我廠6.3MVA硅鐵電爐及除塵器是包頭鋼鐵設(shè)計(jì)研究院設(shè)計(jì)的。電爐采用了國(guó)內(nèi)的2FDB8－3100大型反吹袋室除塵器，消除了污染，改善了環(huán)境。經(jīng)過(guò)三年來(lái)的運(yùn)行，全套設(shè)備性能基本可靠，除塵效果良好。經(jīng)過(guò)我市環(huán)保監(jiān)測(cè)站鑒定，煙氣排放濃度符合我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。
1 主要技術(shù)參數(shù)
額定處理煙量 81100m3／h
允許入口高氣體溫度 ≤250℃
總過(guò)濾面積 3100m2
過(guò)濾風(fēng)速 0.436m/min
允許工作負(fù)壓 3.5kPa
袋室排列 雙排八室
除塵效率 99％
清灰方式差壓自控、煙氣循環(huán)三狀態(tài)、反吹清灰
2 除塵器工藝流程
除塵器工藝流程如圖1所示。
圖1 大型反吹
布袋除塵器工藝流程示意圖
3 除塵器主要設(shè)備及其性能
3.1 機(jī)械部分
3.1.1 煙管冷卻器（空冷器）冷卻面積為670m2，由40組U型冷卻管組成，冷卻器進(jìn)煙分配管與出煙分配管上設(shè)一連通管和高溫電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門(mén)，所選用材質(zhì)前半部分為20號(hào)鋼，后半部分為Q235A鋼，重量約40噸。
3.1.2 濾袋其材質(zhì)為經(jīng)由硅油、石墨處理的可耐高溫的（中堿）聚四氟乙烯玻纖濾袋，厚0.5mm（16×10支紗），1／4斜紋濾袋，每個(gè)袋室有54個(gè)布袋，8個(gè)袋室共有432個(gè)布袋；濾袋規(guī)格為Φ292×8000mm；處理煙氣溫度為210℃。
3.1.3 主引風(fēng)機(jī)型號(hào)y5～44；風(fēng)量58500～91900m3／h；風(fēng)壓7090～5639Pa；工作溫度200℃；主軸轉(zhuǎn)速1450轉(zhuǎn)／分；所配電機(jī)型號(hào)y315M2－4；電機(jī)功率220kW。
3.2 電氣部分
3.2.1 煙氣溫度的控制及監(jiān)視
根據(jù)工藝要求，進(jìn)入除塵器的煙氣溫度應(yīng)控制在200～250℃，可通過(guò)調(diào)節(jié)煙氣管冷卻面積和煙氣量來(lái)控制。當(dāng)除塵器入口溫度大于230℃時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，并使混風(fēng)閥自動(dòng)開(kāi)啟；當(dāng)溫度低于200℃時(shí)，關(guān)閉混風(fēng)閥，若系統(tǒng)出現(xiàn)故障使入口煙溫達(dá)到250℃以上時(shí)，再次發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并使主風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)關(guān)閉，打開(kāi)工藝放散閥（由電氣控制）。
3.2.2 除塵器進(jìn)出口總差壓、袋室差壓指示
聯(lián)鎖除塵器差壓在1300～1800Pa范圍內(nèi)，可通過(guò)煙管煙氣量來(lái)控制壓差，當(dāng)
布袋除塵器壓差大過(guò)1800Pa（設(shè)計(jì)值）時(shí)，則需反吹清灰，反吹操作分為Pc自動(dòng)控制和手動(dòng)控制。
3.2.3 Pc（可編程控制器）自控原理
除塵器設(shè)有八個(gè)袋室，每個(gè)袋室分設(shè)過(guò)濾閥、反吹閥各一個(gè)，過(guò)濾閥與反吹閥的動(dòng)作受Pc控制。
根據(jù)工藝要求，Pc程序控制器進(jìn)行“三狀態(tài)”反吹，即正吹、反吹、靜止，各狀態(tài)持續(xù)時(shí)間可由操作人員隨時(shí)根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)來(lái)調(diào)整。當(dāng)Pc接到反吹信號(hào)時(shí)，即開(kāi)啟反吹風(fēng)機(jī)，逐室進(jìn)行清灰，各室按規(guī)定動(dòng)作循環(huán)，且循環(huán)次數(shù)由操作人員按實(shí)際情況給定。
自動(dòng)程序反吹，布袋進(jìn)出口差壓大過(guò)1800Pa時(shí)，數(shù)顯儀（十塊）中有一個(gè)或多個(gè)上限接點(diǎn)閉合，帶動(dòng)有關(guān)繼電器常開(kāi)觸點(diǎn)啟動(dòng)Pc，對(duì)八個(gè)袋室依次反吹，在反吹過(guò)程中當(dāng)布袋進(jìn)出口差壓低于1300Pa時(shí)，清灰繼續(xù)進(jìn)行，直到后一室清灰完畢。全部清灰完畢，反吹結(jié)束的布袋立即投入正常生產(chǎn)（即過(guò)濾）。
3.2.4 供電
由于引風(fēng)電機(jī)容量較大（220kW），為改善電機(jī)的啟動(dòng)條件，從10／0.4kV變電所直接供電，并在機(jī)房?jī)?nèi)配一臺(tái)自耦起動(dòng)柜就地控制。其它除塵用電設(shè)備采用動(dòng)力箱單母線(xiàn)供電，余下的電機(jī)多數(shù)為小容量電機(jī)，而且安裝在鋼結(jié)構(gòu)的懸空設(shè)備上，電氣管線(xiàn)的敷設(shè)采用電纜橋架，電纜橋架焊接在鋼結(jié)構(gòu)柱上或固定在墻上，配管齊整可靠。
4 環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益
4.1 環(huán)境效益
我廠6.3MVA電爐每天生產(chǎn)硅粉1.8t，即每天有1.8t的SiO2粉塵排放出來(lái)，嚴(yán)重地影響著周?chē)h(huán)境和人身健康。除塵器運(yùn)行以后，全套設(shè)備性能可靠，煙氣排放濃度為79.32mg／m3，低于國(guó)標(biāo)，改善了環(huán)境，消除了污染，環(huán)境效益顯著。
4.2 經(jīng)濟(jì)效益
實(shí)際成本及效益如下：
成本 1300元／t
現(xiàn)行售價(jià) 1800元／t
投資效益 每年每噸硅粉利潤(rùn)=1800－1300=500（元／t）
年產(chǎn)硅粉 600t（正常情況下）
年利潤(rùn) 600×500=30（萬(wàn)元）
以此計(jì)算該除塵器運(yùn)行十年即可收回300萬(wàn)元的全部投資。
5 除塵器的技術(shù)改進(jìn)
5.1 加裝消音器
除塵器在工作中噪音較大，直接危及人身健康，為此，我們投資五百多元自行制做加裝了消音器，比市場(chǎng)價(jià)節(jié)約一萬(wàn)多元，經(jīng)運(yùn)行試驗(yàn)，效果良好。
5.2 加裝沉降室
硅粉質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著我們的經(jīng)濟(jì)效益。除塵器投運(yùn)初期，由于我們尚在探索、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)階段，技術(shù)力量還很薄弱，使得硅粉質(zhì)量不穩(wěn)定，后經(jīng)多次反復(fù)的分析、研究、討論，在6.3MVA除塵器上加裝了沉降室，使比重較大的硅粉先沉降，減少了雜質(zhì)。本工程投資一萬(wàn)多元，一次試驗(yàn)成功，不僅贏得了更多的用戶(hù)，而且提高了硅粉售價(jià)，取得了的經(jīng)濟(jì)效益。
6 存在的問(wèn)題及其分析
6.1 存在的問(wèn)題
6.1.1 除塵系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重
該除塵系統(tǒng)投入運(yùn)行一年后經(jīng)地區(qū)環(huán)保監(jiān)測(cè)站測(cè)試，除塵器入口煙氣量為29601.7m3/h， 。
6.1.2 漏風(fēng)引起無(wú)效動(dòng)力消耗
引風(fēng)機(jī)的有效功率N=QP／3600（Q為風(fēng)量，m3／h），假定全壓P不變，則有效功率N∝Q。
97.6％的漏風(fēng)率意味著約49.4％（（97.6／197.6）×）的機(jī)械功為無(wú)用功，這是一個(gè)驚人的浪費(fèi)。
6.1.3 設(shè)備的腐蝕
由于漏風(fēng)影響了電爐煙囪的抽力，惡化了電爐操作面的工作環(huán)境，同時(shí)由于漏入大量冷空氣，降低了煙氣溫度，導(dǎo)致水蒸汽的結(jié)露，影響硅粉的清灰和流動(dòng)性，容易造成設(shè)備的腐蝕。
6.2 問(wèn)題分析
6.2.1 煙氣溫度太低的原因分析
經(jīng)1995年11月份測(cè)試，除塵器入口溫度為120℃，出口溫度為68℃。當(dāng)時(shí)環(huán)境(外界)溫度低（0℃左右）是導(dǎo)致煙溫太低的一個(gè)因素，而除塵器本身漏風(fēng)嚴(yán)重，也是主要原因。從除塵器的進(jìn)、出口煙溫120℃、68℃及環(huán)境溫度0℃來(lái)看，只有在煙塵溫度接近100℃的情況下，漏入0℃左右的冷風(fēng)才會(huì)使120℃的進(jìn)口溫度降到68℃，溫度在除塵器進(jìn)、出口的變化也正好驗(yàn)證上述漏風(fēng)率為97.6％的計(jì)算值。
其次，設(shè)計(jì)上的失誤是導(dǎo)致煙溫太低的又一因素。在設(shè)計(jì)中對(duì)電爐煙氣溫度估計(jì)過(guò)高。前面提到除塵器進(jìn)口煙溫120℃是在除塵器本體嚴(yán)重漏風(fēng)，電爐爐口抽力降低，爐口混冷風(fēng)很少的情況下的煙氣溫度。假如除塵器本體不漏風(fēng)或很少漏風(fēng)時(shí)，爐口將大量混冷風(fēng)，經(jīng)過(guò)空冷器冷卻后煙溫將大大低于120℃，達(dá)不到設(shè)計(jì)的除塵器煙氣進(jìn)口溫度，所以對(duì)煙氣溫度估計(jì)過(guò)高這一設(shè)計(jì)上的失誤必將導(dǎo)致空冷器冷卻面積的增大，浪費(fèi)了基建投資，影響了除塵器的正常運(yùn)行。
另外，所設(shè)計(jì)的空冷器散熱面積無(wú)法調(diào)整，在實(shí)踐中打開(kāi)旁通閥后煙溫的提高也不明顯，加上電爐操作、煙罩門(mén)的開(kāi)閉時(shí)間等也都影響著煙氣溫度。總之，除塵器設(shè)計(jì)中煙氣溫度是一個(gè)復(fù)雜的多因素問(wèn)題，應(yīng)從實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，掌握并控制影響煙溫的各種因素，才能合理的設(shè)計(jì)，從而確保除塵器即經(jīng)濟(jì)又正常的運(yùn)行。
6.2.2 卸灰閥漏風(fēng)的危害
卸灰閥的漏風(fēng)除引起動(dòng)力的無(wú)效做功、影響粉塵發(fā)潮等問(wèn)題外，還嚴(yán)重影響到正常的卸灰，這是因?yàn)楣璺鄯蹓m比重很小，在袋室處于過(guò)濾時(shí)，粉塵被由卸灰閥處漏進(jìn)的風(fēng)吹向布袋內(nèi)，其結(jié)果是灰倉(cāng)不能貯灰，而布袋剛反吹清下的灰又附著在布袋上，致使自動(dòng)清灰不能正常運(yùn)行，只好在反吹的同時(shí)卸灰，這就破壞了原設(shè)計(jì)的“三狀態(tài)”清灰方法，反吹成了連續(xù)反吹，直至卸灰完畢，同時(shí)使過(guò)濾時(shí)布袋長(zhǎng)期處于高阻力狀態(tài)，增大功率的損失，因此該種卸灰閥急需改進(jìn)或更新氣密性好的卸灰閥。
6.2.3 硅粉的裝運(yùn)問(wèn)題
由于硅粉的比重小（約0.2g／cm3），粒度細(xì)，在裝運(yùn)過(guò)程中既容易造成二次污染，影響運(yùn)輸效率，而且由于噸位上不去不能用鐵路運(yùn)輸，只能用汽車(chē)，增加了運(yùn)輸成本。為此應(yīng)研究硅粉的加密措施，配裝合適的加密裝置以克服上述弊病。
總之，設(shè)備狀況的好壞直接影響環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，要加強(qiáng)設(shè)備管理，對(duì)除塵系統(tǒng)要逐步建立和完善各種規(guī)章制度，建立設(shè)備檔案、建立計(jì)劃?rùn)z修制度和設(shè)備專(zhuān)管員制度，以充分發(fā)揮設(shè)備的效能。
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