柳钢360m~2烧结系统除尘工程设计.pdf

柳钢 360 m2烧结系统除尘工程设计 甘荣聪黄恒成 广西华锐钢铁工程设计咨询有限责任公司，广西 柳州 545002 摘要 以柳钢 360 m2烧结系统为例， 结合工业通风分析了烧结系统配料、 混料、 烧结以及筛分转运等工艺过程， 提出了 烧结系统除尘工程设计形式及布置。根据烧结系统特点， 将除尘工程分为混合、 机头、 机尾、 成品除尘系统， 针对各系 统特点确定相应风量设计参数、 设备选型参数， 并提出了各系统设计要点。 关键词 除尘; 烧结系统; 除尘系统; 设计分析; 设备选择 DOI 10. 13205/j． hjgc． 201401022 DUST ＲEMOVING ENGINEEＲING DESIGN FOＲ A 360 m2 SINTEＲING SYSTEM IN LIUZHOU STEEL COMPANY Gan ＲongcongHuang Hengcheng Guangxi Huarui Iron ＆ Steel Design and Consulting Co． ，Ltd，Liuzhou 545002，China AbstractTaking a 360 m2sintering system in Liuzhou Steel Company for example，the technic process of the sintering system’ s material collocation，material mixing，sintering and material speration and transportation were analyzed in industry ventilation． The and arrangement of the dust removing engineering design for sintering system were puts forward． Based on the trait of sintering system， dust removing engineering was sperated into mixing of sintering machine top， sintering machine tail，finished product system．The corresponding parameters in ventilation rate and equipments were determined by characteristics of each system． Finally，the key design points were listed． Keywordsdust removing;sintering system;dust removal system;analyse of design;equipment selecting 收稿日期 2013 －03 －03 0引言 近几年来柳钢的发展速度很快， 产量由 2007 年 600 万 t 到2008 年800 万 t， 至2010 年1 000 万 t。伴 随其发展， 配套工程也相应跟进。2007 年设计并投 产新二烧 360 m2烧结系统 以下简称 1 号 360 ， 于 2009 对柳钢一烧 1 号机技术改造为 360 m2 以下简 称 2 号 360 ， 并于 2010 年建成投产。在烧结系统原 料输送、 配料、 生产及成品筛分输送等工序中都产生 了大量粉尘， 对生产、 环境及岗位工人都产生极坏的 影响。因此， 除尘工程显得尤为重要。本文主要结合 柳钢两个 360 m2烧结系统的除尘设计， 对钢企烧结 系统除尘进行总结探讨。 1工程概况 柳钢 1 号 360、 2 号 360 产量各约 380 万 t/a， 主要 对各种一定配比的矿物烧结成块， 并加工成高炉所要 求一定粒度的烧结矿， 并在烧结过程中除去大部分有 害物。生产工艺主要为 原料配料 配料室→混合 一混室、 二混室→烧结矿 烧结系统主楼→烧结矿 冷却 环冷室→烧结矿筛分 筛分室→高炉矿槽 炼 铁用 。1 号360、 2 号360 各工艺布置形式相似， 烧结 机规格均为360 m2， 因此本文主要以后建成投用 2 号 360 为例介绍烧结厂360 m2除尘工程的设计。 2烧结系统布置 烧结系统工艺主要为 配料、 混合料、 烧结、 成品 筛分、 输送。2 号 360 机改造布置大体如图 1 所示。 根据工艺和 2 号 360 系统总图布置要求， 除尘设 计分为四项 1 一混除尘系统， 对一混混料系统进行 除尘; 2 机头除尘系统， 主要对烧结机头部烟气进行 除尘; 3 机尾除尘系统， 主要对机尾环冷室、 烧结室 铺底料运输皮带及配料室除尘; 4 成品筛分除尘系 88 环境工程 Environmental Engineering 图 12 号 360 m2烧结系统布置 Fig. 1No. 2 360 m2sintering system arrangement 统， 主要对烧结成品输送及筛分系统进行除尘。按照 除尘系统与尘源就近布置原则 需符合总布置要 求 ， 该系统除尘设计如图1 布置。至此， 除尘系统总 体规划基本完成。此过程需与工艺专业、 总图规划专 业等密切配合， 并对各个系统尘源风量的核算， 做到 合理、 优化、 节能减排。 3针对各除尘系统特点选择相应的除尘形式及设备 烧结系统各工艺程序功能各异 配料室主要是储 藏矿物以进行一定比例的配料， 产尘特点是各矿物进 入储仓及下料至输送皮带时产生的大量粉尘; 一混、 二混是将矿物混匀， 产尘特点是混匀过程中的大量扬 尘; 烧结则是主要的生产工艺， 产尘主要特点是进、 出 矿料及生产过程中产生的粉尘; 环冷室主要用来冷却 烧结矿及卸料时产生大量灰尘; 成品筛分主要用于筛 分烧结成品矿， 在筛分过程中因机械振动、 运输产生 的粉尘。针对所述各工艺形式及产尘特点进行以下 对应的除尘工艺设计。 3. 1配料室除尘设计分析及设备选择 配料室由多个储存仓组成， 储存各种矿物， 矿物 进仓主要形式为气力输送和皮带输送。产尘的矿仓 主要为气力输送进仓的生石灰仓、 轻烧白云石仓和皮 带输送进仓的返矿仓。各矿仓卸料至皮带输送时亦 产生大量粉尘， 设计时亦需考虑。其他仓位为含一定 湿度焦煤粉、 混匀矿等无扬尘， 无需除尘设计。 在气力输送的作用下， 仓内形成较大的正压和扬 尘。矿料进仓具有时段性， 非持续进料， 扬尘具有阵 发性。为消除仓内正压， 可考虑于每个仓单独设立一 个小型除尘系统， 工作时除尘设备开启， 既节能又能 达到设计效果。设计每个仓安装一台 BMC2/3/12 型 旁插扁袋除尘器， 收集粉尘仓安装 2 台。该除尘器单 台风量可达 7 000 ～ 12 000 m3/h。除尘器收集粉尘 可直接回放到仓中。该设计可起到除尘、 节能及消除 仓内正压的作用。设计时需注意各仓有称量矿物设 备， 所以除尘器与各仓的连接不能固定在楼面上。仓 下扬尘卸料产尘可根据其物料特性以除尘罩收集风 管合并接至附近的一混除尘系统。 其他皮带机输送扬尘可通过除尘罩收集接至附 近机尾除尘系统， 各除尘点风量可根据经验选取 6 000 ～10 000 m3/h。 3. 2一混除尘设计分析及各设备选择 本系统主要对轻烧白云石粉仓、 石灰仓卸料点及 混合机除尘， 系统采用 CCJ/A- 60 型冲击式除尘器， 处理风量约 70 000 m3/h。一混系统工段特点是在混 合机内矿物加水混合时散发大量含尘水蒸汽， 会造成 尘雾弥漫。混合机附近有大型机尾除尘， 为什么不接 入该系统， 原因在于尘雾为湿性， 与其他粉尘相遇易 出现结块封堵管路， 再者轻烧白云石粉、 石灰粉遇湿 后也会出现粘结封堵现象。因此， 在一混旁设冲击式 除尘器， 具有结构紧凑， 占地小， 维护简单的特点， 对 5 μm 的尘粒， 除尘效率可达 95左右。 除尘原理是 含尘气体进入除尘器后转弯向下， 冲激在液面上， 部分粗大的尘粒直接沉降在泥浆斗 内。随后含尘气体高速通过 S 型通道， 激起大量水 滴， 使水滴与粉尘充分接触， 收集细粒粉尘。净化后 的气流经净气分雾室与挡水板后， 由通风机排走。收 集在液体中的尘粒定期清理又可作为混匀料用。 3. 3机头烟气除尘设计分析及各设备选择 在烧结矿生产大量烟尘， 属高温烟气类， 需通过 烧结机大烟道经抽风除尘后将废气排出。抽风过程 中会带入一些较大颗粒， 且烟气含尘浓度高， 在除尘 设计时需采取降尘设备进行预处理， 将大颗粒沉降， 再经下一级除尘设备进行有效除尘。 烧结系统烟气温度为 150 ℃左右， 比电阻 1. 4 1010～1. 57 1012Ωcm 属中等偏高比电阻粉尘， 是 电除尘器最适宜扑集粉尘种类， 电除尘具有效率高、 压损小耗电量少、 运行费用低等特点， 因此， 对烟气二 级除尘选择电除尘最为适宜。烟尘经灰斗收集后由 仓泵气力输送至配料室粉尘仓回收利用。 3. 3. 1重力沉降室设计 2 号360 设有大烟道两个， 单个抽风量按 100 104m3/h设计， 出口处设置重力沉降室分两个箱体进 98 大 气 污 染 防 治 Air Pollution Control 行沉降。为节约场地及较好地布置工艺设备， 沉降室 按垂直于烧结室布置 见图 1 ， 采用下进上出风的形 式。设计沉降室时需注意 1 室内负压大， 因此箱体骨 架选取时要核算其刚度， 且体内设必要支撑， 箱体外壁 设加强筋。2 烟气温度较高， 与烧结烟道连接处设波 纹补偿器， 沉降室本体设保温层， 以防结露及灼伤现场 工作人员。3 设检修人孔及爬梯。4 室内流速越低越 利于细尘粒沉降但装置则会增大， 要与下一级除尘设 备效率结合， 找出经济流速点。其余设计要点文献［ 2］ 也有详述， 于此就不作重述。沉降室目前运行正常、 效 果良好。沉降室灰斗收集的大颗粒灰料经卸灰阀、 括 板机卸至烧结机室散料皮带中运至下一级循环利用。 3. 3. 2卧式电除尘选型设计 电除尘设备工艺技术成熟， 生产厂家多。设计时 主要根据烟气量、 含尘浓度、 烟尘各项参数等确定设计 除尘效率、 选择合适电场风速 可由实践经验数据确定 或按设计手册选用 、 气流分布提出相应订货要求。 2 号360 机头电除尘设计简介 烟气经由沉降室沉 降后接入卧式电除尘系统， 因沉降室根据烧结工艺分 两个箱体沉降， 电除尘亦按两套系统设计， 2 302 m2 电除尘系统。除尘器主要设计参数 单套设计风量 108 104m3/h， 除尘效率 95 以上， 驱进速度 0. 05 ～ 0. 09 m/s。主抽风机108 104m3/h， 1 000 r/min， 配用 电机电压10 kV， 功率6 300 kW。 系统设计注意要点 1 因烟温高， 除尘器箱体需 采取保温处理， 以防设备结露及内壁尘灰粘结， 其进、 出口需设波纹膨胀节进行热补偿。2 风机出口需设 消声器。 3. 4机尾除尘设计分析及各设备选择 机尾除尘包括烧结机尾部、 环冷室、 散料皮带受 料点及配料室返矿、 焦煤的转运。除尘工段特点 尘 气温度60 ～250 ℃， 含尘浓度5 ～15 g/m3， 含湿量低， 遇水易黏结。 机尾除尘采用 240 m2四电除尘器， 主要设计参 数 设计风量 100 104m3/h， 除尘效率 95 以上， 驱 进速度 0. 05 ～0. 09 m/s。主抽风机 100 104m3/h， 990 r/min， 配用电机电压 10 kV， 功率 2240 kW。 机尾系统设计注意事项， 文献［ 1］已做详细陈 述。补充事项有 机尾烟温高， 在除尘风管涂装时需 选择耐高温防腐漆类。 3. 5成品筛分除尘设计分析及设备选择 成品除尘主要用于筛分楼及其附近转运站、 成品 矿仓除尘。该工艺产尘形式是在筛分过程中， 物料在 筛分机上振动分料产生大量粉尘， 分料后通过皮带转 运至矿仓各转运点的扬尘。 根据 2 号 360 布置， 成品除尘采用 140 m2四电 场电除尘器， 主要设计参数 设计风量 55 104m3/h， 除尘效率 95 以上， 驱进速度 0. 05 ～ 0. 09 m/s。主 抽风机 63. 8 104m3/h， 730 r/min， 配用电机电压 10 kV， 功率 1 120 kW。 4风管设计 除尘工程中， 管路设计直接影响整个系统。风管 设计时， 敷设需尽可能的近， 减少弯头、 三通等以降低 系统阻损， 从而降低系统能耗。沿程阻力与扬尘点位 置有关， 难以减少。局部阻力可从以下几方面入手 1 减小弯头或使圆形风管的曲率半径大于管径的 1 倍 ～2 倍， 在矩形直角弯头内设置导流片。2 尽量 使三通的干管与支管的流速相等， 并减小它们之间的 夹角。变径管的扩散角不超过 30。3 管路与风机 的连接保持顺畅。 设计时应根据规范及经验选择合理的风管风速， 风速直接与除尘效果有直接关联。设计风速过小会 导致管道积灰、 管径过大增大风管耗材， 风速过大则 会出现动压大， 对管道的磨损也大， 增加风管的维护 管理量。烧结工程管路设计风速为 20 ～ 22 m/s， 在 弯头、 三通的尘气冲刷面设耐磨处理措施以减少风管 维护管理， 降低工程投资。 5各系统运行效果 360 m2烧结除尘系统投产几年来， 柳钢相关技 术部门对各除尘系统进行跟踪监测管理， 系统运行现 场各岗位无扬尘。2012 年 1 号 360 和 2 号 360 各除 尘系统排放监测数据如表 1 所示。 通过以上监测数据可看出排放标准优于国家规范 GB 162972004 规定值 80 mg/m3 1 号 360、 2 号 360 均为 12 年前设计投产 。2012 年国家发布标准 GB 286622012 钢铁烧结、 球团工业大气污染物排放 标准 ， 条款 4. 1 规定 “自 2012 年 10 月 1 日起至 2014 年 12 月 31 日止， 现有企业执行表 1 规定的大气污染 物排放限值” ， 即标准“表 1” 限值 80 mg/m3; 条款 4. 1 规定 “ 自2015 年1 月1 日起， 现有企业执行表2 规定的 大气污染物排放限值” ， 即标准“表 2” 限值 50 mg/m3。 由监测数据显示， 两座360 m2烧结除尘系统排放标准 仍然符合新规范要求， 效果良好。一混除尘为湿法除 尘， 经沉淀矿物再接混合再利用， 无污染物排放。 09 环境工程 Environmental Engineering 表 12012 年 360m2烧结除尘系统监测结果 Table 1Monitoring results of 360m2sintering dust removal system 监测时间监 测 点 颗粒物/ mg m －3 监测时间监 测 点 颗粒物/ mg m －3 2012- 02- 181 号 360 机头除尘1 号除尘器出口44. 732012- 12- 052 号 360 机头除尘1 号除尘器出口28. 83 2012- 09- 051 号 360 机头除尘2 号除尘器出口31. 172012- 10- 132 号 360 机头除尘2 号除尘器出口31. 87 2012- 03- 081 号 360 机尾除尘除尘器出口37. 402012- 04- 132 号 360 机尾除尘除尘器出口36. 83 2012- 07- 041 号 360 成品除尘除尘器出口36. 072012- 08- 092 号 360 成品除尘除尘器出口35. 57 6结语 党的十八大提出“大力推进生态文明建设” ， “单位国内生产总值能源消耗和二氧化碳排放大幅 下降， 主要污染物排放总量显著减少” 等， 体现了国 家对环境保护的重视程度。钢企烧结系统是扬尘重 区， 若未配备除尘工程或除尘效果达不到预期势必对 环境造成恶劣的影响。治污必须从源头抓起， 除尘工 程设计是治尘防污的关健步骤， 需要根据各工艺条件 进行精心设计， 做到节约资源， 保障效果。 参考文献 ［1］冶金工业部建设协调司， 中国冶金建设协会． 钢铁企业采暖通 风设计手册［M］． 北京 冶金工业出版社， 1996． ［2］张殿印， 王纯． 除尘工程设计手册［ M］ ． 北京 化学工业出版社， 2003． ［3］孙一坚． 简明通风设计手册［M］． 北京 中国建筑工业出版社， 1997． ［4］陆耀庆． 供暖通风设计手册［M］． 北京 中国建筑工业出版社， 1997． ［5］孙一坚． 工业通风［M］． 3 版． 北京 中国建筑工业出版社， 1997． ［6］GB 500192003 采暖通风与空气调节设计规范［S］． ［7］GB 286622012 钢铁烧结、 球团工业大气污染物排放标准 ［S］． ［8］HJ 4352008 钢铁工业除尘工程技术规范［S］． ［9］甘荣聪． 钢铁企业除尘系统设计节能探讨［J］． 暖通空调， 2011 5 61- 63． ［ 10］黎在时． 静电除尘器［M］． 北京 冶金工业出版社， 1993． 第一作者 甘荣聪 1981 － ， 男， 工程师， 主要从事暖通空调专业设计 工作。 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 ganrongcong126． com 上接第 76 页 ［6］张蕴晖， 丁佳玮， 曹慎， 等． 大气细颗粒物 PM2. 5 对心血管内 皮细胞 NOS 的影响［J］ ． 环境科学学报， 2006， 26 1 142- 145． ［7］殷永文， 程金平， 段玉森， 等． 上海市霾期间 PM2. 5、 PM10污染与 呼吸科、 儿呼吸科门诊人数的相关分析［J］ ． 环境科学， 2011， 32 7 1894- 1898． ［8］戴海夏， 宋伟民， 高翔， 等． 上海市 A 城区大气 PM10、 PM2. 5污 染与居民日死亡数的相关分析［J］ ． 卫生研究， 2004， 33 3 293- 297． ［9］王玮， 汤大钢， 刘红杰， 等． 中国 PM2. 5污染状况和污染特征的 研究［J］． 环境科学研究， 2000， 13 1 1- 5． ［ 10］赵文慧， 宫辉力， 赵文吉， 等． 基于地统计学的北京市可吸入颗 粒物时空变异性及气象因素分析［ J］ ． 环境科学学报， 2010， 30 11 2154- 2163． ［ 11］刘爱利， 王培法， 丁园圆． 地统计学概论［M］． 北京 科学出版 社， 2012 74- 76， 111- 113． ［ 12］王绍强， 朱松丽， 周成虎． 中国土壤土层厚度的空间变异性特 征［J］． 地理研究， 2001， 20 2 161- 169． ［ 13］雷天赐， 黄圭成， 雷义均， 等． 地质统计学在湖南省鼓锣坪 Cu、 Pb、 Zn 元素空间分布格局研究中的应用［J］． 桂林理工大学学 报， 2010， 30 4 501- 506． ［ 14］张敏， 贺鹏飞， 陈伟强． 基于 GIS 和地统计学的土壤养分空间 变异分析［J］． 东北农业大学学报， 2010， 41 3 53- 58． 第一作者 秦伟良 1965 － ， 男， 博士， 副教授， 主要从事应用统计研 究。qinwl nuist． edu． cn 19 大 气 污 染 防 治 Air Pollution Control