大连神和除尘特点.doc

2X55孔5.5米捣固焦炉
装 煤 推 焦 烟 尘 治 理
设 计 方 案
〈ZL200520092860.9〉水封式推焦地面除尘站系统
专利技术除尘特点：
装煤炉顶除尘、装煤机侧炉门烟尘治理、推焦烟尘治理分别设置，自成体系，烟尘动态运行高度密封；

大连炼焦除尘分别由三部分组成：
1、装煤炉顶除尘采用(N-1)+(N+2)双U管导烟车工艺：装煤时产生的烟气借助用高压氨水引射产生的负压，通过本N#炭化室上升管及处于结焦末期的两侧的 (N-1)#和(N+2)# 炭化室上升管，将烟气抽送到集气管，实现无烟装煤。
采用(N-1)+(N+2) 双U管导烟车工艺必备的基本条件如下：
（1）、炉顶抽吸口座为水封式，使双U管从N#炭化室导入(N-1)#和(N+2)# 炭化室时无泄漏，无空气吸入。
（2）、增加高压泵站，采用先进的高压氨水引射系统，实现动态即时控制，既减少空气吸入量，又能将装煤过程中急剧增加的烟气及时抽走。
双U管导烟车由设备制造厂设计制造；高压氨水引射动态即时控制系统由专业公司完成。此处不在叙述。
特别注意：为达到最好的抽吸消烟效果，机侧装煤时必须增加炉门密封框。以减少空气吸入（减少煤气含氧量）。

2、装煤机侧炉门烟尘治理⑴、装煤时高压氨水引射产生的吸力在炉门区不要形成负压，应保持微正压：由于机侧炉门密封框不可能完全封闭炉门，若有负压形成必然有冷空气被吸入，增大了荒煤气的含氧量，对回收系统不利。同时，由于冷空气被吸入，炭化室炉头部分温度剧降，严重影响炉体寿命。基于以上原因装煤时炉门区应保持微正压，既然微正压就会有烟气外逸，微正压操作产生的外逸烟尘是本次治理的重点。
上升管在机侧时：由于上升管在机侧，无法安装烟管及集尘干管，因此采用车载连接管与水封集尘干管相连的形式，将收集到的烟尘送到专用小型地面站。
在每两个炉拄之间，炉门上方设置挡烟板，挡烟板外缘与炉拄外缘在同一面上。装煤时密封框纵向前进，密封框上方设置活动烟罩一起前进靠在炉拄外缘面上，烟尘被活动烟罩收集，通过设在装煤车上配做的横向及纵向连接管送到水封集尘系统，水封集尘系统设在装煤车外轨的外侧，通过该水封集尘系统将收集到的烟尘送到专用小型地面站。
专用小型地面站主要参数专用小型地面站主要参数：
总风量； 50000m3/h
系统阻力； ≤5000Pa
烟气温度； ≤80℃（进口）
电机功率： 110Kw
电压： 380V
防护等级： IP54
集尘干管直径： ø1000mm
除尘形式： 布袋除尘器
烟气入口浓度： ≤10g/m3
烟囱出口排放浓度： ≤50mg/m3

3、推焦烟尘治理：
炼焦炉在推焦过程中排放出大量温度高、浓度大、易扩散的有害气体和粉尘。其主要污染物为固体悬浮物（TSP），污染环境，危害人体健康。
根据已实施的推焦除尘的实际使用效果，拟采用专利技术〈ZL200520092860.9〉水封式推焦地面除尘站系统。该系统捕集率及净化率高，除尘效果明显；操作简单，适应性强；无漏风，风机功率大大降低，节能降耗显著；免维护，运行成本底等优点。
出焦时，采用设在拦焦车上的集尘装置，对焦饼导入熄焦车时产生的大量高温气体及粉尘进行收集，通过拦焦车集尘罩将收集到的烟尘导入到水封集尘干管，在地面除尘站进行净化处理。炉头部分由于密封不严及吸力降低，则采用炉头导烟管直接接入水封集尘干管中，确保收集效果。

一、 装煤除尘
1-1、装煤炉顶除尘+装煤机侧炉门烟尘治理分置：

该方案采用(N-1)+(N+2)双U管导烟车工艺：装煤时产生的烟气借助用高压氨水引射产生的负压，通过本N#炭化室上升管及处于结焦末期的两侧的 (N-1)#和(N+2)# 炭化室上升管，将烟气抽送到集气管，实现无烟装煤。
采用(N-1)+(N+2) 双U管导烟车工艺必备的基本条件如下：
（1）、炉顶抽吸口座为水封式，使双U管从N#炭化室导入(N-1)#和(N+2)# 炭化室时无泄漏，无空气吸入。
（2）、增加高压泵站，采用先进的高压氨水引射系统，实现动态即时控制，既减少空气吸入量，又能将装煤过程中急剧增加的烟气及时抽走。
双U管导烟车由设备制造厂设计制造；高压氨水引射动态即时控制系统由专业公司完成。此处不在叙述。
特别注意：为达到最好的抽吸消烟效果，机侧装煤时必须增加炉门密封框。以减少空气吸入（减少煤气含氧量）。
1-2、装煤机侧炉门烟尘治理：
⑴、装煤时高压氨水引射产生的吸力在炉门区不要形成负压，应保持微正压：由于机侧炉门密封框不可能完全封闭炉门，若有负压形成必然有冷空气被吸入，增大了荒煤气的含氧量，对回收系统不利。同时，由于冷空气被吸入，炭化室炉头部分温度剧降，严重影响炉体寿命。基于以上原因装煤时炉门区应保持微正压，既然微正压就会有烟气外逸，微正压操作产生的外逸烟尘是本次治理的重点。
⑵、炉门外逸烟尘治理：本治理方案有两种；一是上升管在焦侧时，二是上升管在机侧时。
⑵-1、上升管在焦侧时：在每两个炉拄之间，炉门上方设置烟罩，用垂直方型烟管与集尘干管相连，垂直方型烟管内装有插板阀，用于开闭与集尘干管的连通，该操作由炉顶导烟车电液推杆实现。通过集尘干管将收集的烟尘送到专用小型地面站处理。该小型地面站设有焦炭吸咐器，滤去残留的焦油蒸气和水汽，经布袋除尘后排放。
专用小型地面站主要参数：
总风量； 50000m3/h
系统阻力； ≤5000Pa
烟气温度； ≤80℃（进口）
电机功率： 110Kw
电压： 380V
防护等级： IP54
集尘干管直径： ø1000mm
除尘形式： 布袋除尘器
烟气入口浓度： ≤10g/m3
烟囱出口排放浓度： ≤50mg/m3
⑵-2、上升管在机侧时：由于上升管在机侧，无法安装烟管及集尘干管，因此采用车载连接管与水封集尘干管相连的形式，将收集到的烟尘送到专用小型地面站。
在每两个炉拄之间，炉门上方设置挡烟板，挡烟板外缘与炉拄外缘在同一面上。装煤时密封框纵向前进，密封框上方设置活动烟罩一起前进靠在炉拄外缘面上，烟尘被活动烟罩收集，通过设在装煤车上配做的横向及纵向连接管送到水封集尘系统，水封集尘系统设在装煤车外轨的外侧，通过该水封集尘系统将收集到的烟尘送到专用小型地面站。
专用小型地面站主要参数同上。
三、推焦烟尘治理：
炼焦炉在推焦过程中排放出大量温度高、浓度大、易扩散的有害气体和粉尘。其主要污染物为固体悬浮物（TSP），污染环境，危害人体健康。
根据已实施的推焦除尘的实际使用效果，拟采用专利技术〈ZL200520092860.9〉水封式推焦地面除尘站系统。该系统捕集率及净化率高，除尘效果明显；操作简单，适应性强；无漏风，风机功率大大降低，节能降耗显著；免维护，运行成本底等优点。
出焦时，采用设在拦焦车上的集尘装置，对焦饼导入熄焦车时产生的大量高温气体及粉尘进行收集，通过拦焦车集尘罩将收集到的烟尘导入到水封集尘干管，在地面除尘站进行净化处理。炉头部分由于密封不严及吸力降低，则采用炉头导烟管直接接入水封集尘干管中，确保收集效果。
1.3设计原则和主要要求
1、推焦除尘采用干式地面除尘站，除尘器采用专用产品；
2、采用专利技术---水封式导烟干管；
3、地面除尘站风机采用变频器调速，节能降耗显著。
4、焦炉机械四大车与该除尘系统衔接简捷，便于操作。
5、尽量满足甲方对该项目的技术要求。
二、工程设计说明
2.1设计依据
2.1.1焦炉有关参数
装煤方式； 捣固侧装煤
炉孔数； 2x55孔
炭化室尺寸；
炭化室中心距； 1350mm
炭化室高度； 5550mm
炭化室宽度； 554mm
炭化室锥度； 20mm
炭化室有效容积； 44.7m3
炭化室单孔出焦量； 约33吨
焦炉周转时间： 约26小时
单孔操作周期； 15分钟
年产量； 120万吨/年
2.1.2设计采用标准
《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996
《焦化安全规程》GB12710-91
《机械设计手册》
2.1.3现场状况
本次新建推焦除尘干式地面除尘站，总图布置要考虑现场条件、工艺要求及工艺合理性。本工程用电、用水、压缩空气等，均由甲方接至本除尘站指定地方。
2.2、工程项目内容
3.2.1拦焦车集尘罩及焦侧炉头导烟管方案设计；
3.2.2不锈钢接口及U型不锈钢导烟管、
3.2.3水封式集尘干管（包括支架、水封槽、水封板、集尘干管、工艺管道等）设计制造；（也可提供图纸及现场服务由甲方制作）
3.2.4干式地面除尘站全套设备（包括除尘器、风机、电机、变频器等）设计制造；
3.2.5电控系统设计成套供货；
3.2.6仪表自控系统设计成套供货；
3.2.7支架基础和地面站设备基础土建方案设计。
2.3、推焦除尘工艺说明
推焦除尘有四大部分组成；
第一部分是固定在拦焦机上并随拦焦机一起移动的不锈钢集尘装置及炉头烟导烟管。（由栏焦车制造厂家提供）
第二部分是将收集到的烟尘气导入水封式集尘干管的不锈钢U型导烟管及接口。（由我公司提供）
第三部分是水封式集尘干管。
第四部分是干式地面除尘站。
推焦除尘过程为；拦焦车行走至待出焦的炭化室，取出炉门；拦焦车移动行走，将导焦栅对准待出焦的炭化室，通知推焦机可以推焦，此时推焦车司机（或电机车司机）提前20秒向地面除尘站发出高速启动信号，推焦开始。推焦结束，推焦车司机（或电机车司机）停止高速信号，风机进入低速运行等待状态。
在负压场的作用下，集尘罩收集到的烟尘通过 “U”型导烟管经水封槽导入集尘干管；水封槽与集尘干管并排设置，“U”型导烟管固定在导焦栅集尘罩外侧，浸在水封槽中沿着焦炉的全长方向移动，集尘干管与水封槽相连一侧开进风口，“U”型管的一端通过进风口将烟尘送入集尘干管；主要特点；①“U”型管浸在水中无任何机械磨损。②运行时不需要对位，无任何机械动作，操作简单。③由于采用水封无任何漏风现象，节能显著。⑤运行费用及维护费用低。
地面除尘站主要由以下部分组成；布袋除尘器、风机、电机、变频器及电控系统。变频器及电控系统设置在室内，其他均设置在露天室外，具有良好的防护等级。
除尘系统风机通过变频器实现调速，非工作状态时风机低速运转，推焦时风机高速运转。
粉尘在脉冲反吹作用下，进入除尘器下部灰斗内，定期排放运走。
除尘器是该除尘系统中主要设备之一，其优劣直接影响除尘系统性能和运行能耗。主要特点如下；
结构简单免维修
除尘器取消了所有的提升阀、切换装置和用以切换的控制部分，从结构上解决了分室喷吹在线清灰问题，除尘器的主要元器件只有滤袋和脉冲阀了。目前滤袋和脉冲质量问题已经过关，多年的实践也证明，该设备做到了免维修，每年只是检修一下而已。这对于大型的连续运转的除尘场合意义是很重大的。
效率高，设备阻力低
分室引射脉冲喷吹袋式除尘器花板开孔率低，滤袋排列、及间距设计合理，减少了二次扬尘，设备阻力≤1200Pa；大型引射结构在大文氏管的作用下，诱导几倍用于喷吹的净气室带有温度的气体，使脉冲喷吹强度与效率大大提高。
抗结露
大型引射结构，在喷吹的瞬间，文丘里的作用诱导三倍左右的净气室带有温度的气体，在喷射的过程中与含水气的压缩空气混合，这个作用不但降低了压缩空气的用量，节省了能源，还由于喷吹的压缩空气与诱导空气的混合，稀释了喷吹压缩空气的含水量，避免了结露；提高了喷吹气体的温度，使烟气与脉冲气体的温差降低，防止了因气体温差而结露的发生，达到了相对抗结露的效果。
自动控制
除尘器的自动控制系统选用PLC可编程控制器，实现了现场和中控室的自动控制，同时，借助仪表显示除尘器前后的温度及压力变化，在现场可根据实际效果很容易对多个参数进行调整。
2.4主要技术指标
出焦烟尘捕集率≧≧95%
烟气除尘效率≧ ≧99.5%
2.5地面除尘系统执行标准
《大气污染物综合排放标准》；有组织污染物排放标准二级。
三、主要设计参数及指标
3.1系统基本参数
总风量； 220000m3/h
系统阻力； ≤5000Pa
烟气温度； ≤100℃（进口）
烟气入口浓度： 约10g/m3
烟囱出口排放浓度： ≤50mg/m3
3.2除尘风机机组
1. 除尘风机；
型号： AYX75—No21.0D
转速： 960r/min
风量： 220000m3/h
全压： 5000 Pa
2.电动机：
型号； Y450-6（变频）
功率： 450Kw
电压： 380V
防护等级： IP54
3.3布袋除尘器
型号： （分室引射脉冲喷吹）
过滤面积： 3362m2
处理风量： 220000m3/h
过滤风速： 1.0m/min
烟气温度： ≤110℃
滤袋规格： ø130×4000mm
滤袋材质： 防静电涤纶针刺毡
入口浓度： 约10-15g/m3
出口浓度： ≤ 50mg/m3
除尘效率： >99.5%
设备阻力： ≤1200Pa
螺旋输送机（两台） 输送能力；33m3/h
电机功率；4 Kw
回转下料阀（两台） 输送能力；50m3/h
电机功率；2.2Kw
3.4水封式集尘干管
3.4.1功能
推焦时拦焦车将收集到的烟尘通过该水封式集尘干管送到地面除尘站净化处理，它是一个非常重要的转送环节。由于采用了水封，无任何漏风，大大降低了风机的处理风量，电机的功率也随之大大降低，节能显著。
沿焦炉全长，熄焦车及拦焦车的外侧，铺设在第三轨支架平台上。主要有；集尘干管、水封槽、水封板及托架组成。
3.4.2主要参数
管道直径x厚度： ø1800x8mm
水槽宽度x厚度： 1430 x6mm
水封高度： ≧550mm
3.4.3材质：Q235普碳钢。
3.5U型导烟管；
3.5.1功能
该U型导烟管是实现水封、水冷及导烟的关键装置。
它安装在拦焦车集尘罩的外侧，沉在水槽中随拦焦车一起移动。为防止水外溢，U型导烟管两端头设有分水器。
3.5.2主要参数
断面尺寸：（长度x宽度）： 8000 x380mm
板厚： 3mm
3.5.3材质：304不锈钢。
3.6集尘干管支架
沿拦焦车轨道长度在熄焦车轨道外侧，设置有拦焦车第三轨道。其支架与集尘干管支架为一体。为防止熄焦车过往的水蒸气腐蚀，支架（支柱及横梁）全部采用钢筋混凝土。
3.7导焦集尘系统
拦焦车上设置烟尘收集系统；⑴拦焦集尘罩；⑵炉头烟导烟管；为确保功能达到除尘要求，我方配合拦焦车设计单位进行设计。拦焦车制造厂家进行制造。集尘罩位于熄焦车上部，集尘罩口尺寸与熄焦车箱尺寸相配，高度相差约150mm. 集尘罩材质为不锈钢。
推焦时所产生的烟尘由集尘罩进行捕集，炉头烟由炉头烟导烟管捕集，同时通过安装在集尘罩外侧的U型导烟管被吸入到水封式集尘干管。
3.8与其它焦炉机械的配合
3.8.1拦焦车
导焦栅全部密封；集尘罩设在二轨连接梁上，熄焦车上方，用于收集推焦时产生的粉尘。集尘罩全长约七米，材质为不锈钢。由于两台拦焦车工作而共用一套地面除尘站， 一台拦焦车使用时另一台拦焦车集尘罩接口必须关闭，因此在集尘罩接口处增设翻板阀，该翻板阀由拦焦车司机控制。
3.8.2熄焦车
上部栅栏按图中标高调整，四周用钢板密封，使最上边缘与拦焦车集尘罩下边缘相差约150mm。
3.8.3电机车
熄焦车及电机车其外型尺寸均需要与拦焦车集尘装置配合设计，电机车牵引熄焦车顺利通过的前提下，保证熄焦车上口高度与拦焦车集尘罩下口高度相差150mm以内，以提高烟尘捕集率。
3.9自动化控制系统
为了满足焦炉生产、消烟除尘系统工艺要求的特殊性及可靠性，有效的降低能耗，是本系统实现自动化的宗旨。
3.9.1设计原理
当推焦开始时，提前20秒（变频器由低速升至高速所需时间）由推焦机司机（或电机车司机）启动风机高速开关，该开关信号经过第四根滑线送至除尘风机控制柜，风机开始高速运转； 推焦结束，仍由推焦机司机（或电机车司机）关闭风机高速开关；风机回到低速等待状态。通过长期使用证明，该种形式的高低速信号控制与传送结构简单，运行可靠。
当不进行推焦操作时，风机处于等待状态，低速运转，设定频率为5～8Hz;
当进行推焦操作时，风机处于高速运转状态，根据以往经验设定频率约为35~40Hz;视除尘效果进行调整，最高可调到50Hz。
3.9.2测控项目
（1） 即时变频频率、电压、电流显示；
（2） 除尘器进出口温度显示；
（3） 脉冲喷吹显示；（根据经验，采用定时喷吹，60~90秒；不用定阻喷吹，因测定阻力不准，影响喷吹效果）
3.9.3系统组成
（1） 风机系统---采用变频调速；
（2） 控制系统----采用专用变频器，低压开关柜采用标准GGD柜；
（3） 信号传送系统---第四根滑线；
（4） 布袋除尘器控制系统----采用德国SIEMENS（PLC）.
3.10粉尘运输
本地面除尘站回收粉尘≤1000公斤/天（24小时）；由于粉尘量很小，不设专门的粉尘处理系统，每班定时用编织带收集即可。
若有特殊要求时，可采用加湿机装车外排。
3.11地面除尘站系统动力消耗
3.11.1电力：380V; 装机总容量≤500Kw；
3.11.2水；风机冷却及水封槽补充用水，使用甲方厂内循环用水及熄焦塔补充用水，不外排废水。
3.11.3压缩空气：压力；0.5～0.7MPa; 用量为3 m3/min。
3.12土建工程
（1） 地面站操作控制室；框架结构
（2） 除尘风机、电机基础；C20钢筋混凝土整体式基础。
（3） 地面除尘站基础；C20钢筋混凝土整体式基础。
（4） 排气筒；排气筒内经1800mm；高度15米，材质：Q235; C20 钢筋混凝土整体式基础。
（5） 集尘干管支架（支柱及横梁）全部采用钢筋混凝土。（以上由甲方施工，我方设计协助）
四、效益分析
4.1环境效益
经过相似焦炉使用检测证明，该除尘系统具有很好的除尘效果，环保工程实施后，推焦过程产生的烟尘的排放浓度和排放速率均达到国家污染物排放二级标准，该项目环境效益非常显著。
4.2运行成本
(按两座焦炉2x55孔计算)
风机功率； 450Kw（设定低速5Hz; 设定高速40Hz）
电 费： 初步按0.5元/度计算
工作时间： 出焦设定1分钟；
年出炉数： 36364炉/年
1. 出焦除尘系统工作时耗电量；
36364炉/年×1分钟/炉÷60=606小时
606小时×450 Kw×80%=218160度
218160度×0.5元/度=109080元
2.非工作时低速耗电量
（8760-606）小时=8154小时（未考虑每天及全年大检修时间）
8154小时×450 Kw×10%=366930度
366930度×0.5元/度=183465元
3.螺旋输送机耗电量
36小时×8 Kw=288度（考虑每班收灰一次，时间约2分钟）
288度×0.5元/度=144元
4.回转下料阀耗电量
36小时×4.4 Kw=158度（考虑每班收灰一次，时间约2分钟）
158度×0.5元/度=79元
5.人工费
3人×1000元/月×12（月）=36000元/年
6.焦粉回收效益
每年回收焦粉约360吨，外销或回炉炼焦使用，按700元/吨计算，
360吨×700元/吨=252000元/年
7.运行总成本
252000 -36000 -79 -144 -183465 -109080 =-76768（元）
8.吨焦运行成本
76768元÷1200000吨=0.064元/吨
五、工程项目投资概算
（另附概算表）

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