罩。如翻車機(jī)翻卸物料時(shí),可以采用這種簡單的吸吹罩。
（2）兩級移動式上吸罩結(jié)構(gòu)并不太復(fù)雜,只是需要裝設(shè)一個(gè)可在軌道上推行的小車。捕塵效果比前兩種好,其缺點(diǎn)是在移動管與上部長形吸塵罩之間會有少量的漏風(fēng)。如果空間位置狹小,投資費(fèi)用有限。對環(huán)保有所要求的場所,可以采用這種吸塵罩。
（3）對開式密閉罩鋼材量大,控制系統(tǒng)復(fù)雜,投資費(fèi)用高,但捕塵效果_。在投資許可的條件下,加之,對環(huán)保有嚴(yán)格要求的場合,選用這種吸塵罩。經(jīng)估算對開式密閉罩投資費(fèi)用不_過10萬元,加上除塵器、風(fēng)管及其它控制系統(tǒng),總費(fèi)用可控制在預(yù)計(jì)費(fèi)用內(nèi)。
綜上所述:中包翻渣站先選用對開式密閉罩。
圖3 煉鋼中包除塵系統(tǒng)對開式密閉罩示意圖
4、 除塵設(shè)備的選用
布袋除塵器的選用,_考慮到粉塵的分散度,粉塵比電阻、含塵氣體溫度、煙氣量、除塵效率、投資費(fèi)用等因素的影響。工業(yè)中常采用的除塵器是旋風(fēng)除塵器、布袋除塵器、電除塵器。其性能如下表所示:
對比污染物參數(shù),優(yōu)化選用電除塵器和布袋除塵器,但吸塵罩選用投資費(fèi)用高的對開式移動罩,如果再選用電除塵器,總投資費(fèi)用勢必_過預(yù)計(jì)投資,選用布袋除塵器為佳?？蛇x用冶金部安全環(huán)保研究院研制的長袋低壓大型脈沖袋式除塵器,濾袋材質(zhì)采用壓光滌綸針剌氈。特點(diǎn)是:凈化效率高,清灰效果好,經(jīng)濟(jì)可靠,使用簡單。它采用阻力低、啟動快,清灰能力強(qiáng)的脈沖閥,_了噴吹管等部件的動力特性,濾袋拆卸方便,便于運(yùn)行的維護(hù)檢修。
5.1 采用液力耦合器
中包翻渣站除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)長期處于間歇操作的負(fù)荷下工作,翻渣間歇工作,產(chǎn)生的粉塵是陣發(fā)性的,因此除塵器可以不連續(xù)工作,這樣_可以利用原來的除塵器在不翻渣時(shí)進(jìn)行停風(fēng)清灰,但風(fēng)機(jī)是不能頻繁啟動的。可以在風(fēng)機(jī)與電機(jī)之間設(shè)置液力耦合器,控制風(fēng)機(jī)在不除塵時(shí)處于低速運(yùn)轉(zhuǎn),除塵時(shí)處于高速運(yùn)轉(zhuǎn),這樣風(fēng)機(jī)的軸功可降低很多,節(jié)約了不翻渣除塵時(shí)的電力消耗。
5.2 完善的控制系統(tǒng)
為使除塵系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行,提高除塵效率,節(jié)省能源。在系統(tǒng)上設(shè)置一些必要的監(jiān)測措施,設(shè)計(jì)有除塵器進(jìn)出口壓力、風(fēng)機(jī)軸承溫度、風(fēng)機(jī)出口煙氣壓力、電機(jī)軸承溫度及定子溫度、液力耦合器進(jìn)出口油溫、出口油壓、轉(zhuǎn)速等監(jiān)測點(diǎn),以上測點(diǎn)數(shù)據(jù)均可由設(shè)在除塵控制室內(nèi)的微機(jī)顯示。同時(shí)微機(jī)還可控制液力耦合器的充油、轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
設(shè)計(jì)中,為使設(shè)備啟動和自動化檢測的需要而設(shè)置的各種繼電保護(hù)裝置以及各測量儀表均設(shè)在控制柜上,以便操作人員觀察與控制。同時(shí)除法器上的星形卸灰閥及振動器的啟動、停止控制均通過柜上所設(shè)按扭進(jìn)行。
控制柜設(shè)在翻渣站一測的操作室內(nèi),密閉罩移動時(shí),操作室不移動。
6 結(jié)束語
吸塵罩是中包布袋除塵器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。兩級移動上吸罩、對開式密閉罩捕塵效果好,但前者存在移動管與長形吸塵罩之間的漏風(fēng)現(xiàn)象,_對開式密閉罩可以在不改變原有生產(chǎn)工藝,不影響生產(chǎn)的前提下,較好地解決在有限空間內(nèi)設(shè)置除塵系統(tǒng)的問題。除塵器選用長袋低壓大型脈沖袋式除塵器,在系統(tǒng)中采用液力耦合器,配以監(jiān)測與控制系統(tǒng)。這套除塵系統(tǒng)在二煉鋼運(yùn)行一年半以來,運(yùn)行狀況良好,捕塵效率高.
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