转炉干法除尘系统技术手册

嘉晨集团营口天盛重工装备有限企业

120t转炉一次烟气干法除尘系统的技术总负责

技术协议

2011年5月14H

甲方：营口天盛重工装备有限企业

乙方：中冶华天工程技术有限企业

甲乙双方于2011年5月13日就嘉晨集团营口天盛重工装备有限企业120t转炉一

次烟气干法除尘系统日勺技术总负责到达如下技术协议。

1.项目名称及内容

1.1项目名称

项目名称为嘉晨集团营口天盛重工装备有限企业120t转炉一次烟气干法除尘系统

日勺技术总负责。

1.2该项目的详细内容

该项目的I详细内容

（1）工厂设计；

（2）软件编程；

（3）调试；

（4）蒸发冷却器、喷淋冷却器、烟囱日勺非标设计；

（5）参与分项设备拓议标工作，提供招标文献；

（6）参与技术谈判，确认技术协议。

2.转炉一次烟气干法除尘系统

2.1转炉炼钢工艺及烟气重要参数

转炉炼钢工艺及烟气重要参数如下表1〜表5：

表1转炉冶炼重要技术经济指标

序号技术数据名称单位参数备注

1转炉公称容量t120

2转炉型式顶底复吹

3转炉座数座2

4转炉出钢量：平均t/炉120

最大V炉135

5转炉平均吹炼周期min/炉36

其中：纯吹氧时间min/炉14-16

6平均耗氧量m3/t钢水56

供氧强度（标况）：平均m3/mint钢水3.73

最大m3/mint钢水4.

7脱碳速度：平均%/min0.30

最大%/min0.5

8钢铁料消耗kg/t钢水1080

其中：铁水kg/t钢水900

废钢及生铁块kg/t钢水180

9成品钢水含碳量%0.07-0.20

10出口炉气温度：燃烧期℃1450-1600

回收期℃1200-1400

11原始烟气含尘量g/m3120-150

表2出炉口烟气成分

成分（％）COCO2N2O2

燃烧期2335411

回收期86103.50.5

表3回收期烟尘粒度

粒度>4040〜1010〜2<2

含量(%)1653301

静电除尘器日勺极线和极板材质选用如下:

电场1区和2区时极线：B8形式，08AI,厚度6mm。

电场3区和4区时极线：V15形式，Q235/SPCC,厚度2mm。

电场1区和2区极板：ZT24形式，0Cr13,厚度2mm。

电场3区和4区的极板：ZT24形式，SPCC,厚度2mm。

静电除尘器数量：2台

每台静电除尘器技术参数：

•直径9000mm

•圆筒段长度27130mm

•材质20G

•电场数量4个

•通道数量20个

•同极距400mm

•高压供电系统数量4套

每台静电除尘器构成：

•圆筒形壳体，带入口段和出口段锥体

•支撑构造

・6个弹簧泄爆阀（全进口）

•1套内部部件，含：

1套极板

1套极线

1套分布板振打系统

1套极板振打系统

1套极线振打系统

1套刮灰机构（含集中润滑站）

•4套高压供电系统（含T/R装置及高压控制柜）

•1套氮气吹扫系统

•1套细灰输灰机（含细灰仓、加湿搅拌机）

•2个气密插板阀，DN500,含气动驱动

•2个双摆卸灰阀，DN500,含气动驱动

•1套扶梯及走廊

•1套隔热材料

所有气动装置均配有过滤器和减压装置，在电场1区和2区预留低频喇吠。

除尘器下设细灰输灰设施，细灰采用罐车外运集中处理。

2.2.3煤气风机

干法系统中，使用轴流风机输送烟气，这种风机具有较高的效率和烟气直接通过的

特点。风机电机采用变频器调速，可以根据不一样的操作工况调整系统抽风量C

干法系统有一种重要特点，即静电除尘器口勺压损很低。因此，所需的风机驱动功率

对应很低。

风机数量2台

风机重要参数：

烟气流量:62m3/s

烟气温度：150℃

设计温度：250℃

全压：8200Pa

电机功率：1000kW

最大转速：2100r.p.m

2.2.4箱式消音器

消音器口勺组件垂直安装在消音器壳体内，其方向与烟气的流向平行。

消音器数量2台

形式箱式

直径2500mm

圆筒段长度3000mm

2.2.5煤气切换站

切换站按照干式阀站讲行设计，由两个液动杯阀及对应的专用控制单元构成。其功

能是实现烟气在放散烟囱与煤气柜之间的迅速转换操作，以到达煤气回收最大化FI勺目

的。此外，在切换过程中还要防止压力的波动，以保证煤气回收段压力的稳定。在关闭

状态下，阀门必须做到完全密闭。切换站的液压控制系统，可以保证烟气由放散操作向

煤气回收操作的迅速转换，且没有压力波动。由煤气回收操作向放散操作口勺转换亦然。

切换站数量2套

设计温度250℃

烟气温度150℃

每套切换站杯阀数量2台（液动）

煤气回收杯阀直径1800mm

煤气放散杯阀直径1600mm

眼镜阀数量

眼镜阀直径1800mm

眼镜阀驱动

液压装置用于切换站的两个液动杯阀日勺驱动，采用室内安装形式，重要包括一套液

压站、一套液压阀台以及液压管道。

2.2.6煤气冷却器

煤气冷却器口勺重要功能是对来自静电除尘器n勺烟气进行洗涤降温，通过静电除尘器

除尘的合格煤气温度（~150℃）高，通过喷水冷却降温到W70℃后进入煤气柜。煤气

冷却器内上部设有五层喷水装置向煤气冷却器内喷水，来自回收杯阀口勺合格煤气从煤气

冷却器下部进入，煤气冷却降温后来从煤气冷却器顶部排出。

煤气冷却器的工作原理是直接冷却。即：热煤气由冷却器下部讲入，泠却后啊煤气

由顶部离开；在冷却器筒体布置五层喷水装置向器内喷水，冷却水则由冷却器底部搜集,

然后去干法除尘污水处理站。

煤气冷却器下部设有液位指示、高下液位连锁，保证设备的运行安全。

在煤气冷却器与煤气柜之间安装有一种电动眼镜阀，用于设备检修时将煤气冷却器

与煤气柜断开。

煤气冷却器数量2台

煤气入口温度150℃

煤气出口温度70℃

每套煤气冷却器:

高度18m

直径3.5m

眼镜阀数量1个（电动）

眼镜阀直径1800mm

蝶阀数量1个（电动）

蝶阀直径1800mm

每台煤气冷却器对水处理车间的规定：

冷却水供水温度35℃

冷却水排水温度65℃

排水中固体含量0.2g/l

2.2.7放散烟囱

放散烟囱为单体烟囱，配有文丘里喷射器，在顶端段配有煤气点火器，用于煤气点

火放散。在事故状况下，文丘里喷射器通过氮气引射可以将管路系统内烟气所有排出。

采用转炉煤气伴烧技术。

烟囱数量2个

烟囱高度60m

2.2.8输灰系统

输灰系统包括粗灰输灰系统和细灰输灰系统。

（1）粗灰输灰系统

粗灰输灰系统指由EC底部排出口勺灰尘。由EC分离出口勺粗灰进入EC后香蕉弯管,

然后由香蕉弯管内的链式输送机输送，集中到粗灰仓中。

粗灰输灰系统由链式输灰机、气动插板阀、气动双层卸灰阀、排灰溜管以及粗灰仓

构成。考虑输送高温灰尘，链式输灰机出口设一套备用排灰设备。

输灰系统的能力7.5m3/h

灰仓容积30m3

(2)细灰输灰系统

细灰输灰系统指由ESP下部排出的灰尘。由ESP净化下的细灰经由链式输送机送

入细灰仓(取消斗式提高机)。

细灰输灰系统由链式输灰机、气动插板阀、气动双层卸灰阀、排灰溜管以及细灰仓

构成。考虑输送高温灰尘，ESP下链式输灰机出口设一套备用排灰设备。

输灰系统能力15m3/h

细灰仓容积80m3

2.9煤气管道

这部分烟道是指蒸发冷却器、电除尘器、放散烟囱、煤气冷却器以及煤气柜等设备

之间的连接管道。

直径1800mm

重要部分厚度10mm

材质碳钢

膨胀节材质不锈钢

3.转炉干法除尘供配电部分

3.1供电方案

概述

干法除尘用电负荷重要有3部分：

1)蒸发冷却器(EC)区域的负荷：该区域配电并入转炉主系统，配电柜装于转炉

主控楼电磁站并由转炉本体系统供电。

2)除尘器本体(ESP)区域负荷：

在该区域设转炉煤气干法除尘站，除尘站旁设一煤气除尘电气楼，内设动力变压

器室、整流变压器室、干法除尘低压配电室和ID风机AC690V变频器室。配置动力变

压器主供干法除尘本体的供配电，整流变压器供ID风机电源。干法除尘低配室放射式

供电细输灰系统、电除尘器本体、ID风机辅助系统、液压站、眼睛阀、煤气冷却器、干

法除尘水泵房等。

3)干法除尘水泵房区域的负荷：该区域设干法除尘水泵房电气室，电源引自干法

除尘低配室主供干法除尘水泵房所有低压设备。

中、低压接地方式采用TN-S直接接地系统。

3.L2电压等级

(1)中压电机：690VAe/50Hz/三相

(2)低压电机：380VAe/50Hz/三相

(3)低压动力：380VAe/50Hz/三相四线

(4)照明配电：380/220VAC/50HZ/三相四线

(5)检修照明：36VAC

(6)交流控制电源：220VAe/50Hz/单相

(7)自动化控制系统I/O模件接口电源：24VDC

3.2配电

3.2.1供电原则

根据就近供电的原则，在除尘器本体附近设干法除尘电气楼，楼内配置低压配电室。

变压器电源引自循环水泵房高配。

3.2.2中压供配电负荷及设置

在干法除尘电气楼内配置整流变压器室负责ID风机时负荷。ID风机功率1000kW,

采用变频器调速控制。

3.3低压供配电

3.3.1低压配电室负荷及设置

在干法除尘电气楼设置1座低压配电室，其变压器负责干法除尘低压负荷。低配室

在低压侧设有联络开关，当一路电源故障时，可手动切换至相联变压器的低压母线侧，

由另一路电源对所有负荷进行供电，以保证电的持续性和可靠性。低压供配电系统拟采

用三相四线制中心点接地系统。

对于电气、仪表和计算机的重要控制设备（如PLC、操作站、重要仪表），将也采

用UPS不间断电源供电。

电气部分各类符合的原则端子电压如下：

AC：380V低压交流电机；

AC：220V控制电源，仪表电源，PLC电源模块，PLC输入模块，照明及火灾

报警等；

AC：36V检修照明电源；

DC：24VPLC输出模块，操作、显示、电磁阀等。

3.4干法除尘系统重要供电设备(共二套)

3.4.1蒸发冷却器(配电柜装于转炉主控楼电磁站)

蒸发冷却器底部粗输灰系统包括如下重要电气设备:

(1)EC底部链式输灰机

(2)灰仓卸灰电机

(3)灰仓加热器

3.4.2静电除尘器

3.4.2.1细输灰系统

细灰输灰系统包括如下重要电气设备：

(1)ESP底部刮灰机；

(2)刮板机；

(3)卸灰阀；

(4)灰仓加热器：

(5)加湿机。

3.4.2.2电除尘器本体

电除尘器包括如下重要电气设备：

(1)1#〜4#电场高压电源；

(2)1#〜4#电场绝缘子加热器；

(3)入口气体分布板振打电机；

(4)阳极板振打电机：

放电极线振打电机;

(6)中央润滑系统。

3.4.3ID风机电机

除尘风机包括如下重要电气设备:

(1)风机电机

(2)风机风冷电机

(3)风机电加热器

(4)伺服电机

(5)油冷却泵

(6)润滑泵

3.4.4切换站

3.4.4.1液压站

液压站包括如下重要电气设备：

(1)1#主泵：

(2)2#主泵；

(3)循环泵；

(4)加热器。

3.4.4.2杯阀阀站

(1)回收侧杯阀；

(2)放散侧杯阀。

3.4.5眼镜阀

(1)GC入口眼镜阀;

(2)GC出口眼镜阀。

3.4.6干法除尘泵房

(1)浊环水供水泵；

(2)过滤落反洗泵；

(3)上塔泵。

3.5.高压静电电场和传动

3.5.1高压静电场性能规定

(1)产品符合“JB/T9588-1999高压静电除尘用整流设备”国标；

(2)高压静电场一共四个，第一种采用三相整流变压技术，后三个采用单相整流

变压技术；

(3)三相整流变压器额定直流输出电压可到达90kV,最大电压可到达UOkV,电

压调整范围0〜100版单相整流变压器额定直流输出电压可到达72kV,最大电区可到达

llOkV,电压调整范围0〜100机

(4)变压器外壳防护等级：IP65；控制柜体防护等级：IP54；

(5)通讯接口:Profibus接口；

(6)工作区域为二级防爆区域，高压整流变压器上安装日勺仪表等均为防爆型；

4.5.2ID风机传动

变频器选用品有矢量控制或直接转矩控制功能的国外著名品牌。变频器柜内根据需

要设置有：电源及辅助电源、变频器、断路器、接触器、输入输出电抗器、制动单元、

制动电阻、强制风冷风机、用于制动器和电机风机控制等设备。

3.5.3其他电气设备

（1）电动机控制中心（MCC）采用固定式，重要元器件采用国内设备；

（2）操作箱采用防爆型；

（3）电缆敷设采用电缆通廊、电缆沟、电缆桥架、配管、电缆井及管组相结合的敷

设方式。防爆区按有关防爆规范规定敷设电缆。电缆选用铜芯阻燃型电缆；穿越高温区

域的电缆选用耐高温电缆；变频器与其电机连接日勺动力电缆采用专用变频电缆；计算机

以及仪表信号电缆采用屏蔽电缆。

3.5.5照明与接地

照明与动力共用电源，重要场所采用三相五线制供电，设专用的保护地线。工作照

明电压为220VAC,除尘器本体部分选用防爆型灯具，光源为高效反射型钠灯。室内采用

节能荧光灯。在电气室、操作室等重要场所设置事故照明，采用应急照明灯，停电后，

通过内装的蓄电池保证30分钟以上的照明。在各安全出口处及其他人员疏散通道设置

疏散指示标志灯。检修用安全照明灯电压为36VAC。

低压配电系统接地采用TN-S系统所有用气设备正常不带申邪J金属外壳均设保护

接地。钢烟囱、烟气管道及除尘器本体设置避雷装置。计算机接地、仪表接地及动力系

统接地应分开设置。独立设置的防雷接地电阻不不小于10。，金属管道防静电接地电阻

不不小于30。，保护接地电阻不不小于4C,计算机接地电阻不不小于1Q。

3.6自动化系统

3.6.1系统构成

考虑到生产控制及管理的区域性、系统的开放性及可靠性，自动化系统网络采用

100M工业以太网，所配互换机留有光口以备接入工厂环网中。

3.6.2基础自动化

计算机基础自动化由PLC、HMI和工业通讯网络沟成仪电一体化日勺控制系统，完毕

对蒸发冷却器、电除尘器、风机系统、切换站系统、煤气放散系统、煤气冷却系统、粗

灰回收系统、细灰回收系统、干法除尘水系统的过程监视和控制。

转炉车间内的设备（包括转炉烟道,蒸发冷却器、粗灰回收系统）、电除尘器电源、

ID风机、切换站及煤气冷却、干法除尘水泵房等子系统的I现场数据通过就近的I远程站同

PLC通信。PLC系统采用西门子S7-400系列以保证运行可靠性。主控室设置一种操作站

（HMD,除尘电气室设一种操作站（HMD,干法除尘水泵房设一种操作站（HMD,负责过

程画面显示，动态过程数据显示，趋势显示并进行生产数据打印和报警打印。

PLC系统有多种I/O模板，包括模拟量输入、模拟量输出、开关量输入、开关量输

出等。其中：

模拟量输入信号可接受PtlOO、热电偶输入信号、4~20mADC和r5VDC。

模拟量输出信号为4~20mADC。

开关量输入/出信号电压等级为24VDCo

硬件配置：

（1）可编程控制器（PLC）

采用西门子S7-400系列可编程控制器，共2套（干法除尘1套、干法除尘水泵

房1套）。

PLC与人机接口（HMD采用工业以太网与互换机相连，同步，除尘系统工业以太网

应

同转炉及煤气柜口勺工业以太网相连，以实现系统间数据共享。

⑵操作员站（HMD

每套除尘系统共设3台HMI（转炉主控室和除尘主控室各放1台、干法泵房1台）。

（3）系统配置1台彩色打印机，A4幅面

工程师站：

2台原则笔记本电脑，用于编程及调试及测试和编制工作的应用软件，科研开发等。

软件配置：

•系统软件：WindowsXP/2023

■PLC编程软件：西门子STEP7V5.0

•上位机开发软件:西门子WinCC7.0开发版

•上位机运行软件：西门子WinCC7.0运行版

通讯：

计算机系统通讯网络包括如下内容：

・操作员站、工程师站、PLC控制站之间通过互换机构成工业以太网进行通讯，通

讯速率为100Mb/so

•PLC控制站与远程站之间采用PROFIBUS现场总线进行通讯。

•除尘系统与转炉本体及煤气柜之间的信号通过工业以太网通讯。

重要控制功能：

计算机控制系统重要完毕对转炉车间内的蒸发冷却器，粗灰回收系统，转炉车间外

【付电除尘器、风机系统、切换站系统、煤气放散系统、煤气冷却系统、细灰回收系统、

干法除尘水泵房等各系统内监视和控制。

4自动化仪表（共二套）

4.1仪控自动化的接口

电气提供交流供电电源至自动化电源柜、仪表柜上端头。仪表用氮气由仪表专业从

氮气主管接口，仪表水源由仪表专业从净循环主水管接口。

低压配电室的各开关、接触器、热元件的接点信号通过中间继电器转换输入PLC模

板，PLC模板的输出信号（模拟量输入输出信号均加隔离）均通过中间继电器转换输出

至低压配电柜，设置综合中间继电器柜。

所需控制的电气系统由电气专业将控制电缆接至隔离器或中间继电器。电气与PLC

控制系统的接口在PLC控制柜内的第一种端了•排。

现场仪表包括检测元件和阀门及执行器、流量计等的控制电缆、信号电缆由仪表专

业接至配电室仪表柜或PLC柜。电控自动化系统口勺线路敷设在电气桥架有富余的条件下，

可运用该桥架敷设。

4.2仪控自动化设备及技术规定

电仪系统采用电仪一体化自动化控制系统，采用以便、快捷和良好的人机操作界

面，同步要考虑系统的成熟性、兼容性、开放性，便于后来的扩展和开发。

4.3仪控自动化设备及技术规定

4.3.1自动化及仪表重要设备采用UPS供电。

UPS电源装置配置表

设备名称用途容量(kVA)数量备注

后笛时间:30min

除尘区域自动化系统及仪表

除尘UPS101

重要设备

带电池组

4.3.2仪表选型及特殊仪表

现场仪表包括检测元件和阀门及执行潜，对生产过程日勺温度、压力、差压、流量、

液位、成分，料位、形状，重量等参数进行测量和控制.现场仪表的基本规定如下:

现场温度测量仪表采用双金属温度计，远传信号温度测量仪表采用热电阻、热电偶,

不不小于等于200℃日勺温度检测选用PtlOO热电阻,200-800℃日勺温度检测选用k分度热

电偶，800-1600C的温度检测选用s分度热电偶，需通过温度变送器后送入控制系统。

现场压力测量仪表采用耐震压力表，低压现场压力测量仪表采用膜盒压力表。远传

压力及差压测量仪表采用压力及差压变送潜；所有有煤气日勺区域仪表采用防爆型。

调整阀的I流量特性，应按调整对象特性来选择。调整阀在动力源发生故障时欧I启动

状态，根据工艺操作规定，从设备及人身安全角度出发，使其处在安全位置，必要时，

应备有保位、切断、备用动力源等附加设备。

调整用执行器种类，可视仪表动力源口勺种类、环境条件、力矩大小以及动态特性来

决定。仪表切断阀和调整阀一般均采用气动驱动。对规定高的）切断阀和调整阀采用国内

外著名品牌。

水系统管道流量测量采用管道式电磁流量计，大口径管道流量测量采用插入式电磁

流量计。气体流量检测部分大管径采用在线维护威力巴检测方式，小口径气体、蒸汽流

量根据气体介质和安装地点采用0型流量计、旋进漩涡、V锥流量计等检测方式。

配置的特殊仪表重要有：转炉煤气成分分析仪。转炉煤气分析采用激光在线分析仪。

4.3.3仪表用能源介质

⑴电源

重要检测仪表、回路采用UPS供电。仪表电源电压等级见表

仪表电源电压等级

序号设备或回路名称380VAC220VAC24VDC备注

1架装仪表电源VV

2现场仪表电源VV

3电磁阀电源VV

序号设备或回路名称380VAC220VAC24VDC备注

4杂用电源V

5盘内照明V

6盘内通风机V

7插座V

8架装仪表电源V

(2)气源

仪表用气采用氮气，正常供气压力0.5MPa〜0.7MPao

供气系统中设置贮气罐，其容量满足管网停气后维持约20分钟日勺正常供气。

4.3.4自动化

(1)系统分级

自动化控制系统按照一体化的方式进行设计。

自动化系统重要完毕设备的次序控制，联锁控制，位置控制，速度控制，参数调

整，故隙检测与报警，现场数据采集等任务。

操作指导，报表编制及打印，数据通信等任务。

(2)控制系统的特点

采用仪、电、计算机一体化进行系统配置

通信主网络采用以太网，通讯协议采用TCP/IP

PLC控制站与远程I/O、变频器等设备间采用现场总线进行数据通讯

控制系统的重要设备采用UPS电源供电

(3)数据设定方式

计算机方式：计算机接受来自基础自动化口勺过程数据，进行计算和处理，给出数学

模型成果或工艺技术数据，并将设定值发送到对应的基础自动化，使其完毕控制。

基础自动化方式；当过程计算机因故障或离线不能发送设定值时，基础自动化系统

独立完毕基础自动化日勺控制任务。

4.3.5基础自动化控制系统

基础自动化系统硬件重要由HMI操作站、打印机、PLC控制器、I/O模件、工程师

站、对应的网络设备等构成。

PLC控制站、远程10站采用国外著名产品；互换机采用主流工业互换机。

基础自动化的系统软件采用通用的Microsoft操作系统和编程软件，上位机监控组

态软件采用最新版本。

各机电一体品设备采用专用PLC控制。

4.4电讯系统

电讯设施包括：通讯设施、火灾自动报警系统及煤气泄露报警系统。

5.给排水

5.1设计内容

本系统重要供一次除尘煤气冷却器用水。煤气冷却器用水经喷淋冷却后，不仅水温

升高，并且压力减少为无压排水，回水自流入热水池，经泵加压送冷却塔冷却，冷却后

进入冷水池，再用泵加压经Y型过滤器过滤后供用水户循环使用。

系统中蒸发、风吹、泄漏等损失的水量，根据净环水池水位自动（也可手动）补充,

补充水接口位置为干法除尘区域外Imo

5.2系统构成

5.2.1干法除尘浊环水供水泵

（1）型号：200s-95型离心泵,2套,电机电压:380V

（2）输送介质：浊循环水，水温：35℃o

（3）工作状况：持续运行，

（4）使用场所：室内

5.2.2过滤器反洗水泵

（1）型号：IS200T50-315B型离心泵，2套,电机电压:380V

（2）输送介质：浊循环水，水温：35℃O

（3）工作状况：持续运行。

（4）使用场所：室内

5.2.3上塔泵

（1）型号：200S-42A型离心泵，2套，电机电压：380V

（2）输送介质：浊循环水，水温：70℃o

（3）工作状况：持续运行。

（4）使用场所：室内

5.2.4迅速过滤器

（1）型号：GSL-3迅速过滤器，数量：2台

（2）单台性能参数

1）过滤器直径：中3000mm

2）滤水面积:7.07m2

3）工作介质：浊循环水，70℃

4）工作制度：持续，反冲洗时停止过滤。

5）安装位置：室外

5.2.5全自动自清洗管道过滤器

(1)型号：DSLTO全自动刷式自清洗过滤器，1台，AC220V

(2)工作介质：浊循环水，45℃