正壓袋式除塵器在硅鐵電爐上的應(yīng)用
某企業(yè)3臺12500KVA硅鐵礦熱爐始建于1986 年和1989年,當(dāng)時該礦熱電爐配備有玻纖扁袋濕法除塵系統(tǒng)。經(jīng)過近十年來的運轉(zhuǎn)實踐,發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)運行費用高、維修量大,不適合硅鐵冶煉行業(yè)煙氣治理。為保護環(huán)境,遵照國家第三批限期治理項目的要求，1997年1~9月,本公司對原濕法煙氣除塵系統(tǒng)進行全面徹底改造。在改造中,結(jié)合自身多年的實踐經(jīng)驗,大膽采用國內(nèi)外先進技術(shù),技術(shù)人員突破常規(guī),設(shè)計出了全新的12500KVA硅鐵礦熱電爐煙氣凈化系統(tǒng)。該系統(tǒng)自1999年2月運轉(zhuǎn)以來,至今運行效果良好,3套系統(tǒng)日產(chǎn)高質(zhì)量微硅粉20多噸,各項排放指標(biāo)遠低于國家《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297—1996),為硅鐵行業(yè)煙氣治理開創(chuàng)了一條可行之路。
1 系統(tǒng)工藝流程
由電爐半封閉矮煙罩收集的高溫含塵煙氣,通過主風(fēng)機負(fù)壓,將其引入主煙道。在電爐主煙道與放散煙囪之間設(shè)置有一個電動閥門。通常該閥門處于常閉位置, 如有緊急事故或煙氣凈化發(fā)生事故,則此電動閥門打開,使煙氣從煙囪自然排空。正常工作時,含塵煙氣經(jīng)過主煙道進入U型管空氣冷卻器,經(jīng)降溫至230℃左右,進入預(yù)處理器進行再線煙塵預(yù)處理,并進一步降溫至210℃左右。預(yù)處理煙氣通過主風(fēng)機導(dǎo)入正壓袋式二次進風(fēng)除塵器,煙塵(微硅粉)經(jīng)高效過濾后,潔凈熱煙氣通過正壓袋式二次進風(fēng)除塵器頂部后自然排空。除塵器內(nèi)收集的煙塵,通過反吸風(fēng)機進行三狀態(tài)反吸清灰,再下落至貯灰斗經(jīng)卸料器送入螺旋輸送機,人工打包、待售。系統(tǒng)在空冷器中設(shè)置有一短路閥門,當(dāng)主煙道煙溫低于230℃時,主煙道煙氣不通過U型管空冷器,直接通過短路管進入再線預(yù)處理器。
2 系統(tǒng)主要工藝設(shè)計參數(shù)(見表1)
表1主要工藝設(shè)計參數(shù)
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3 煙氣凈化控制系統(tǒng)
煙氣凈化工程控制系統(tǒng)采用先進的觸摸屏控制加PLC可編程控制器進行全線監(jiān)控,各元件工作靈活、可靠。系統(tǒng)控制基本上實現(xiàn)無按鈕控制,有效地減少了常規(guī)設(shè)計中的按鈕故障率。(見圖1)
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圖1 煙氣凈化控制系統(tǒng)
3.1 溫度控制。為保證系統(tǒng)正常工作,此工程設(shè)計設(shè)置了多級溫度監(jiān)控及保護。系統(tǒng)在空冷器前、預(yù)處理后及風(fēng)機前、袋式除塵器前均設(shè)計有測溫元件,并實行多級聯(lián)鎖保護,一旦系統(tǒng)溫度失控,則系統(tǒng)將立即自行關(guān)閉。
U型空冷器工作面積可隨煙氣溫度升降而自動調(diào)整,使其工作在設(shè)定變動范圍之內(nèi)。當(dāng)U型空冷器全部工作面積進入工作狀態(tài),而煙溫仍超過設(shè)定出煙溫度時, 則野風(fēng)閥自動打開進行混冷風(fēng)降溫,若系統(tǒng)溫度仍然失控,則系統(tǒng)將自動關(guān)閉。
3.2 壓力控制。U型冷器兩端設(shè)定有壓差控制器,以保證在空冷器內(nèi)煙氣量變化時,監(jiān)控其兩端壓差變化。
主風(fēng)機兩端設(shè)定有壓差控制保護裝置,以保證主風(fēng)機工作在設(shè)計的風(fēng)壓范圍之內(nèi)。一旦風(fēng)壓超載則將立即報警停機, 以保護電機。在二次進風(fēng)布袋除塵器中,設(shè)置有單室壓差反饋控制系統(tǒng),一旦單室壓差超過2500Pa,則系統(tǒng)將自動啟動清灰程序,執(zhí)行清灰過程。
3.3 系統(tǒng)聯(lián)鎖保護。為使系統(tǒng)工作處于有序控制,系統(tǒng)設(shè)計有密碼操作系統(tǒng),非操作人員不能使系統(tǒng)進入工作狀態(tài),并且在主風(fēng)機連續(xù)啟運時間等方面都設(shè)置有聯(lián)鎖保護。
4 系統(tǒng)主要設(shè)備及參數(shù)
4.1 煙管冷卻器(主溫控設(shè)備)。采用自然空氣冷卻“U”型管冷卻器,非標(biāo)設(shè)計制作,工作面積為0~1500m2(可調(diào))。
4.2 預(yù)處理器。采用先進工藝?yán)碚撛碓O(shè)計非標(biāo)設(shè)備,通過可調(diào)裝置,控制回收微硅粉質(zhì)量,比常規(guī)系統(tǒng)有大幅度提高。在線處理后,微硅粉中SiO2含量可達92%~96%。
4.3 主引風(fēng)機。選用濟南風(fēng)機廠JY5—44NO24D冶煉排風(fēng)機,流量180000m3/h,全壓4436Pa;轉(zhuǎn)速960r/min,配套電機N=450KW,10KV進線。
4.4 二次進風(fēng)布袋除塵器。為采用先進過濾原理設(shè)計的非標(biāo)設(shè)備。
過濾面積:7000m2;過濾速度:0.47m/min;選用布袋:玻纖無堿硅油石墨處理布料,φ292×10m 816條。
5 系統(tǒng)的運行
由于該12500KVA硅鐵礦熱電爐煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計原理先進,結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠,自1998年1月投入運行至今,運轉(zhuǎn)良好,日產(chǎn)微硅粉20t,回收的微硅粉中SiO2含量在92%以上,質(zhì)量穩(wěn)定,現(xiàn)已銷往國內(nèi)外,經(jīng)濟效益顯著。
該煙氣凈化系統(tǒng)運轉(zhuǎn)后,企業(yè)于1998年3月6日委托中國建筑材料工業(yè)局地質(zhì)勘查中心對回收的微硅粉進行抽樣檢驗其結(jié)果如下:
6 系統(tǒng)的主要特點
6.1 采用正壓過濾煙氣凈化。
6.2 采用獨特原理設(shè)計的預(yù)處理器,提高了回收粉塵的質(zhì)量,使硅鐵電爐煙氣除塵達到了環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的同步提高。
6.3 采用先進的二次進風(fēng)系統(tǒng),有效地保護了除塵濾袋,延長了使用壽命,使袋式除塵器提高到一個新的技術(shù)水平。
6.4 使用觸摸屏全線系統(tǒng)控制,將電器控制水平提高到一個新的高度。
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