常州东方特钢有限公司电炉分厂 50吨电炉除尘系统优化改造
初步方案
无锡市东方环境工程设计研究所
无锡市东方工业节能环保有限公司
2014.11.13
1
常州东方特钢有限公司电炉分厂
50t电炉除尘系统优化改造方案
一、现状概述
常州东方特钢有限公司电炉厂50吨电炉在兑铁水加废钢及供氧高峰期有系统能力不足，有黄烟逸出，精炼炉有大量烟尘逸出罩子，环保压力日趋紧张，东方特钢决定对电炉及精炼炉除尘进行改造，同时把现有除尘器卸灰的二次扬尘问题一并解决。
50吨电炉采用铁水热装工艺，铁水吃入量为20-23t左右，炉壳直径为4600mm，兑铁方式为正兑铁，采用炉门氧枪结合炉壁氧枪的供氧方式，最大出钢量为45t。
目前除尘采用内外排混合工艺，内排排烟方式：高温烟气通过水冷烟道进入沉降室，再经高温烟道进入锅炉，在内排风机的作用下与屋顶除尘风管汇合，外排排烟方式：烟气通过屋顶捕集通过风管输送至除尘器净化后排出。
内排风机设计流量12万m3/h（6万Nm3/h左右），外排风机设计流量66万m3/h，配1250KW电机。
二、测试分析
总管流量实测为70万m3/h，内排流量实测为5万m3/h。
内排能力因电炉拉渣问题没有开足，制约了内排能力的发挥，同时也降低了蒸汽产出。
外排更换布袋后达到了设计流量，因内排流量的制约外排不能满足生产需要，同时兑铁水加废钢仍有大量烟尘逸出捕集罩。
精炼炉采用半封闭罩，管路接入屋顶除尘总管，风量不能平衡，烟尘逸 2
出严重。
三、设计条件及标准
设计条件：
1) 大气温度
· 年平均温度：15.4℃
· 年平均最高温度：20.3℃
· 年平均最低温度：11.4℃
· 最热月平均温度：29.9℃
· 最冷月平均温度：-2.9℃
2) 相对湿度
· 年平均相对湿度：77%
· 夏季相对湿度：78%
· 冬季相对湿度：81%
3) 风速、风向
· 年平均风速：3.4m/s
· 30年一遇10分钟最大平均风速：
· 全年主导风向：东北、东南
· 夏季主导风向：东南风
· 冬季主导风向：东北风
4) 降雨量
· 年平均降雨量：1041.7mm
· 日最大降雨量：198.5mm
3 25.2m/s
5) 大气压力
· 年平均气压： 1015.5mb
· 年最高绝对气压：1046.9mb
· 年最低绝对气压：989.1mb
设计依据：
1) 东方所在冶金行业烟尘治理方面积累的经验；
2) 业主对除尘系统改造的意见和要求；
3) 国家及行业对环境的有关标准及指标；
《炼铁工业大气污染物排放标准 》（GB28663-2012）；
《冶金工业环境保护设计规定》（YB9066-95）；
《冶金工业环境保护设施规划范围规定》（YB9067-95）；
《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）；
《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）；
《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）。
设计指标：
1）目测厂房顶不见黄烟，捕集率大于95%；
2）新增除尘器排放浓度≤20mg/Nm3；
3）消除新老系统输卸灰过程的二次扬尘；
三、改造方案
3．1水冷移动弯头改造
4
水冷滑套横截面及形状进行改造，同时进入沉降室的水冷直烟道进行改造，降低额定风量下的流速，降低拉渣发生现象。
由设计院提出具体要求，由炉盖生产厂家提供具体设计及供货。
3．2沉降室改造
对沉降室进行必要改造（待商讨），因废钢料篮须从炉体正面加入，可将沉降室前段进行增容改造，截断料篮运输线，增强沉降功能，防止高温烟道内的沉降，同时前部增设一清灰门，定期对其进行清理。
5
水冷滑套横截面及形状进行改造，同时进入沉降室的水冷直烟道进行改造，降低额定风量下的流速，降低拉渣发生现象。
由设计院提出具体要求，由炉盖生产厂家提供具体设计及供货。
3．2沉降室改造
对沉降室进行必要改造（待商讨），因废钢料篮须从炉体正面加入，可将沉降室前段进行增容改造，截断料篮运输线，增强沉降功能，防止高温烟道内的沉降，同时前部增设一清灰门，定期对其进行清理。
通过对上述内容进行改造，可提高内排风机的能力，使内排能力得到充分发挥，从而降低供氧高峰期屋顶的压力，一般内排多排1万Nm3/h相当于外排15-20万m3/h。
兑铁水加废钢则需对外排进行改造和加强来解决。
3．3屋顶罩改造
在厂房4#轴线屋架上新增挡烟板一片，防止瞬间烟尘向西侧扩散，在3#4#轴线间的纵轴线上新增挡烟板一片，阻挡瞬间烟尘向北侧扩散。同时屋顶罩向西侧延伸2m，尽可能捕捉兑铁水时产生的瞬间烟尘。即使有少量逸出罩外因挡烟板的阻隔也不会继续扩散，在屋顶负压的作用下1min内将弥散烟尘消解。
3．4输卸灰改造
老系统除尘器卸灰采用铲车装入卡车的方式，二次污染较严重。本次改造一并解决，拆除二级刮板输灰机，实测螺旋下灰口与楼板间有1.3m的净高，在螺旋输灰机与楼板间增加气力发生罐，使用气力输送将老系统除尘灰送至新系统集中处理。
气力输送是利用具有一定速度和一定压力的气体作为输送介质，将物料输送至目的地（受料仓）的一种输送技术，适用于单点向单点或单点向多点输送的场合。由于输送管道内为正压，可以有效的防止外界杂物及雨水等进入管道。正压气力输送的输送量最高可达到100t/h，输送距离达到2000米。
1、等待状态：灰斗内粉尘处于低位，所有的料位计均没有被覆盖
2、进料状态：T泵进料阀打开，物料自由落体至T泵内
3、输送状态：进料阀关闭，压缩空气通入，待压力达到设定值，出料阀打开
4、吹扫阶段：待管道压力降下至设定值，输送结束，压缩空气继续通入，吹扫管道
因输灰量较小，程序设置每个仓泵每日工作1―2次，将灰送至二次除尘集中仓。
因电炉粉尘粘性高，加湿机故障较高，本方案卸灰采用无扬尘卸灰机，卸灰过程中进行打水加湿作业，防止运输过程中的扬尘。
3．5新增35万风量除尘系统
因阻力不好平衡，精炼炉除尘风管管径小且路径长，造成实际得到的风量远小于设计风量，捕集效果非常不好。因此将精炼炉除尘风管从老系统中分离出来，新建一套35万m3/h风量的新系统，其中10万m3/h风量供精炼炉使用，剩余25万m3/h风量供电炉屋顶除尘使用。
设备参数：
风机：
流量：35万m3/h 风压：4700Pa
电机：
功率：630KW 电压：6KV 防护等级：IP44
净化器：
面积：5800m2 净化速度：1.0m/min
采用集成化除尘机组（排气筒在除尘器内部）
结构特征
机组包含：
进风口、均压沉降段、过滤室、净气室、风机进风管、风机出风管、灰斗、旋转顶棚、旋转排气筒、气力输送、风机站、风机检修机构等。
10
除尘器、风机站、排气筒和输灰系统“四合一”。风机站摆放在机组灰斗下方；排气筒设置在机组内部；机组底部为多个环形布置的灰斗，使用一套气力输灰装置将各个灰斗的灰集中至其中一个灰斗，省去了常规系统中的集中灰仓。
旋转顶棚上设有离线换袋仓和吊布袋框架机构，可实现离线更换布袋。
工作原理
气流：在除尘系统风机负压作用下，含尘气体从360°任一方向由烟气进口进入机组均压沉降段后上升至过滤室净化，粉尘被截留在滤袋外表面，清洁气体则通过花板进入清洁室，均匀地向中心聚拢，进入风机进风管，向下进入风机后，再向上进入旋转排气筒进入大气。
清灰：可采用定压或定时喷吹，当需要清灰时，机组顶棚开始旋转，带动离线罩和喷吹管对滤袋进行离线回转脉冲清灰，这一过程将聚积在滤袋外表面的粉尘剥离落入灰仓内。
灰流： 机组底部为多个环形布置的灰斗，使用一套气力输灰装置将各个灰斗的灰集中至其中一个灰斗，再定期由车辆运走。
风机检修： 由于风机摆放在灰斗下方，因此本除尘机组还自带风机检修机构，风机电机的检修就依靠该检修机构进行。
占地面积
常规：
11
本案：
节省占地面积53%。
设备繁简比较
设备名称
脉冲气包 脉冲阀 喷吹管 清洁室分室数量 离线阀(装置) 气压传动气缸 控制点
单 位
只 只 套 个 套 套 个
常规型除尘器 本案 备 注
含供气管网 含控制系统
含活动接头、定位装置
含控制系统 含电磁阀、管路
12 144 144 12 24 24 168 2 12 2 1 2 0 12
12
进出口风管布置 风机布置 排气筒
一般单进风管单出风管，左进右出或右进左出
受较大制约 受较大制约
单进风管或多进风管任一方向布置，单出风管或多出风管任一方向布置
在除尘器下方，不额外占用面积
除尘器自带，不额外占用面积
工程造价：
工程总造价约680万元，不含土建及沉降室改造费用。 包含所有设备供货及安装，结构制安及总体设计。 土建有乙方设计甲方施工。 专利荣誉
2006年国家重点环境保护实用技术（A类） 一种带回转排气筒的除尘器
实用新型专利，专利号：ZL[1**********]7.7 离线回转脉冲清灰袋式除尘器
实用新型专利，专利号：ZL[1**********]0.X 电动孔板阀
发明专利，专利号：ZL[1**********]9.1 袋式除尘器中心出风结构
实用新型，专利号：ZL[1**********]3.0 袋式除尘器回转离线清灰装置 实用新型，
专利号：ZL[1**********]4.5 回转脉冲气源供气装置
13
实用新型，
专利号：ZL[1**********]5.5 笼骨埋入式凹式花板 实用新型，
专利号：ZL[1**********]6.X
工程实例
项目名称：连云港镔鑫钢铁公司5#高炉出铁场除尘 风 量：65×104 m³/h 过滤面积：10300㎡
项目名称：湖州永兴不锈钢有限公司电炉、AOD炉除尘 风 量：85×104 m³/h 过滤面积：13000㎡
3．6精炼炉系统改造
精炼炉除尘并入新建系统，原1.3m的除尘管道保留，新增一条的除尘风管一并接入新建系统，原半封闭罩保留。
3．7能源介质条件
用电 6KV 630KW 380V 30KW 用气 0.4MPa 15N m³/min 压缩空气或氮气
用水 2t/h
工程业绩
14
1m
东方环境高温烟气治理工程一览表(近五年）
电炉及精炼炉部分
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常州东方特钢有限公司电炉分厂 50吨电炉除尘系统优化改造
初步方案
无锡市东方环境工程设计研究所
无锡市东方工业节能环保有限公司
2014.11.13
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常州东方特钢有限公司电炉分厂
50t电炉除尘系统优化改造方案
一、现状概述
常州东方特钢有限公司电炉厂50吨电炉在兑铁水加废钢及供氧高峰期有系统能力不足，有黄烟逸出，精炼炉有大量烟尘逸出罩子，环保压力日趋紧张，东方特钢决定对电炉及精炼炉除尘进行改造，同时把现有除尘器卸灰的二次扬尘问题一并解决。
50吨电炉采用铁水热装工艺，铁水吃入量为20-23t左右，炉壳直径为4600mm，兑铁方式为正兑铁，采用炉门氧枪结合炉壁氧枪的供氧方式，最大出钢量为45t。
目前除尘采用内外排混合工艺，内排排烟方式：高温烟气通过水冷烟道进入沉降室，再经高温烟道进入锅炉，在内排风机的作用下与屋顶除尘风管汇合，外排排烟方式：烟气通过屋顶捕集通过风管输送至除尘器净化后排出。
内排风机设计流量12万m3/h（6万Nm3/h左右），外排风机设计流量66万m3/h，配1250KW电机。
二、测试分析
总管流量实测为70万m3/h，内排流量实测为5万m3/h。
内排能力因电炉拉渣问题没有开足，制约了内排能力的发挥，同时也降低了蒸汽产出。
外排更换布袋后达到了设计流量，因内排流量的制约外排不能满足生产需要，同时兑铁水加废钢仍有大量烟尘逸出捕集罩。
精炼炉采用半封闭罩，管路接入屋顶除尘总管，风量不能平衡，烟尘逸 2
出严重。
三、设计条件及标准
设计条件：
1) 大气温度
· 年平均温度：15.4℃
· 年平均最高温度：20.3℃
· 年平均最低温度：11.4℃
· 最热月平均温度：29.9℃
· 最冷月平均温度：-2.9℃
2) 相对湿度
· 年平均相对湿度：77%
· 夏季相对湿度：78%
· 冬季相对湿度：81%
3) 风速、风向
· 年平均风速：3.4m/s
· 30年一遇10分钟最大平均风速：
· 全年主导风向：东北、东南
· 夏季主导风向：东南风
· 冬季主导风向：东北风
4) 降雨量
· 年平均降雨量：1041.7mm
· 日最大降雨量：198.5mm
3 25.2m/s
5) 大气压力
· 年平均气压： 1015.5mb
· 年最高绝对气压：1046.9mb
· 年最低绝对气压：989.1mb
设计依据：
1) 东方所在冶金行业烟尘治理方面积累的经验；
2) 业主对除尘系统改造的意见和要求；
3) 国家及行业对环境的有关标准及指标；
《炼铁工业大气污染物排放标准 》（GB28663-2012）；
《冶金工业环境保护设计规定》（YB9066-95）；
《冶金工业环境保护设施规划范围规定》（YB9067-95）；
《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）；
《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）；
《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）。
设计指标：
1）目测厂房顶不见黄烟，捕集率大于95%；
2）新增除尘器排放浓度≤20mg/Nm3；
3）消除新老系统输卸灰过程的二次扬尘；
三、改造方案
3．1水冷移动弯头改造
4
水冷滑套横截面及形状进行改造，同时进入沉降室的水冷直烟道进行改造，降低额定风量下的流速，降低拉渣发生现象。
由设计院提出具体要求，由炉盖生产厂家提供具体设计及供货。
3．2沉降室改造
对沉降室进行必要改造（待商讨），因废钢料篮须从炉体正面加入，可将沉降室前段进行增容改造，截断料篮运输线，增强沉降功能，防止高温烟道内的沉降，同时前部增设一清灰门，定期对其进行清理。
5
水冷滑套横截面及形状进行改造，同时进入沉降室的水冷直烟道进行改造，降低额定风量下的流速，降低拉渣发生现象。
由设计院提出具体要求，由炉盖生产厂家提供具体设计及供货。
3．2沉降室改造
对沉降室进行必要改造（待商讨），因废钢料篮须从炉体正面加入，可将沉降室前段进行增容改造，截断料篮运输线，增强沉降功能，防止高温烟道内的沉降，同时前部增设一清灰门，定期对其进行清理。
通过对上述内容进行改造，可提高内排风机的能力，使内排能力得到充分发挥，从而降低供氧高峰期屋顶的压力，一般内排多排1万Nm3/h相当于外排15-20万m3/h。
兑铁水加废钢则需对外排进行改造和加强来解决。
3．3屋顶罩改造
在厂房4#轴线屋架上新增挡烟板一片，防止瞬间烟尘向西侧扩散，在3#4#轴线间的纵轴线上新增挡烟板一片，阻挡瞬间烟尘向北侧扩散。同时屋顶罩向西侧延伸2m，尽可能捕捉兑铁水时产生的瞬间烟尘。即使有少量逸出罩外因挡烟板的阻隔也不会继续扩散，在屋顶负压的作用下1min内将弥散烟尘消解。
3．4输卸灰改造
老系统除尘器卸灰采用铲车装入卡车的方式，二次污染较严重。本次改造一并解决，拆除二级刮板输灰机，实测螺旋下灰口与楼板间有1.3m的净高，在螺旋输灰机与楼板间增加气力发生罐，使用气力输送将老系统除尘灰送至新系统集中处理。
气力输送是利用具有一定速度和一定压力的气体作为输送介质，将物料输送至目的地（受料仓）的一种输送技术，适用于单点向单点或单点向多点输送的场合。由于输送管道内为正压，可以有效的防止外界杂物及雨水等进入管道。正压气力输送的输送量最高可达到100t/h，输送距离达到2000米。
1、等待状态：灰斗内粉尘处于低位，所有的料位计均没有被覆盖
2、进料状态：T泵进料阀打开，物料自由落体至T泵内
3、输送状态：进料阀关闭，压缩空气通入，待压力达到设定值，出料阀打开
4、吹扫阶段：待管道压力降下至设定值，输送结束，压缩空气继续通入，吹扫管道
因输灰量较小，程序设置每个仓泵每日工作1―2次，将灰送至二次除尘集中仓。
因电炉粉尘粘性高，加湿机故障较高，本方案卸灰采用无扬尘卸灰机，卸灰过程中进行打水加湿作业，防止运输过程中的扬尘。
3．5新增35万风量除尘系统
因阻力不好平衡，精炼炉除尘风管管径小且路径长，造成实际得到的风量远小于设计风量，捕集效果非常不好。因此将精炼炉除尘风管从老系统中分离出来，新建一套35万m3/h风量的新系统，其中10万m3/h风量供精炼炉使用，剩余25万m3/h风量供电炉屋顶除尘使用。
设备参数：
风机：
流量：35万m3/h 风压：4700Pa
电机：
功率：630KW 电压：6KV 防护等级：IP44
净化器：
面积：5800m2 净化速度：1.0m/min
采用集成化除尘机组（排气筒在除尘器内部）
结构特征
机组包含：
进风口、均压沉降段、过滤室、净气室、风机进风管、风机出风管、灰斗、旋转顶棚、旋转排气筒、气力输送、风机站、风机检修机构等。
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除尘器、风机站、排气筒和输灰系统“四合一”。风机站摆放在机组灰斗下方；排气筒设置在机组内部；机组底部为多个环形布置的灰斗，使用一套气力输灰装置将各个灰斗的灰集中至其中一个灰斗，省去了常规系统中的集中灰仓。
旋转顶棚上设有离线换袋仓和吊布袋框架机构，可实现离线更换布袋。
工作原理
气流：在除尘系统风机负压作用下，含尘气体从360°任一方向由烟气进口进入机组均压沉降段后上升至过滤室净化，粉尘被截留在滤袋外表面，清洁气体则通过花板进入清洁室，均匀地向中心聚拢，进入风机进风管，向下进入风机后，再向上进入旋转排气筒进入大气。
清灰：可采用定压或定时喷吹，当需要清灰时，机组顶棚开始旋转，带动离线罩和喷吹管对滤袋进行离线回转脉冲清灰，这一过程将聚积在滤袋外表面的粉尘剥离落入灰仓内。
灰流： 机组底部为多个环形布置的灰斗，使用一套气力输灰装置将各个灰斗的灰集中至其中一个灰斗，再定期由车辆运走。
风机检修： 由于风机摆放在灰斗下方，因此本除尘机组还自带风机检修机构，风机电机的检修就依靠该检修机构进行。
占地面积
常规：
11
本案：
节省占地面积53%。
设备繁简比较
设备名称
脉冲气包 脉冲阀 喷吹管 清洁室分室数量 离线阀(装置) 气压传动气缸 控制点
单 位
只 只 套 个 套 套 个
常规型除尘器 本案 备 注
含供气管网 含控制系统
含活动接头、定位装置
含控制系统 含电磁阀、管路
12 144 144 12 24 24 168 2 12 2 1 2 0 12
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进出口风管布置 风机布置 排气筒
一般单进风管单出风管，左进右出或右进左出
受较大制约 受较大制约
单进风管或多进风管任一方向布置，单出风管或多出风管任一方向布置
在除尘器下方，不额外占用面积
除尘器自带，不额外占用面积
工程造价：
工程总造价约680万元，不含土建及沉降室改造费用。 包含所有设备供货及安装，结构制安及总体设计。 土建有乙方设计甲方施工。 专利荣誉
2006年国家重点环境保护实用技术（A类） 一种带回转排气筒的除尘器
实用新型专利，专利号：ZL[1**********]7.7 离线回转脉冲清灰袋式除尘器
实用新型专利，专利号：ZL[1**********]0.X 电动孔板阀
发明专利，专利号：ZL[1**********]9.1 袋式除尘器中心出风结构
实用新型，专利号：ZL[1**********]3.0 袋式除尘器回转离线清灰装置 实用新型，
专利号：ZL[1**********]4.5 回转脉冲气源供气装置
13
实用新型，
专利号：ZL[1**********]5.5 笼骨埋入式凹式花板 实用新型，
专利号：ZL[1**********]6.X
工程实例
项目名称：连云港镔鑫钢铁公司5#高炉出铁场除尘 风 量：65×104 m³/h 过滤面积：10300㎡
项目名称：湖州永兴不锈钢有限公司电炉、AOD炉除尘 风 量：85×104 m³/h 过滤面积：13000㎡
3．6精炼炉系统改造
精炼炉除尘并入新建系统，原1.3m的除尘管道保留，新增一条的除尘风管一并接入新建系统，原半封闭罩保留。
3．7能源介质条件
用电 6KV 630KW 380V 30KW 用气 0.4MPa 15N m³/min 压缩空气或氮气
用水 2t/h
工程业绩
14
1m
东方环境高温烟气治理工程一览表(近五年）
电炉及精炼炉部分
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