實用新型通風(fēng)豎井除塵系統(tǒng)

  一、引言

  在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中,當爐前罩打開向轉(zhuǎn)爐中加入廢鋼和兌鐵水,以及爐后罩打開轉(zhuǎn)爐出鋼水的時候,會產(chǎn)生大量含塵煙氣。雖然兌鐵水和出鋼水的時間只有3min左右,而在二次除塵密封罩打開的情況下,兌鐵水和出鋼水時產(chǎn)生的煙氣直接竄升到廠房屋頂。一小部分煙氣攜帶的粉塵沉降到爐前平臺、行車等其它設(shè)備上,造成設(shè)備運行的安全隱患和車間內(nèi)的環(huán)境污染,而且對職工身體健康造成較大影響。另一大部分煙氣通過房頂?shù)耐L(fēng)豎井直接排入大氣,污染房頂及周邊環(huán)境。在對環(huán)境要求越來越高的今天,對通風(fēng)豎井的煙塵治理顯得非常必要。

  二、除塵系統(tǒng)解析

  1、現(xiàn)有除塵治理方法分析

  由于我國以前對環(huán)境污染治理不夠重視,到目前為止絕大部分鋼廠也只對轉(zhuǎn)爐煉鋼的一次煙氣和二次煙氣進行了治理,有的甚至連二次煙氣都沒有治理,更不用說投入資金來治理兌鐵水和出鋼水時產(chǎn)生的竄入通風(fēng)豎井內(nèi)的煙氣了。因為一方面的原因是我國對環(huán)境污染治理的重視程度不夠;另外一方面的原因是對環(huán)境治理需要投入很多的財力、物力、人力,直接增加了企業(yè)的成本;還有一方面的原因就在每一爐鋼水冶煉周期內(nèi),在兌鐵水和出鋼水時竄入通風(fēng)豎井內(nèi)的煙氣持續(xù)的時間不是很長,前后各只有3分鐘左右,加起來也只有6分鐘左右的時間,各個企業(yè)認為花很大的成本來治理這6分鐘內(nèi)產(chǎn)生的煙氣很不劃算,對這部分的治理不夠重視??梢哉f目前國內(nèi)對通風(fēng)豎井內(nèi)的煙氣治理還是一片空白。

  即使要對通風(fēng)豎井內(nèi)的煙氣進行治理,一般想到的方法也是新建一套除塵系統(tǒng)用來治理通風(fēng)豎井煙氣的污染問題,包括新建土建、吸塵罩、管道、除塵器、風(fēng)機、電機、輸灰設(shè)備等。而新建一套除塵系統(tǒng)要耗費巨額的成本,包括前期的建設(shè)費用和日常的運行費用等,給企業(yè)增加了很大的成本壓力。另外在每一爐鋼水冶煉周期內(nèi),兌鐵水和出鋼水時產(chǎn)生煙氣的持續(xù)時間只有6分鐘左右,而一爐鋼水的冶煉時間有40分鐘左右,兌鐵水和出鋼水兩者的時間之和也只占一爐鋼整個冶煉周期的15%,如果讓除塵系統(tǒng)在40分鐘內(nèi)持續(xù)運行,會產(chǎn)生很大的運行成本。即使要節(jié)約運行成本,不可能讓除塵系統(tǒng)在兌鐵水和出鋼水時的6分鐘左右時間內(nèi)運行,而在其它時間內(nèi)停止。因為這樣頻繁的啟動和停止對設(shè)備的運行壽命會造成很大的影響,特別是高壓電機。降低運行成本的方法也只能是在除塵系統(tǒng)內(nèi)配置液力偶合器或變頻器等設(shè)備,在兌鐵水和出鋼水時的6分鐘左右時間內(nèi)使除塵系統(tǒng)高速運行,而在其它冶煉時間內(nèi)使除塵系統(tǒng)低速運行。可以說新建一套除塵系統(tǒng)用來專項治理通風(fēng)豎井煙氣污染不是一種很好的方法。

  如何研究一種投資省、除塵效果好的新的通風(fēng)豎井除塵方法,是通風(fēng)豎井除塵領(lǐng)域的一項重要課題。

  2、新型通風(fēng)豎井除塵系統(tǒng)

  本新型通風(fēng)豎井除塵系統(tǒng)的目的是設(shè)計一套通風(fēng)豎井除塵系統(tǒng),該系統(tǒng)要求投資少、除塵效果好、系統(tǒng)運行穩(wěn)定、維護工作量小、運行費用低。

  為了達到上述目的,經(jīng)過多年的探索和實踐,在轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)出了一套新型除塵系統(tǒng),并已經(jīng)成功應(yīng)用,取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。針對轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)沒有考慮通風(fēng)豎井除塵的缺陷,以及兌鐵水和出鋼水時產(chǎn)生的竄入通風(fēng)豎井內(nèi)的煙氣間斷性的特點,本新型除塵系統(tǒng)主要設(shè)計思想在于將通風(fēng)豎井煙氣除塵并入原有二次煙氣除塵系統(tǒng)內(nèi),既治理了通風(fēng)豎井內(nèi)的煙氣,又不影響原有二次煙氣除塵效果。新型除塵系統(tǒng)流程圖如下:

如上面附圖--除塵系統(tǒng)流程圖,本新型除塵系統(tǒng)包括原有的轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)(包括轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵密閉罩、爐前移動門、爐后移動門、爐前吸塵罩、爐后吸塵罩、LQF爐前蝶閥、LHF爐后蝶閥、轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵管道、布袋除塵器、風(fēng)機電機、煙囪、PLC自動控制中心等)和新增加的通風(fēng)豎井除塵管道、SJF豎井蝶閥、豎井吸塵罩、BYF百葉閥等。在新系統(tǒng)內(nèi),通過調(diào)節(jié)LQF爐前蝶閥和LHF爐后蝶閥的開度大小來控制爐前或爐后的抽風(fēng)量,控制SJF豎井蝶閥的開關(guān)來決定通風(fēng)豎井是否抽風(fēng)除塵,控制BYF百葉閥的開關(guān)來決定通風(fēng)豎井的煙氣是否直接排入大氣。PLC控制系統(tǒng)接收爐前控制室發(fā)來的信號后控制新系統(tǒng)內(nèi)各個閥門的開度大小。本新型除塵系統(tǒng)具體實施方式如下:

 ?。?)為了使豎井除塵抽風(fēng)量適當,在確定抽風(fēng)量前,要測試或計算通風(fēng)豎井沒有除塵自然對流時的風(fēng)量。因為當豎井抽風(fēng)量過大時,由于這個系統(tǒng)抽風(fēng)量是一定的,此時爐前或爐后的抽風(fēng)量就小,影響爐前或爐后的除塵效果。當豎井抽風(fēng)量過小時,即豎井抽風(fēng)量小于豎井沒有除塵正常對流時的風(fēng)量,此時豎井內(nèi)的煙氣不能被及時抽走,會出現(xiàn)回流現(xiàn)象,煙氣會在廠房內(nèi)彌散。測量風(fēng)量時,可以將豎井斷面區(qū)均分成若干小的區(qū)域(分得越細測試結(jié)果越精確),然后用熱球風(fēng)速儀或其它測量儀器來測量每個小區(qū)域內(nèi)的風(fēng)速,測試完后取平均值計算出豎井沒有除塵時的對流風(fēng)量。特別要強調(diào)的是,密閉罩打開兌鐵水或出鋼水時豎井內(nèi)的對流風(fēng)量比密閉罩沒有打開轉(zhuǎn)爐正常冶煉時的風(fēng)量要大,所以測試的風(fēng)量一定要是密閉罩打開兌鐵水或出鋼水時豎井內(nèi)的對流風(fēng)量;如果在密閉罩打開一次的時間內(nèi)沒有完成測量工作,則要等到密閉罩下一次打開時再接著測量,直到測量完成。最后確定密閉罩打開兌鐵水或出鋼水時豎井內(nèi)的對流風(fēng)量兩者的中最大值作為豎井內(nèi)的對流風(fēng)量Q1。通過計算的方式確定豎井內(nèi)正常對流的風(fēng)量時,也是確定密閉罩打開兌鐵水或出鋼水時豎井內(nèi)的對流風(fēng)量兩者中的最大值作為豎井內(nèi)的對流風(fēng)量Q1。在確定了豎井內(nèi)正常對流時的風(fēng)量后,才能確定豎井除塵抽風(fēng)量Q2。根據(jù)多年的實踐,一般Q2=1.4* Q1比較合適。

 ?。?)新增加用于通風(fēng)豎井除塵的管道、SJF豎井蝶閥、豎井吸塵罩、兩臺BYF百葉閥等。將通風(fēng)豎井出口進行改造,將豎井出風(fēng)口處吸塵罩及BYF百葉閥安裝部分外的部分用鋼板密閉。BYF百葉閥的大小選擇要適當,如果BYF百葉閥的尺寸過大,則不適合在豎井出口安裝;如果BYF百葉閥的尺寸過小,則影響豎井內(nèi)氣體正常對流。

 ?。?)如果原有轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵不是采用PLC自動控制,則要將控制系統(tǒng)改造成PLC自動控制,并且能與爐前控制中心通訊,接受來自爐前控制中心發(fā)出的信號,與爐前連鎖控制。如果原有轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)沒有LQF爐前蝶閥和LHF爐后蝶閥;或者有蝶閥,但蝶閥的開度大小不能任意調(diào)節(jié),則原系統(tǒng)要增加或更換成能調(diào)節(jié)開度大小的電動蝶閥。

 ?。?)當PLC自動控制中心接收到來自爐前控制室發(fā)出的密閉罩爐前移動門打開轉(zhuǎn)爐向前傾倒準備兌鐵水信號時,PLC根據(jù)內(nèi)部編好的程序發(fā)出指令使兩臺BYF百葉閥關(guān)閉,SJF豎井蝶閥全開豎井開始抽風(fēng),兩臺LHF爐后蝶閥關(guān)閉,兩臺LQF爐前蝶閥開度調(diào)節(jié)到設(shè)定的大小減少爐前抽風(fēng)量。因為轉(zhuǎn)爐向前傾倒兌鐵水時,產(chǎn)生的煙氣主要集中在密閉罩前半部,并且大部分煙氣隨熱氣流上升進入了通風(fēng)豎井,所以關(guān)閉兩臺LHF爐后蝶閥停止爐后抽風(fēng),將兩臺LQF爐前蝶閥開度調(diào)小減少爐前抽風(fēng)量,并且保證通風(fēng)豎井除塵抽風(fēng)量。此時轉(zhuǎn)爐二次除塵抽風(fēng)量減少,原有管道內(nèi)風(fēng)速會很低,粉塵會在管道內(nèi)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象;由于此種抽風(fēng)狀態(tài)每次只持續(xù)3分鐘左右,粉塵在管道內(nèi)沉降有限,當轉(zhuǎn)爐正常冶煉爐前和爐后正常抽風(fēng)時,沉降在管道內(nèi)少量粉塵會被氣流抽走,不會堵塞管道。

  (5)當PLC自動控制中心接收到來自爐前控制室發(fā)出的兌鐵水完畢密閉罩爐前移動門關(guān)閉轉(zhuǎn)爐傾動回零位(爐口垂直向上)的信號時,PLC根據(jù)內(nèi)部編好的程序發(fā)出指令使兩臺LQF爐前蝶閥和兩臺LHF爐后蝶閥的開度大小調(diào)節(jié)到正常冶煉時的開度正常抽風(fēng)進行二次煙氣除塵,使SJF豎井蝶閥關(guān)閉停止豎井抽風(fēng),同時使兩臺BYF百葉閥全開,讓通風(fēng)豎井自然對流排放。因為轉(zhuǎn)爐正常冶煉時豎井內(nèi)氣體含塵量小,達到排放標準,可以自然排放。

  (6)當PLC自動控制中心接收到來自爐前控制室發(fā)出的密閉罩爐后移動門打開轉(zhuǎn)爐向后傾倒準備出鋼水信號時,PLC根據(jù)內(nèi)部編好的程序發(fā)出指令使兩臺BYF百葉閥關(guān)閉,SJF豎井蝶閥全開豎井開始抽風(fēng),兩臺LQF爐前蝶閥關(guān)閉,兩臺LHF爐后蝶閥開度調(diào)節(jié)到設(shè)定的大小減少爐后抽風(fēng)量。因為轉(zhuǎn)爐向后傾倒出鋼水時,產(chǎn)生的煙氣主要集中在密閉罩后半部,并且大部分煙氣隨熱氣流上升進入了通風(fēng)豎井,所以關(guān)閉兩臺LQF爐前蝶閥停止爐后抽風(fēng),將兩臺LHF爐后蝶閥開度調(diào)小減少爐后抽風(fēng)量,并且保證通風(fēng)豎井除塵抽風(fēng)量。此時轉(zhuǎn)爐二次除塵抽風(fēng)量減少,原有管道內(nèi)風(fēng)速會很低,粉塵會在管道內(nèi)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象;由于此種抽風(fēng)狀態(tài)每次只持續(xù)3分鐘左右,粉塵在管道內(nèi)沉降有限,當轉(zhuǎn)爐正常冶煉爐前和爐后正常抽風(fēng)時,沉降在管道內(nèi)少量粉塵會被氣流抽走,不會堵塞管道。

  三、結(jié)論

  通過以上分析和實踐證明,本新型除塵系統(tǒng)主要是將原有轉(zhuǎn)爐二次煙氣系統(tǒng)進行改造,將控制中心改造成能與爐前控制中心通訊連鎖控制的PLC自動控制中心,在爐前和爐后配置能調(diào)節(jié)任意開度大小的電動蝶閥;并在原有除塵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增加了用于通風(fēng)豎井除塵的管道、SJF豎井蝶閥、豎井吸塵罩、兩臺BYF百葉閥等,將舊有的設(shè)備和新增加的設(shè)備融為一體形成一套新的除塵系統(tǒng)。新系統(tǒng)既保證了轉(zhuǎn)爐正常冶煉時的二次煙氣除塵,又解決了密閉罩打開兌鐵水或出鋼水時竄入通風(fēng)豎井煙氣的污染問題,可以說花很小的成本解決了很大問題,非常值得推廣。

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