旭陽(yáng)偉業(yè)公司承擔(dān)了濟(jì)南某機(jī)床廠鑄造車間通風(fēng)布袋除塵器設(shè)計(jì)任務(wù)。該工程建筑面積為6543m2，車間下分八個(gè)生產(chǎn)工部和一個(gè)爐料堆場(chǎng)。3t/h化鐵爐系統(tǒng)單獨(dú)作為一個(gè)除塵系統(tǒng)進(jìn)行干式除塵設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)工程竣工投產(chǎn)以來系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行正常，實(shí)測(cè)總除塵效率為99.4%。
現(xiàn)將幾點(diǎn)設(shè)計(jì)工程的經(jīng)驗(yàn)和大家共同分享：
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、化鐵爐煙氣特點(diǎn)
(1)煙氣溫度高，波動(dòng)范圍大。化鐵爐正常工作時(shí)煙氣溫度一般為200℃～500℃之間。但目前我國(guó)化鐵爐多為人工控制上料，一旦上料不及時(shí)，煙氣溫度
可達(dá)到600℃以上。停爐前，瞬時(shí)溫度可達(dá)900℃～1200℃，高溫限制了治理手段的發(fā)揮。因此，不論使用何種除塵方式，都要有的溫度控制手段。
(2)煙氣含塵大，粒級(jí)分布廣，有數(shù)量大于1mm的塵粒，采用多級(jí)除塵方式。對(duì)該廠化鐵爐煙氣含塵量測(cè)定為7g/Nm3～15g/Nm3。
(3)有的CO,一般含量為5％～21％ 注意防爆和逸出煙氣危及生產(chǎn)崗位工人。
2、降溫方案
由于化鐵爐正常煙氣溫度一般在200℃～500℃，進(jìn)入布袋除塵器時(shí)會(huì)燒環(huán)布袋，因此保證布袋除塵器工作溫度小于120℃，對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻。以下是幾種降溫措施的比較。
(1)摻入自然風(fēng)冷卻。這種方法簡(jiǎn)單可靠，但要將高溫?zé)煔饫鋮s到120℃，摻入的自然風(fēng)量太大，故這種冷卻只能作為冷卻設(shè)備的輔助措施。
(2)直接噴霧冷卻。這種方法熱交換率高，較為經(jīng)濟(jì)。但霧滴不蒸發(fā)時(shí)水滴會(huì)粘附管道，布袋除塵器會(huì)產(chǎn)生堵塞、結(jié)露和腐蝕。
(3)水冷套管冷卻。這種方法是利用輻射，但傳熱效率低，需要面積大，宜作為一種輔助設(shè)施。
(4)熱交換冷卻器冷卻。這種方法是利用輻射、對(duì)流的方式進(jìn)行熱交換，冷卻介質(zhì)有空氣和水兩種。水介質(zhì)傳熱效率高，設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用較低。水冷卻器不受煙氣成份的影響，被加熱的冷卻水仍可利用。
根據(jù)上述分析比較，決定采用熱交換冷卻器來保證布袋除塵器的工作溫度。選用多管承冷除塵器既可降低布袋除塵器的進(jìn)口溫度，又可作為級(jí)除塵器使用，是一種較為經(jīng)濟(jì)合理的方案。
3、除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)
通過前面方案的分析比較，為提高除塵效率，消除二次污染，本系統(tǒng)選用以布袋除塵器為主體的二級(jí)除塵。級(jí)為多管水冷除塵，級(jí)為回轉(zhuǎn)反吹扁布袋除塵。
本方案主要內(nèi)容：自化鐵爐上部抽出煙氣，經(jīng)蝶閥后進(jìn)入多管水冷除塵器，降低出口溫度，并去除較大的顆粒及燃炭，經(jīng)布袋除塵器收集細(xì)微顆粒后，由風(fēng)機(jī)排入管道放空。
經(jīng)竣工后正常生產(chǎn)測(cè)試：除塵后煙氣含量為60mg/m3(國(guó)標(biāo)為200mg/m3)，除塵效率為99.4％，實(shí)踐證明，此方案既能有效地控制溫度又能獲得除塵率，是成功的。
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、設(shè)計(jì)中注意的問題
化鐵爐除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括三部分：除塵風(fēng)量計(jì)算，系統(tǒng)阻力及傳熱計(jì)算。前兩項(xiàng)為選擇風(fēng)機(jī)的依據(jù)，后者為保證布袋除塵器正常工作，校核袋式除塵器入口溫度是否≤120℃的依據(jù)。
4.1除塵風(fēng)量計(jì)算
除塵風(fēng)量的計(jì)算應(yīng)考慮以下三方面因素：
(1)化鐵爐內(nèi)產(chǎn)生的煙氣全部進(jìn)入除塵系統(tǒng)，由經(jīng)驗(yàn)公式750Nm3/t計(jì)算。
(2)化鐵爐的二次風(fēng)量。加料口應(yīng)有1.5m/s～2.0m/s風(fēng)速吸入冷空氣，以保證CO不外逸。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)取1.6m/s。
(3)除塵系統(tǒng)漏氣率應(yīng)<5％。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)取3％。
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)化鐵爐除塵風(fēng)量經(jīng)計(jì)算為137m3/h(3.814m3/s)。
4.2系統(tǒng)阻力計(jì)算
在本系統(tǒng)阻力計(jì)算中，以化鐵爐內(nèi)產(chǎn)生的煙氣與二次(漏氣)風(fēng)相混合后煙氣溫度246℃時(shí)的煙氣量做為計(jì)算煙氣量，同時(shí)考慮工藝要求的各點(diǎn)溫度(如布袋除塵器入口溫度應(yīng)降為120℃)，計(jì)算出系統(tǒng)阻力，而總阻力為管道阻力與設(shè)備阻力之和。由于采用二級(jí)除塵，設(shè)備多，管道較長(zhǎng)，所以布袋除塵系統(tǒng)阻力較大，本
系統(tǒng)阻力達(dá)2772Pa。
為克服系統(tǒng)阻力，順利地抽出煙氣，選擇風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓應(yīng)大于除塵系統(tǒng)的計(jì)算除塵風(fēng)量、風(fēng)壓。選用Y＝5—48NO8C離心風(fēng)機(jī)(配電機(jī)Y200L一4 130KW，風(fēng)量15500m3/h，風(fēng)壓3479Pa，耐溫250℃左右)，滿足了要求。
4.3傳熱計(jì)算
(1)化鐵爐正常生產(chǎn)時(shí)，多管水冷卻器(兼除塵)傳熱計(jì)算：
①傳熱系統(tǒng)，式中為熱效系數(shù)，為定型對(duì)流換熱系數(shù)；為基準(zhǔn)輻射換熱系數(shù)；為溫度修正系數(shù)；為密封修正系數(shù)。
②傳熱平均溫差計(jì)算。煙溫由246℃降至120℃，上海市夏季自來水溫由29℃升至45℃。
③多管水冷卻器中水的吸熱量及煙氣在多管水冷卻器中放熱量計(jì)算，計(jì)算結(jié)果，布袋除塵器能夠正常工作。
(2)特殊情況下，如停爐前煙氣溫度超過冷卻上限溫度值，打開自然風(fēng)閥，吸入自然風(fēng)冷卻。
(3)建立了一套溫度監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)。在多管水冷除塵器和布袋除塵器前設(shè)計(jì)了熱電偶裝置，根據(jù)熱電偶一動(dòng)圈式指示調(diào)節(jié)儀所顯示的不同溫度，操作人員相應(yīng)采取不同的措施，有效地保證了布袋除塵器正常工作。
5、小 結(jié)
化鐵爐生產(chǎn)煙塵污染嚴(yán)重，對(duì)周圍的環(huán)境和生產(chǎn)工人的身心健康有較大的影響，其煙塵治理限期解決，保證達(dá)到勞動(dòng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。
(1)以布袋除塵器為主體的除塵系統(tǒng)，是化鐵爐除塵的一種可行方式。它表現(xiàn)出除塵效率高，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作簡(jiǎn)單，無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。本系統(tǒng)正常運(yùn)行后進(jìn)行測(cè)試，總除塵效率為99.4％，排塵濃度為60mg/m3；
(2)使用多管冷卻除塵器，對(duì)于保證袋式除塵器的正常工作起了關(guān)鍵的作用，不但能降溫，而且兼除塵。本系統(tǒng)理論計(jì)算值與實(shí)際投產(chǎn)后的測(cè)定結(jié)果十分接近，說明設(shè)計(jì)合理，有較好的實(shí)用性；
(3) 水冷卻除塵器所吸收的余熱可以回收利用。
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