分析冶炼电炉除尘系统技术问题-江阴市大桥环保除尘设备有限公司

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冲洗卷盘箱	洒水喷枪
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煤场、料场喷洒系统
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冲洗卷盘箱
　　1. 冲洗卷盘箱带有可折叠手柄，将水管缠绕在卷盘箱内的卷盘上，胶管收放自如，卷盘转动灵活。
　　2.冲洗卷盘箱缠绕胶管应整齐排列在卷盘内。卷筒放管拉至任意长度，水量大小在额定范围内可调节。
　　3.冲洗卷盘箱胶管端部连接供手动操作的冲洗水枪，冲洗水枪的喷嘴可以调节，既可直射，也可开花。
　　4.冲洗卷盘箱卷盘用不锈钢材料制作，冲压成型材料厚度≥1.5mm；其强度和刚度和旋转的灵活性需满足长期频繁使用的要求灰场表面有大片的干灰面露出，容易被风力吹扬，造成周围环境污染。为方便灰场管理，洒水喷枪的使用势在必行。
　　灰场的安全管理工作是发电厂安全生产的重要环节．是企业可持续发展的可靠保证，但同时也是生产管理的薄弱环节，由于灰场的地理环境以及所在生产环节中的地位，灰场的管理比较简单化，容易被忽视，如管理不当，不但灰场的正常储灰要受到影响，而且使周围的天气，水体和土壤受到严重的污染，使灰场附近的农副业生产和居民生活受到危害，严重时威胁灰场大坝的安全，造成恶性垮坝和环境污染事故。
　　灰场降尘最为有效和经济的方式就是采取洒水喷枪洒水喷淋降尘，将具有一定压力的水摘要待装船输出的煤炭在港口煤场堆积如山，冬天随风扬尘造成环境污染，夏天高温会自燃。本文完成了秦皇岛港口煤炭作业洒水除尘工程中PLC控制系统的理论研究、方案设计及工程实现，着重介绍了对洒水喷枪、变频器和喷枪启动顺序的控制。
　　关键词自动控制；集散控制；PLC；
　　0 引言
　　秦皇岛港是我国最大的煤炭水运输出港，但堆积在港口煤堆场上的煤炭随风扬尘造成了环境污染。一般的治理方法是采用高压喷枪定时对煤堆进行洒水，既可防止煤尘的飞扬又可在夏季时降低煤堆中间的温度防止煤炭自燃。秦皇岛港在冬季往往风力较大容易扬尘，因此需要对洒水系统的设备和控电炉烟气采用喷雾冷却是国内外近年开发使用的一种新工艺。目前有两种实施方案：一种方案是拆除水冷烟道、机力风冷器，新增喷雾蒸发冷却塔，电炉一次烟气的冷却主要由蒸发冷却完成。新建或电炉除尘系统有大修机会适合采用本方案；另一种方案是所谓的削峰冷却方案，即电炉一次烟气的冷却主要还是由原有系统完成，在系统中增加少数喷嘴，仅在原冷却系统冷却不下来、需要大量参冷风、但风机又抽不动时开启喷雾冷系统，起补充冷却作用。由于不改动原系统，本方案可以在现有除尘系统中采用。
　　无论采用哪种技术方案，电炉烟气采用喷水雾蒸发冷却技术的技术难点和问题主要有下列两点：
　　一、100%蒸发的喷雾蒸发冷却　　6灰斗料位监测——在除尘器灰斗上安装料位计（高位及低位），当灰斗中的积灰达到高位限值时启动排灰装置，达到低位设定值时停止排灰。此外，对于高温烟气，一般在灰斗上还需要设置加热器（电加热或蒸汽加热），此时，也需要在灰斗内设置温度传感器。当灰斗内温度过低时发出信号打开加热器，以保证除尘器灰斗不产生结露；当温度过高时也需采取措施以避免烧毁滤袋。

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分析冶炼电炉除尘系统技术问题

　　摘要：分析了影响电炉除尘系统效果、运行费用的三个关键性因素：除尘器过滤布袋滤料的品质、清灰技术和烟气温度。
　　关键词：除尘器；滤料品质；清灰技术；烟气温度
　　随着我国环保法规的健全与完善、人们环保意识的提高，在引进国外或改造已有电炉冶炼技术与设备的同时应考虑与之配套的世界先进电炉除尘系统。近几年，电炉增设气(油)氧喷枪、热装铁水等工艺改进，生产节奏加快、冶炼时间缩短，产量相应提高。除尘系统也就出现了能力不足、效果降低的现象，各厂也纷纷从技术上论证，采取措施达到国家规定的排放指标。就此，对电炉除尘系统提出三个关键性问题，进行分析。
　　一、除尘系统工艺流程
　　1、普遍采用的工艺流程
　　电炉炉内一次排烟、电炉密闭罩及厂房屋顶二次排烟及精练炉、上料系统排烟、风机加压送入电炉除尘系统主管道相结合的烟气捕集、滤袋过滤的干式除尘方法、负压操作的工艺流程，见图1。
　　图1　电炉除尘普通工艺流程
　　2、PLC自动控制
　　(1)脉冲(设定时间或压差)反吹清灰。
　　(2)根据冶炼工况自动调节各烟尘捕集点的风量、风压和风机功率。
　　二、关键技术问题
　　1、除尘器布袋滤料的品质
　　滤料的品质选择，决定了除尘器的运行阻力和运行费用、投资费用，直接影响烟尘的排放浓度。
　　2、清灰技术
　　清灰性能的好坏直接影响过滤效率率和布袋的寿命。
　　3、烟气温度
　　烟气温度控制直接影响密闭罩及厂房屋顶排烟效果、炉内微负压形成和布袋的寿命。
　　三、技术分析
　　1、布袋滤料
　　常用的布袋滤料为涤纶针刺毡，其过滤原理是依据布袋表面的一次粉尘层(尘饼)来实现过滤。电炉烟尘特点：轻、细、分散性大和流动性差；极易堵塞布袋，即"糊袋"。烟气中的主要成分与粉尘成分(见表1、表2)。
　　FeO、FeO／Fe2O3和CaO容易在布袋表面结晶成块覆盖滤料的孔隙，再加上粉尘渗入滤料内层久而久之堵塞孔隙，使得通过布袋气流量下降，压力损失增加，除尘器运行阻力增高(图2)。各个吸尘点对烟尘捕集“有气无力”，烟尘向外弥散污染环境；布袋反吹清灰周期变短甚至不间断反吹清灰，降低布袋疲劳寿命而破裂，造成烟尘排放超标(大于100mg/Nm3)。为达到环保排放要求，不得不更换布袋，增加运行费用。另外，系统难免的事故水也将是烟气中水分的来源。因此，布袋滤料选择原则建议传统涤纶针毡进行特殊处理，以满足：
　　a. 憎水性，水份不与布袋结合，不粘尘，粉尘、水份沉落灰仓。
　　b. 布袋滤料纤维断裂强度，建议：横向绽裂强度＞120kg/5 cm；纵向绽裂强度＞70kg/5cm。
　　图2　除尘器运行阻力
　　2、清灰技术
　　(1)清灰用具可调压力的介质气体。布袋滤料使用初期，其过滤效率较高，布袋堵塞程度较轻，清灰反吹压力可控制在3～4kg。避免布袋长期在较高压力下运行而提前疲劳；布袋滤料使用后期，布袋堵塞程度越来越重，运行负荷持续上升，低压力反吹难以清灰，此时可用5～7kg压力清灰，使过滤压降尽可能降低，保持较好的清灰效果，达到延长布袋疲劳寿命的效果。但此时应增加文氏管防止高压气体偏吹造成布袋破裂。
　　(2)清灰用介质气体应无水无油，对钢厂而言使用氮气较为理想。因为在一定压力、温度下压缩控制中含有一定量的水份(见图3)。
　　图3　不同压力下压缩空气中饱和含湿量
　　(3)除尘器停止运行后应继续反吹清灰两个周期，避免空气中水份与布袋表面灰尘结合结块糊袋。
　　3、烟气温度
　　(1)进入除尘器的烟气温度(T)过高，布袋滤料收缩变形使运行阻力增加。如果烟气温度(T1)超过滤料软化温度点，将使布袋失效或烧毁。因此，在进入除尘器前必须有事故保护的混风机构，使得外界自然空气充分与烟气混合、冷却，保证烟气在布袋滤料软化温度点以下进入除尘器。
　　(2)如果烟气长期在事故状态下进入除尘器，必将使整个除尘系统管网“短路”，造成各个吸尘点捕集烟尘效果极大降低；T2温度过高，水冷，滑套自动滑离炉盖烟气弯头，炉内微负压难以形成。要求烟气管路有充分的冷却能力；如水冷烟道有足够长或相当直径，机力冷却器有足够的冷却面积。
　　四、结论
　　选择防油防水涤纶针刺毡，采取合理的清灰技术，控制好电炉除尘系统的烟气温度，将会使系统运行阻力小、除尘效果好、布袋寿命较长，运行费用低。三者间有机、合理地匹配，完全立足国产化即可满足电炉除尘系统达到环保规定的排放指标。

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