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不锈钢切割除尘系统设计

作者:广州新瑞环保     来源:www.xinruiep.com     发布时间:2018-09-30 17:46:39

摘要:由于国内不锈钢切割除尘还未有先例, 在有限资金下如何设计不铸钢切割除尘是摆在我们面前的一个新课题, 该系统具有结构紧凑, 占地面积小, 安全可靠, 可作为同类不锈钢切割除尘的设计参考。

关键词:不锈钢切割;除尘器设计;除尘系统设计

太钢(集团)有限公司不锈炼钢厂是太钢生产不锈钢的主要工厂,其周围建筑物密集,空地少,近几年来,经过几次有效的技术改造,先后建成了国内第一座18tAOD炉和第一座不锈钢板坯连铸机,其规模在国内处于领先地位,随着WTO的临近,为了抢占国内不锈钢市场最高点,与世界不锈钢行业抗衡,太钢投资1亿多元进行连铸改造和AOD炉扩容,其中3号连铸机系统改造是改造项目中的重中之重,该项目引进国外先进切割机进行一次切割(立式),并将原来切割机进行改造,进行二次切割,满足不锈钢的连浇连铸系统。

不锈钢切割除尘系统设计

由于碳钢切割时不除尘,而不锈钢切割除尘在全国还未有先例(太钢是第一家),所以不锈钢切割除尘的设计面临着一个新的课题。由于不锈钢切割时需喷人水进行冷却、粒化,所以烟尘、烟气含水,这给除尘增加很大难度,[广州新瑞.环保]国外先进企业不锈钢切割除尘采取的是湿法电除尘和文氏管除尘,或将切割烟尘并人转炉、电路除尘系统中,由于转炉、电炉除尘风量极大,故该切割烟尘相比占很小一部分,对大除尘系统无影响,烟尘水份也不至于影响总的除尘系统。

本次不锈钢切割除尘系统设计是在了解国内外不锈钢切割除尘的基础上,设计并完成了一套文氏管除尘系统,投资近600万元(含除尘系统本体和水处理部分),该系统投资大,且由于水量极大,增加了一套水处理设施,占地很大,经公司讨论取消了这一方案。最后由公司各部门考察并确定了一种新式除尘方案,具体如下:

1.除尘系统设计方案及其流程

1.1设计范围

对一次切割机、二次切割机切割板坯时所产生的烟尘、烟气进行除尘,其除尘为两个独立的系统。

1.2设计原则

(1)除尘系统工艺流程

一次切割机切割板坯产生的烟尘、烟气→除尘罩→管道(含阀门)→DWS-061灰水分离式除尘器→风机→烟囱→排往大气;二次切割机切割板坯产生的烟尘、烟气→除尘罩→管道(含阀门)→DWS-101→灰水分离式除尘器→风机→烟囱→排往大气。

(2)除尘系统的网络系统图, 如图1、图2。

不锈钢切割除尘系统设计

不锈钢切割除尘系统设计

(3)位置

两台除尘器及二切除尘风机均设在新建除尘间(新建连铸厂房除坯跨西侧),一切除尘风机设在旧除尘间,两间房均设采暖、照明、动力插座和起重设备。

(4)主要设备

①DWS-061灰水分离式除尘器一台,处理风量36000m³/h,本体阻力1500Pa~2000Pa;DWS-101灰水分离式除尘器一台,处理风量6000m³/h,本体阻力1500Pa~2000Pa;

②Y8-39,10D右45°除尘风机一台,风量36000m³/h,全压3721Pa,转数1450r/min配电动机一台,型号Y280S-4,75KW,380V;Y4-68,11.5左45°除尘风机一台,风量6000m³/h,全压3700Pa,转数1450r/min配电动机一台,型号Y315S-4,110KW,380V。

2.除尘工艺

2.1烟尘、烟气产生过程及工艺参数

(1)一次切割机切割产生的烟尘、烟气

连铸板坯从结晶器出来由上向下立式(垂直)运动,同时一次切割机同步由上向下运动,一次切割机的两个水平喷枪由外向内同时水平切割(切割机相对于板坯为静止状态)切割气源为丙烷、氧气,用氮气驱动,为了切割冷却和渣粒化,切割时加入铁粉和喷水,高温切割时产生了含水的烟尘和烟气。

烟尘和烟气成分:

CO22%,O220%,N275%,Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O429%,其余为氮氧化物,烟尘粒径0.1mm>60%;

烟尘、烟气风量为10000Nm³/h(1000C状态下),烟尘、烟气含尘浓度:2g/Nm³~3g/Nm³;

烟尘、烟气设计风量(据罩子选定)为36000m³/h(20℃状态下)。

(2)二次切割机切割产生的烟尘、烟气

连铸板坯从一次切割机切割出来经提升至水平辊到,出来由北向南水平运动,当到达二次切割机时停止不动,二次切割机的两个垂直喷枪由外向内同时水平切割切割机相对于板坯为静止状态,切割气源为乙炔、氧气,用用氮气驱动,为了切割冷却和渣粒化,切割时加入铁粉和喷水,高温切割时产生了含水的烟尘和烟气。

烟尘和烟气成分:CO22%,O220%,N275%,Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O429%,其余为氮氧化物,烟尘粒径0.1mm>60%;

烟尘、烟气风量为10000Nm³/h(1000C状态下),烟尘、烟气含尘浓度:2g/Nm³~3g/Nm³;

烟尘、烟气设计风量(据罩子选定)为6000m³/h(20℃状态下)。

2.2烟尘、烟气如何捕集

除尘系统中,烟气捕集最难掌握也是最重要一个环节。

(1)一次切割机切割产生的烟尘、烟气捕集

一次切割机切割产生的烟尘、烟气捕集相对容易一些,板坯从上向下立式(垂直)运动,,同时一次切割机同步由上向下运动,整个切割过程用一个大罩子全部罩住,该除尘罩罩口离板坯只有150mm,烟尘、烟气几乎全部被捕集,罩口过滤风速为1m/s,风量选量36000m³/h。如图3。

不锈钢切割除尘系统设计

(2)二次切割机切割产生的烟尘、烟气捕集

二次切割机切割产生的烟尘、烟气捕集相对困难一些,首先板坯水平放置,二次切割机切割产生的烟尘、烟气气流向下,后又翻起向上,而罩子不能设在正上方(切割枪在板坯正上方),故本次设计两个罩子,在板坯侧面的上下,烟尘、烟气大部分被捕集,罩口过滤风速为1m/s,风量选定在上侧为36000m³/h,下侧为24000m³/h,如图4。在除尘风管的两个支管上各设一个手动调节阀门,据生产需要调节,调节系统风量合理分配,一次调好,提高除尘效果。

不锈钢切割除尘系统设计

3除尘器工艺

3.1除尘器原理(见图5)

不锈钢切割除尘系统设计

3.2除尘器工作过程

(1)风系统

含尘气流由除尘器入口进入除尘器外筒,而后由筒向上根据离心作用的原理除尘,较大粒径粉尘经高效离心分离后落入灰斗。其余烟尘进人冲击槽,高速冲人喷淋室,利用高速重复碰撞、惯性作用除尘,除尘后的洁净气体经脱水后由出口进人引风机排空。

(2)水系统

首先由供水系统将水充满水箱,而后启动水泵,将水箱存水泵人喷淋室,对含尘气流进行处理,污水流回水箱进行沉淀,灰水分离,分离后的水循环使用,水箱中的水1d~3d日更换一次,排入冲渣沟


(3)灰系统

排灰由两个部分组成,一部分为除尘器内外筒除下的干灰,由搅轮直接排人清灰小车运走另一部分为湿灰,这部分灰位于水箱中,一个班排一次,排人冲渣沟,再补人新水至水箱满。

(4)电系统

电器控制,一次切割除尘系统控制箱设在一切操作室,二次切割除尘系统控制箱设在二切操作室,现场也设控制,该系统可分手动及自动。

4结语

整个系统运行后较好地解决了不锈钢切割除尘问题,但也存在一些问题,如切割烟尘(Fe、Fe2O3、Fe3O4、C粉)易于捕捉,而烟气较难捕捉,据观察测试,该烟气主要由氮氧化物组成,烟气粒径<1µm,由不溶于水,故该部分烟气极难捕捉,对今后不锈钢切割除尘又产生了一个新课题,作为设计人员,在实践中更要不断地探索,不断地提高设计水平。