铝熔炼炉除尘方案

铝熔炉除尘系统铝熔炉除尘系统 设设 计计 方方 案案 目目 录录 一 一 前言 设计依据和目标 前言 设计依据和目标 二 二 新建工程概述新建工程概述 三 三 设计内容设计内容 四 四 方案的设计依据及原则方案的设计依据及原则 五 五 治理方案实施后环保性能指标治理方案实施后环保性能指标 六 六 铜熔炼炉车间粉尘治理方案铜熔炼炉车间粉尘治理方案 七 七 技术方案技术方案 八 八 除尘设备技术说明除尘设备技术说明 九 九 高效除尘装置工艺流程及使用特点高效除尘装置工艺流程及使用特点 十 十 工程投资概算工程投资概算 十一 十一 工期工期 十二 十二 项目实施效益分析项目实施效益分析 十三 十三 结论意见结论意见 一 前言一 前言 随着经济的快速发展 环境污染已成为制约我国经济发展的重 要因素 贵单位地处山东省济南地区 执行国家关于工业窑炉相关 大气排放环境标准 今贵单位领导非常重视环保治理 受贵单位委 托 我公司技术人员对贵单位所需废气治理工程现场进行了实地考 察 并初步拟定选用高效复合除尘装置及系列专利技术承担此项任 务 现将初步治理设计方案提请贵单位审查 决策 待审定后 作 为施工及设备制作等相关设计依据 二 新建工程概述二 新建工程概述 本工程所涉及治理范围为铝熔炼炉熔炼过程中 产生大量烟尘 严重地污染了生产现场环境 更重要的是直接危害了操作工人的身 体健康 冶炼产生的粉尘具有较高的回收再利用价值 为了改善岗 位条件和厂区的工作环境 必须新建除尘环保设施以满足保护工人 身体健康 及回收利用价值粉尘的实际需要 铜在熔炼过程中产生 大量的 有价值粉尘 为了便于回收价值粉尘 在整个收尘系统中采用袋除 尘设计 由于从熔炼炉烟道的烟气温度过高 且偶尔带有火星 在 除尘系统前 布置火花捕集器 由于回收原料内杂质内含塑料 橡 胶 在燃烧过程中会产生大量焦油 需设计干粉喷吹脱硫布袋保护 系统 针对烟气内含有爆燃气体 整个系统做防爆设计 三 设计内容三 设计内容 1 治理范围 铝熔炼炉在生产过程中 从炉内产生大量烟尘 2 设计内容 尘气捕集罩的设计 车间内外除尘管道的布置 火花捕集器的设计 烟气净化设备 除尘器 设计 滤布保护系统设计 布袋除尘器防爆设计 除尘系统参数设定及主要设备选型 除尘系统的总布置图 四 方案的设计依据及原则四 方案的设计依据及原则 1 设计依据 1 1 贵厂提供的有关资料 1 2 我公司技术人员现场测量数据 1 3 我公司在冶金行业除尘治理的成功经验 1 4 我公司所采取的先进工艺 a 低阻 高温流量管道系统工艺 b 吸尘罩 手动切换阀 吸尘罩最佳实用技术 c 火花捕集器 布袋除尘器 干粉喷吹系统 2 设计原则 2 1 不影响操作工艺为生产服务宗旨 2 2 满足国家及行业对环保的要求并达标 2 3 所采用的技术经得起实践检验 并能保证长期可靠稳定的运 行 2 4 性价比优 一次投资省 长期运行费用低 效果好 2 5 兼顾企业发展规划与现行的协调 五 治理方案实施后环保性能指标五 治理方案实施后环保性能指标 1 烟尘捕集率 95 2 排放浓度 30mg Nm3 4 岗位粉尘浓度 20mg Nm3 六 铝熔炼炉烟气除尘治理方案六 铝熔炼炉烟气除尘治理方案 1 新建除尘系统方案 熔炉收尘罩 烟道 火花捕集系统 干粉喷吹系统 新建布袋除尘 器 风机 对外排放 七 技术方案七 技术方案 1 风量的确定 1 壹台 X T 铝熔炉 45000m3 h 台 2 设计内容 2 1 方案一采用原有除尘风量 45000m3 h 台设计 根据炉门设计 吸尘罩并配备提升炉门 新建火花捕集系统用来满足烟气进入布袋 除尘器时要求 设计一套烟气干粉喷吹系统 保证在燃烧再生废料 中诸如塑料 橡胶等具有强烈挥发分的物质燃烧时产生的焦油对布 袋除尘器里的滤袋表层粘糊 保证布袋除尘器正常运行 2 1 1 系统设计 烟气捕集罩的设计 投料大炉门等熔炼时外冒的粉尘会成系统性的往上走 因此该捕 集罩位于炉门的上方 根据粉尘特性确定吸尘罩的罩口风速在 2 5m s 左右 捕集罩必须解决的几个问题 a 不能影响操作工人正常工作 b 吸尘罩保证捕集率在 95 以上 管网设计 按除尘系统风量要求 从收尘罩及相应支线管路的尺 寸 计算主管道及各部位连接管道的尺寸 火花捕集系统设计 保证火花捕集同时系统进一步降温 以满足 布袋除尘器运行要求 新建干粉喷吹系统 用于烟气中的焦油对布袋的粘结及防腐脱硫 新建除尘器设计 一台铝熔炉运行时除尘风量 拟选用环喷 96 7 脉冲布袋除尘器 风机选型 4 68 45KW 八 除尘设备技术说明八 除尘设备技术说明 一 环喷脉冲布袋除尘器介绍 一 环喷脉冲布袋除尘器介绍 1 概述 脉冲袋式除尘器是一种处理风量大 清灰效果好 除尘效率高 运行可靠 维修方便 占地面积小的单元组合式除尘器 除尘器本体包括的内容有 箱体 箱体内部所有部件 包括布 袋 花格板 导流板 滤袋 脉冲阀 气包 喷吹管 灰斗设星型 卸灰阀 振打器 各层走梯 平台护栏等 采用可编程序控制器 PLC 控制仪 2 结构原理 布袋除尘器也称过滤式除尘器 是一种干式高效除尘器 它是 利用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物 的除尘装置 其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与 纤维碰撞而被拦截 细微的尘粒则受气体分子冲击不断改变着运动 方向 由于纤维间的空隙小于气体分子布朗运动的自由路径 尘粒 便与纤维碰撞接触而被分离出来 其工作过程与滤料的编织方法 纤维的密度及粉尘的扩散 惯性 遮挡 重力和静电作用等因素及 其清灰方法有关 滤布材料是布袋除尘器的关键 性能良好的滤布 除特定的致密度和透气性外 还应有良好的耐腐蚀性 耐热性及较 高的机械强度 袋式除尘器按其清灰方式的不同可分为 振动式 气环反吹式 脉冲式 声波式及复合式等五种类型 其中脉冲反吹式根据反吹空 气压力的不同又可分为高压脉冲反吹和低压脉冲反吹两种 脉冲清 灰袋式除尘器由于其脉冲喷吹强度和频率可进行调节 清灰效果好 是目前世界上最为广泛应用的除尘装置 含尘气体从袋式除尘器入口进入后 通过烟气分配装置均匀分 配进入滤袋 当含尘气体穿过滤袋时 粉尘即被吸附在滤料上 而 被净化的气体则从滤袋内排除 当吸附在滤料上的粉尘达到一定厚 度时 电磁阀开启 喷吹空气从滤袋出口处自上而下与气体排除的 相反方向进入滤袋 将吸附在滤袋外表面的粉尘清落至下面的灰斗 中 3 工作原理 脉冲袋式除尘器的气体净化方式为外滤式 含尘气体由导流管 进入各单元过滤室 由于设计中袋底离进风口上口垂直距离有足够 合理的空间 气流通过适当导流和自然流向分布 达到整个过滤室内 气流分布均匀 含尘气体中的颗粒粉尘通过自然沉降分离后直接落 入灰斗 其余粉尘在导流系统的引导下 随气流进入中箱体过滤区 吸附在滤袋外表面 过滤后的洁净气体透过滤袋经上箱体 排风管 排出 滤袋采用压缩空气进行喷吹清灰 清灰机构由气包 喷吹管和 电磁脉冲控制阀等组成 过滤室内每排滤袋出口顶部装配有一根喷 吹管 喷吹管下侧正对滤袋中心设有喷吹口 每根喷吹管上均设有 一个脉冲阀并与压缩空气气包相通 清灰时 电磁阀打开脉冲阀 压缩空气经喷口喷向滤袋 与其引射的周围气体一起射入滤袋内部 引发滤袋全面抖动并形成由里向外的反吹气流作用 清除附着在滤 袋外表面的粉尘 达到清灰的目的 随着过滤工况的进行 当滤袋表面粉尘达到一定量时 由清灰 控制装置 差压或定时 手动控制 按设定程序打开电磁脉冲阀喷 吹 压缩气体以极短促的时间顺序通过各个脉冲阀经喷吹管上的喷 嘴诱导数倍于喷射气量的空气进入滤袋 形成空气波 使滤袋由袋 口至底部产生急剧的膨胀和冲击振动 造成很强的清灰作用 抖落 滤袋上的粉尘 落入灰斗中的粉尘经由卸灰阀排出后 利用输灰设 施集中送出 除尘器的控制 包括清灰控制等 采用 PLC 控制 整套除尘系 统的控制可实行自动化无人值守控制 并可向工厂大系统反馈信息 接受工厂大系统远程控制 4 性能 1 除尘器结构紧凑 技术合理 密封性强 漏风率小于 2 动作灵 活 便于检修 外形美观 2 单元组合形式 内部结构简单 附属设备少 投资省 无须专设 操作工 3 袋式除尘器性能稳定可靠 对负荷变化适应性好 运行管理简便 特别适宜捕集细微而干燥的粉尘 所收的干尘便于处理和回收利 用 4 能实现不停机检修 即离线检修 5 除尘器占地面积较小 并能按场地要求作专门设计 6 自动化程度较高 对除尘系统所有设备均可设检测报警功能 对 操作人员要求较低 操作维护人员的劳动强度较低 5 运行 1 能长期保证 30mg m3的粉尘排放浓度 不受入口粉尘浓度 比 电阻的影响 2 所有运转设备均可设检测报警装置 能在第一时间发现故障并报 警 3 主要维护工作 滤袋更换仅需两人就能执行 4 利用离线功能实现检修 维护 不影响正常运行 6 维护 1 一旦发生故障 能及时从控制系统获得报警及指示 2 故障仓 室 能单独离线 保持正常运行 进行维护检修 3 故障检修均在机外执行 无须进入除尘器内部 4 日常维护中对破损滤袋能进行封闭措施 以便进一步减少日常工 作量 7 除尘器系统及零部件 1 导流系统 对除尘器各烟气流经途径中的管道风速进行了分段化设计 除 尘器的进风采用了气体导流系统并充分利用了气体的自然分配原理 保证了单元进风的均匀 和顺 以提高过滤面积利用率 含尘气体由导流管进入各单元过滤室 由于设计中袋底离进风口 上口垂直距离有足够合理的净空 滤袋间距亦进行了专门设计 气 流通过前部导流后 依靠阻力分配原理自然分布 达到整个过滤室内 气流以及各空间阻力的分布均匀 保证合理的烟气抬升速度 最大 限度地减少紊流 防止二次扬尘 设计合理的进风导流系统将箱体 过滤室和系统的阻力降至最 小并尽可能地减少进风系统中的灰尘沉降现象 避免了滤袋的晃动 碰撞 磨擦 延长了系统及滤袋的使用寿命 2 滤袋布置和花板 除尘器滤袋采用纵横直列的矩阵布置方式 这种排列方式合理 地利用了方形的箱体空间 避免了在方形箱体中采用同心圆方式排 布滤袋造成了箱体四角空间的闲置 加大的滤袋中心距保证了含尘 气体在滤袋间的抬升空间 同时避免了滤袋晃动可能产生的碰撞 除尘器的花板作为除尘器净气室和过滤室的分隔 用于悬挂滤 袋组件 同时将作为除尘器滤袋组件的检修平台 除尘器花板采用数控冲压方法加工花板孔 保证了花板及花板 孔的形位公差要求 设计合理的除尘器上箱体内部结构为工人以花板作为操作平台进行 除尘器检修 维护创造了条件 花板孔冲压位置准确 与理论位置的偏差小于 0 05mm 确保 两孔洞的中心距误差在 1 0mm 花板孔洞制成后清理各孔的锋利边 角和毛刺 焊接加强筋板时 筋板布置合理 焊接后通过整形确保花板平整 无挠曲 凹凸不平等缺陷 花 板平面度 1 1000 对角线长度误差 3mm 内孔加工表面粗糙度为 Ra 3 2 滤袋与花板的配合合理 滤袋安装后严密 牢固不掉袋 装拆方便 采用精密工艺加工的花板和高精度定位的喷吹管保证了喷吹短 管轴线和滤袋组件轴线的重合 从而保证了整套喷吹清灰系统的可 靠 有效 3 滤袋和骨架 滤袋 对于整台除尘器而言 滤袋是其核心部件 滤料质量直接影响 除尘器的除尘效率 滤袋的寿命又直接影响到除尘器的运行费用 因而 本案滤料我们根据除尘器运行环境和介质情况选用 500g m2涤纶针刺毡 表面树脂化处理 耐温 120 瞬间 150 此滤料为表面过滤型滤料 清灰彻底 减少了粉尘在滤袋表面 形成布层后板结的可能 滤料寿命长 加上我们在除尘器结构方面 的改进 保证了滤料 12 个月的正常使用寿命 布袋在寿命期内破损 率 1 布袋底部采用三层包边缝制 无毛边裸露 底部采用加强环布 滤袋合理剪裁 尽量减少拼缝 拼接处 重叠搭接宽度不小于 10mm 提高袋底强度和抗冲刷能力 同时滤袋底部距离进风口的水 平距离 设备进风导流系统的设计与滤料的使用寿命有着极大的关 系 我公司设计生产的设备充分考虑了这些内容 保证除尘器正常 运行 滤袋上端采用了弹簧涨圈形式 密封性能好 安装可靠性高 换袋 快捷 仅需 1 2 人就能通过机顶便掀式顶盖进行换袋操作 滤袋的 装入和取出均在净气室进行 无须进入除尘器过滤室 骨架 采用圆型结构 袋笼的纵筋和反撑环分布均匀 并有足够的强度 和刚度 防止损坏和变形 顶部加装冷冲压短管 用于保证袋笼的 垂直及保护滤袋口在喷吹时的安全 骨架材料采用 20 碳钢 使用骨架生产线一次成型 保证直线 度和扭曲度 滤袋框架碰焊后光滑 无毛刺 并且有足够的强度不 脱焊 无脱焊 虚焊和漏焊现象 袋笼采用防腐镀锌技术 镀层牢固 耐磨 耐腐 避免了除尘 器工作一段时间后骨架表面锈蚀与滤袋黏结 保证了换袋顺利 同 时减少了换袋过程中对布袋的损坏 4 清灰系统 除尘器的清灰采用压缩空气脉冲清灰 除尘器清灰功能的实现是通过 PLC 利用差压 定阻 定时或手 动功能控制提升阀关闭清灰仓室 启动脉冲喷吹阀喷吹 使滤袋径向 变形 抖落灰尘 清灰系统设计合理 脉冲阀动作灵活可靠 在设备出厂前 对 清灰系统等主要部件进行了预组装 以保证质量 预组装中的清灰系统部件 清灰用的喷吹管借助校直机进行直线 度校正 喷吹短管 又称喷嘴 与喷吹管的焊接采用了工装模具 二氧化碳保护焊接 减少变形 保证喷吹短管间的形位公差 喷吹 管借助支架固定在上箱体中 并设置了定位销 方便每次拆装后的 准确复位 采用文氏管或类似结构的零件对压缩空气进行导流 有助于压 缩气流方向的稳定 但文氏管或类似零件的结构会导致设备阻力的 增加 我们采用的喷嘴有同样的导流效果但没有增加设备阻力之忧 5 电磁脉冲阀 清灰系统的关键设备是电磁脉冲阀 它的选用关系到除尘器的 造价及清灰效果 我们为 XLDM 型低压脉冲布袋除尘器选用的电磁脉冲阀为喷吹压 力 0 3MPa 的电磁脉冲阀 DC24V 3 膜片经久耐用 寿命大于 100 万次以上 满足了脉冲电磁阀的高效运行要求 极大地减少了 维护工作量 二位五通电磁阀电压等级为 24v 整套阀门结构简单 可靠 启闭 速度快 关闭时能达到零泄露要求 6 钢结构 1 除尘器钢结构件符合有关的钢结构设计规范 钢结构的设计简化 现场安装步聚 尽量减少现场焊接工序 2 就除尘器的钢结构而言支承结构是自撑式的 任何水平荷载都不 会转移到别的结构上 7 材质 除尘器采用型钢 钢板结构 材质为 Q235A 交货时提供钢板 材料质量证明书 箱体所用的型钢 钢板进厂后应首先进行除锈 以备制作除尘器用 8 本体和灰斗 1 除尘器顶部设置防雨棚 防雨棚采用钢结构加 0 5mm 彩色钢 板制作 除尘器采用设有脉冲阀防雨箱 排水设施 检修扶梯平台 灰斗和卸灰阀门的连接法兰上檐设计有突出部分 避免了雨水的下 衍损坏密封材料 各项设施的设计采用人性化理念 保护除尘器顶 部装置 方便人员检修 使用和管理 防雨棚内设置起吊装置 方 便检修时开启顶盖 2 除尘器顶盖采用剪冲密封顶盖 重量 大小适合人工开启 所有 孔 门制作及装配结束后 进行密封试验 确保无变形 无泄漏 3 除尘器灰斗设检修门 所有检修门 人孔采用快开式 开启灵活 密封严密 为避免烟气短路带灰 灰斗斜侧壁与水平方向的交角不 小于 65 以保证灰的自由流动 4 每一灰斗能承受附加荷载按最大含尘量满足满负荷运行所需储存 量设计容量 5 我们为设备和仪表等配置了必要的扶梯和平台 满足运行 维护 检修的需求 9 设备制造工艺 除尘器壳体密封 防雨 壳体设计尽量避免出现死角或灰尘积 聚区 所有受热部件充分考虑到热膨胀 并做必要的补偿 除尘器箱体成形后光滑平整 无明显凹凸不平现象 内部筋板 布置合理 保证箱体强度和刚性 除尘器本体设计密封 坚固 连 接件的尺寸配合公差达到国家标准公差和配合中规定的 10 级精度 除尘器壁板制作要求平整 不得扭曲 对角线误差 5mm 运输 中部件变形者需校正 除尘器的所有连续焊缝平直 无虚焊 假焊等焊接缺陷并采用 自动焊进行焊接 焊缝高度满足设计要求 并进行煤油渗漏试验 箱体和灰斗间采用手工连续焊接 保证焊接的强度和密封性符合相 应行业标准 焊接后的焊缝应进行清理焊渣和飞溅物 不允许有明 显的焊渣 飞溅物和锈未清除就涂刷底漆 关键部位用手提砂轮机 修磨焊缝和飞溅物 机组的整理满足以下要求 所有锐边及构件加工圆滑以防止造成人员伤害 金属表面的清理和整理符合标准工艺 8 电气及仪表 控制 1 除尘器控制系统采用采用西门子 PLC 控制 2 脉冲清灰自动控制采用定时控制方式 在操作台进行选择 3 整套除尘控制系统以除尘器 PLC 为中心 系统各设备的控制 由除尘器 PLC 实现 4 除尘器机房控制