电炉冲天炉铸造车间除尘设计方案

电炉冲天炉铸造车间除

尘设计方案

集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]

国内已有少数单位采用湿式或干式除尘装置治理化铁炉的烟尘污

染，但效果不甚理想。湿式除尘存在二次污染问题，而干式除尘则

由于降温手段不可靠，多数仍处于停止运行状态。因此，认真分析

化铁炉烟气特点，有针对性地选择简易可靠的除尘方式是摆在我们

通风除尘工作者面前的重要课题。

我公司承担了上海某机修总厂铸造车间通风除尘设计任务。该工程建筑面积为6543m2，车间下分八个生产工部和一个炉料堆场。3t/h化铁炉系统单独作为一个除尘系统进行干式除尘设计，设计工程竣工投产以来系统调试运行正常，实测总除尘效率为%。

1、化铁炉烟气特点

(1)烟气温度高，波动范围大。化铁炉正常工作时烟气温度一般为200℃～500℃之间。但目前我国化铁炉多为人工控制上料，一旦上料不及时，烟气温度可达到600℃以上。停炉前，瞬时温度可达900℃～1200℃，高温限制了治理手段的发挥。因此，不论使用何种除尘方式，都要有一定的温度控制手段。

(2)烟气含尘大，粒级分布广，有一定数量大于1mm的尘粒，必须采用多级高效除尘方式。对该厂化铁炉烟气含尘量测定为

7g/Nm3～15g/Nm3。

(3)有一定的CO,一般含量为5％～21％必须注意防爆和逸出烟气危及生产岗位工人。

2、降温方案

由于化铁炉正常烟气温度一般在200℃～500℃，进入布袋除尘器时会烧环布袋，因此保证布袋除尘器工作温度小于120℃，必须对烟气进行冷却。以下是几种降温措施的比较。

(1)掺入自然风冷却。这种方法简单可靠，但要将高温烟气冷却到120℃，掺入的自然风量太大，故这种冷却只能作为冷却设备的辅助措施。

(2)直接喷雾冷却。这种方法热交换率高，较为经济。但雾滴不完全蒸发时水滴会粘附管道，布袋除尘器会产生堵塞、结露和腐蚀。

(3)水冷套管冷却。这种方法是利用辐射，但传热效率低，需要面积大，宜作为一种辅助设施。

(4)热交换冷却器冷却。这种方法是利用辐射、对流的方式进行热交换，冷却介质有空气和水两种。水介质传热效率高，设备运行费用较低。水冷却器不受烟气成份的影响，被加热的冷却水仍可利用。

根据上述分析比较，决定采用热交换冷却器来保证布袋除尘器的工作温度。选用多管承冷除尘器既可降低布袋除尘器的进口温度，又可作为第一级除尘器使用，是一种较为经济合理的方案。

3、除尘系统设计

通过前面方案的分析比较，为提高除尘效率，消除二次污染，本系统选用以布袋除尘器为主体的二级除尘。第一级为多管水冷除尘，第二级为回转反吹扁布袋除尘。

本方案主要内

容：自化铁炉上部抽出烟气，经蝶阀后进入多管水冷除尘器，降低出口温度，并去除较大的颗粒及燃炭，经布袋除尘器收集细微颗粒后，由风机排入管道放空。

经竣工后正常生产测试：除尘后烟气含量为60mg/m3(国标为200mg/m3)，除尘效率为％，实践证明，此方案既能有效地控制温度又能获得除尘的高效率，是成功的。

4、设计中注意的问题

化铁炉除尘系统的设计计算主要包括三部分：除尘风量计算，系统阻力及传热计算。前两项为选择风机的依据，后者为保证布袋除尘器正常工作，校核袋式除尘器入口温度是否≤120℃的依据。

除尘风量计算

除尘风量的计算应考虑以下三方面因素：

(1)化铁炉内产生的烟气全部进入除尘系统，由经验公式

750Nm3/t计算。

(2)化铁炉的二次风量。加料口应有s～s风速吸入冷空气，以保证CO不外逸。系统设计时取s。

(3)除尘系统漏气率应<5％。系统设计时取3％。

本系统设计化铁炉除尘风量经计算为137m3/hs)。

系统阻力计算

在本系统阻力计算中，以化铁炉内产生的烟气与二次(漏气)风相混合后烟气温度246℃时的烟气量做为计算烟气量，同时考虑工艺要求的各点温度(如布袋除尘器入口温度应降为120℃)，计算出系统阻力，而总阻力为管道阻力与设备阻力之和。由于采用二级除尘，设备多，管道较长，所以布袋除尘系统阻力较大，本系统阻力达2772Pa。

为克服系统阻力，顺利地抽出烟气，选择风机的风量、风压应大于除尘系统的计算除尘风量、风压。选用Y＝5—48NO8C离心风机(配电机Y200L一4 130KW，风量15500m3/h，风压3479Pa，耐温250℃左右)，满足了要求。

传热计算

(1)化铁炉正常生产时，多管水冷却器(兼除尘)传热计算：

①传热系统，式中为热效系数，为定型对流换热系数；为基准辐射换热系数；为温度修正系数；为密封修正系数。

②传热平均温差计算。烟温由246℃降至120℃，上海市夏季自来水温由29℃升至45℃。

③多管水冷却器中水的吸热量及烟气在多管水冷却器中放热量计算，计算结果，布袋除尘器能够正常工作。

(2)特殊情况下，如停炉前烟气温度超过冷却上限温度值，打开自然风阀，吸入自然风冷却。

(3)建立了一套温度监测和控制系统。在多管水冷除尘器和布袋除尘器前设计了热电偶装置，根据热电偶一动圈式指示调节仪所显

示的不同温度，操作人员相应采取不同的措施，有效地保证了布袋除尘器正常工作。

5、小结

化铁炉生产烟尘污染严重，对周围的环境和生产工人的身心健康有较大的影响，其烟尘治

理必须限期解决，保证达到劳动卫生标准规定的要求。

(1)以布袋除尘器为主体的除尘系统，是化铁炉除尘的一种可行方式。它表现出除尘效率高，运行稳定可靠，操作简单，无二次污染等优点。本系统正常运行后进行测试，总除尘效率为％，排尘浓度为60mg/m3；

(2)使用多管冷却除尘器，对于保证袋式除尘器的正常工作起了关键的作用，不但能降温，而且兼除尘。本系统理论计算值与实际投产后的测定结果十分接近，说明设计合理，有较好的实用性；

(3)水冷却除尘器所吸收的余热可以回收利用。