某鋼廠除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)及改造

唐錦蕓 胥海倫 王令 鐘星燦

摘 要：某鋼廠由于生產(chǎn)需要對(duì)其廠內(nèi)某車間1#、2#電爐進(jìn)行了改造，造成了瞬時(shí)煙量的增加，現(xiàn)有除塵設(shè)備無法滿足需求。本文在現(xiàn)有條件下對(duì)除塵系統(tǒng)進(jìn)行改造，并聯(lián)了相關(guān)除塵器，并增設(shè)了均風(fēng)罩，解決了瞬時(shí)排煙量的增加問題，滿足生產(chǎn)需要的同時(shí)符合工業(yè)生產(chǎn)環(huán)保要求。

關(guān)鍵詞：除塵系統(tǒng)；鋼廠；改造

某煉鋼廠先后對(duì)1#電爐和2#電爐進(jìn)行超高功率改造，電爐變壓器功率由15MVA提高至25MVA，并增設(shè)爐壁氧槍，冶煉過程熔化期和氧化期時(shí)間縮短，使得單位時(shí)間產(chǎn)生的煙氣量及瞬時(shí)煙氣量增加，但現(xiàn)有的除塵系統(tǒng)無法及時(shí)捕集煙氣，導(dǎo)致煙氣溢出廠房，屋頂出現(xiàn)大量黃煙。目前，1#、2#電爐已完成改造并投產(chǎn)。生產(chǎn)實(shí)踐表明，電爐冶煉時(shí)從爐蓋加料孔溢出的大量煙氣得不到及時(shí)抽離而外溢出煉鋼廠房，煙氣排放不能達(dá)標(biāo)，造成顯見的環(huán)境污染，該廠所在地區(qū)環(huán)保部門已對(duì)該廠生產(chǎn)車間多次提出了警告和罰款，整改迫在眉睫。

1、現(xiàn)在車間需要改造的問題

（1）現(xiàn)有除塵系統(tǒng)明顯不能滿足改造后的電爐需要

車間以前的除塵系統(tǒng)有3臺(tái)脈沖袋式除塵器。每臺(tái)除塵器處理煙氣量為600000 m3/h，電機(jī)功率900kW。該除塵系統(tǒng)采用行車通過式差速集煙罩（屋頂罩、二次排煙）結(jié)合爐前導(dǎo)流罩，對(duì)電爐生產(chǎn)全程各階段的煙氣進(jìn)行捕集，然后通過除塵管道輸送到除塵器進(jìn)行處理后從煙囪排出。

目前與1#、2#電爐配套的1#、2#除塵系統(tǒng)是按照配套非超高功率電爐的冶煉條件進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的；隨著1#電爐和2#電爐陸續(xù)改造完成并投產(chǎn)，電爐變壓器功率由15MVA增加到25MVA，并增設(shè)爐壁氧槍，冶煉周期由180min降低到90min，吹氧時(shí)間由30min降低至20min，主要體現(xiàn)在熔化期縮短，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的煙氣量增加50%，達(dá)到620000 m3/h（含混風(fēng)），超出現(xiàn)有除塵系統(tǒng)風(fēng)量范圍。使得單位時(shí)間產(chǎn)生的煙氣量及瞬時(shí)煙氣量急劇增加，而之前的除塵系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)在的除塵要求。

（2）出鋼側(cè)導(dǎo)流罩無吸風(fēng)口

電爐煉鋼時(shí)產(chǎn)生的煙塵主要體現(xiàn)在加料、冶煉和出鋼三個(gè)階段，其中冶煉階段氧化期產(chǎn)生的煙氣量最大，含塵濃度和煙氣溫度最高，煙氣溫度可達(dá)1400～1600℃。該生產(chǎn)車間1#、2#電爐變壓器功率提高，上述過程產(chǎn)生的煙氣通過加料孔溢出，上升至屋頂罩口及出鋼側(cè)導(dǎo)流罩，由于煙氣量急劇增加且出鋼側(cè)導(dǎo)流罩無吸風(fēng)口，現(xiàn)有屋頂罩系統(tǒng)不能將煙氣有效、及時(shí)地抽離，煙氣彌漫于廠房屋頂并溢出廠房。

2、除塵系統(tǒng)主要改造的內(nèi)容及方案

針對(duì)除塵系統(tǒng)目前存在的問題，并根據(jù)3#電爐在1#、2#電爐改造完成投產(chǎn)后退出運(yùn)行的實(shí)際情況，現(xiàn)擬對(duì)該廠車間現(xiàn)有除塵系統(tǒng)實(shí)施改造方案如下：

（1）將2#除塵器和3#除塵器并聯(lián)，增加風(fēng)量；拆除2#除塵器到3#電爐的第一個(gè)彎頭，封堵到3#電爐的管道；將2#除塵器與3#除塵器管道連通；拆除4#電爐到3#除塵器管道的第一個(gè)彎頭，新增一個(gè)45°彎頭與前述2#、3#除塵器連接管道相連，彎頭偏向2#除塵器；為避免2#除塵與3#除塵器直接連通形成互吸損失風(fēng)機(jī)壓頭，在3#除塵器到4#電爐連接管道第一個(gè)變徑處將管道封堵，在封堵位置新增2#除塵到5#電爐除塵管道，在現(xiàn)有3#除塵器到5#電爐除塵管道的第一個(gè)變徑處相連；原3#LF爐除塵管道與新增2#除塵到5#電爐除塵管道干涉，調(diào)整現(xiàn)有3#LF爐除塵管道碰頭位置到3#除塵器至5#電爐除塵管道的第一個(gè)變徑處。

（2）新增出鋼側(cè)吸風(fēng)罩，捕集冶煉和出鋼時(shí)出鋼側(cè)導(dǎo)流罩內(nèi)的煙氣；5#電爐：在現(xiàn)有出鋼側(cè)導(dǎo)流罩內(nèi)新增一套均風(fēng)罩；在出鋼側(cè)導(dǎo)流罩南側(cè)、變壓器室外新增一套軸流風(fēng)機(jī)，與前述均風(fēng)罩連接；新增軸流風(fēng)機(jī)出口管道通過廠房行車梁中間空隙上房頂，與屋頂罩除塵主管道連接；采用消防高溫排煙軸流風(fēng)機(jī)，新增風(fēng)機(jī)安裝檢修平臺(tái)；出鋼側(cè)吸風(fēng)罩管道與屋頂罩管道連接處，采用射流式接口，接口處設(shè)置輕鋼結(jié)構(gòu)雨棚。在現(xiàn)有1#電爐出鋼側(cè)導(dǎo)流罩內(nèi)新增一套均風(fēng)罩；在出鋼側(cè)導(dǎo)流新增2#除塵到2#電爐除塵管道，在現(xiàn)有3#除塵器到2#電爐除塵管道的第一個(gè)變徑處相連；原3#LF爐除塵管道與新增2#除塵到2#電爐除塵管道干涉，調(diào)整現(xiàn)有3#LF爐除塵管道碰頭位置到3#除塵器至2#電爐除塵管道的第一個(gè)變徑處。

3、配套電氣工程改造

該車間除塵系統(tǒng)改造后，對(duì)應(yīng)的電氣工程改造主要包括：1#、2#電爐新增軸流風(fēng)機(jī)及電動(dòng)調(diào)節(jié)閥受電箱的安裝；2#、3#除塵并聯(lián)新增電動(dòng)蝶閥受電箱的安裝；防雷接地；配套電纜敷設(shè)；電氣消防等。

本改造總裝機(jī)容量新增～40kW，均為380V系統(tǒng)。各套除塵系統(tǒng)容量如下：

（1）1#電爐新增出鋼側(cè)吸風(fēng)口新增容量18.9 kW；

（2）2#電爐新增出鋼側(cè)吸風(fēng)口新增容量18.9 kW；

（3）2#、3#除塵器并聯(lián)新增容量1.5 kW。

根據(jù)設(shè)計(jì)本次改造380V低壓供配電方案如下：

（1）1#電爐新增出鋼側(cè)吸風(fēng)口電源取自現(xiàn)有1#爐低壓控制室，經(jīng)測(cè)算可滿足本次新增容量需要；

（2）2#電爐新增出鋼側(cè)吸風(fēng)口電源取自現(xiàn)有2#爐低壓控制室，經(jīng)測(cè)算可滿足本次新增容量需要；

（3）2#、3#除塵器并聯(lián)新增用電電源取自3#除塵器低壓電氣室，經(jīng)測(cè)算可滿足本次新增容量需要。

4、配套土建工程改造

本改造土建建設(shè)主要內(nèi)容為新增風(fēng)機(jī)平臺(tái)、風(fēng)管支架及基礎(chǔ)、擋雨棚。

5、環(huán)境保護(hù)

本改造由于采用國(guó)內(nèi)成熟、先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，合理地利用資源與能源，針對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生污染的環(huán)節(jié)采取了列行之有效的控制措施，明顯改善現(xiàn)有電爐生產(chǎn)期間污染情況。

6、職業(yè)安全與衛(wèi)生

本改造嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家及行業(yè)有關(guān)勞動(dòng)安全衛(wèi)生設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定。針對(duì)生產(chǎn)過程中可能發(fā)生的火災(zāi)、設(shè)備事故、機(jī)械傷害等職業(yè)危險(xiǎn)因素均采取了有效的控制和防范措施；對(duì)生產(chǎn)崗位的煙塵、噪聲等職業(yè)危害因素也采取了相應(yīng)的控制和防治措施。在嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程和各種規(guī)章制度的情況下，可以保證安全正常生產(chǎn)和工作人員的身體健康。

7、結(jié)語

通過這次對(duì)某鋼廠生產(chǎn)車間的改造，經(jīng)過一段時(shí)間的投入生產(chǎn)實(shí)踐證明，改造后的除塵系統(tǒng)能對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)流程進(jìn)行有效全面的除塵排煙，并且符合當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭林文.重慶市公共建筑能耗現(xiàn)狀及節(jié)能評(píng)價(jià)分析[D].重慶：重慶大學(xué)，2005.

[2] 吳寶真，王華男，王思平.某電解鋁廠吹吸式排風(fēng)罩氣流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J].清洗世界，2011（12）.

[3] 郭建中，鮑金玲.上吸罩流場(chǎng)數(shù)值模擬及其控制效果分析[J].環(huán)境與健康雜志，2008（9）.

[4] 王思平，王華男，邊艷麗.電解鋁殘陽(yáng)極清理局部排風(fēng)罩氣流場(chǎng)的數(shù)值模擬[J].沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，2011.

（作者單位：西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院）