實用新型通風豎井除塵系統(tǒng)

　　一、引言

　　在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中，當爐前罩打開向轉(zhuǎn)爐中加入廢鋼和兌鐵水，以及爐后罩打開轉(zhuǎn)爐出鋼水的時候，會產(chǎn)生大量含塵煙氣。雖然兌鐵水和出鋼水的時間只有3min左右，而在二次除塵密封罩打開的情況下，兌鐵水和出鋼水時產(chǎn)生的煙氣直接竄升到廠房屋頂。一小部分煙氣攜帶的粉塵沉降到爐前平臺、行車等其它設備上，造成設備運行的安全隱患和車間內(nèi)的環(huán)境污染，而且對職工身體健康造成較大影響。另一大部分煙氣通過房頂?shù)耐L豎井直接排入大氣，污染房頂及周邊環(huán)境。在對環(huán)境要求越來越高的今天，對通風豎井的煙塵治理顯得非常必要。

　　二、除塵系統(tǒng)解析

　　1、現(xiàn)有除塵治理方法分析

　　由于我國以前對環(huán)境污染治理不夠重視，到目前為止絕大部分鋼廠也只對轉(zhuǎn)爐煉鋼的一次煙氣和二次煙氣進行了治理，有的甚至連二次煙氣都沒有治理，更不用說投入資金來治理兌鐵水和出鋼水時產(chǎn)生的竄入通風豎井內(nèi)的煙氣了。因為一方面的原因是我國對環(huán)境污染治理的重視程度不夠；另外一方面的原因是對環(huán)境治理需要投入很多的財力、物力、人力，直接增加了企業(yè)的成本；還有一方面的原因就在每一爐鋼水冶煉周期內(nèi)，在兌鐵水和出鋼水時竄入通風豎井內(nèi)的煙氣持續(xù)的時間不是很長，前后各只有3分鐘左右，加起來也只有6分鐘左右的時間，各個企業(yè)認為花很大的成本來治理這6分鐘內(nèi)產(chǎn)生的煙氣很不劃算，對這部分的治理不夠重視?？梢哉f目前國內(nèi)對通風豎井內(nèi)的煙氣治理還是一片空白。

　　即使要對通風豎井內(nèi)的煙氣進行治理，一般想到的方法也是新建一套除塵系統(tǒng)用來治理通風豎井煙氣的污染問題，包括新建土建、吸塵罩、管道、除塵器、風機、電機、輸灰設備等。而新建一套除塵系統(tǒng)要耗費巨額的成本，包括前期的建設費用和日常的運行費用等，給企業(yè)增加了很大的成本壓力。另外在每一爐鋼水冶煉周期內(nèi)，兌鐵水和出鋼水時產(chǎn)生煙氣的持續(xù)時間只有6分鐘左右，而一爐鋼水的冶煉時間有40分鐘左右，兌鐵水和出鋼水兩者的時間之和也只占一爐鋼整個冶煉周期的15%，如果讓除塵系統(tǒng)在40分鐘內(nèi)持續(xù)運行，會產(chǎn)生很大的運行成本。即使要節(jié)約運行成本，不可能讓除塵系統(tǒng)在兌鐵水和出鋼水時的6分鐘左右時間內(nèi)運行，而在其它時間內(nèi)停止。因為這樣頻繁的啟動和停止對設備的運行壽命會造成很大的影響，特別是高壓電機。降低運行成本的方法也只能是在除塵系統(tǒng)內(nèi)配置液力偶合器或變頻器等設備，在兌鐵水和出鋼水時的6分鐘左右時間內(nèi)使除塵系統(tǒng)高速運行，而在其它冶煉時間內(nèi)使除塵系統(tǒng)低速運行?？梢哉f新建一套除塵系統(tǒng)用來專項治理通風豎井煙氣污染不是一種很好的方法。

　　如何研究一種投資省、除塵效果好的新的通風豎井除塵方法，是通風豎井除塵領域的一項重要課題。

　　2、新型通風豎井除塵系統(tǒng)

　　本新型通風豎井除塵系統(tǒng)的目的是設計一套通風豎井除塵系統(tǒng)，該系統(tǒng)要求投資少、除塵效果好、系統(tǒng)運行穩(wěn)定、維護工作量小、運行費用低。

　　為了達到上述目的，經(jīng)過多年的探索和實踐，在轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)的基礎上開發(fā)出了一套新型除塵系統(tǒng)，并已經(jīng)成功應用，取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。針對轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)沒有考慮通風豎井除塵的缺陷，以及兌鐵水和出鋼水時產(chǎn)生的竄入通風豎井內(nèi)的煙氣間斷性的特點，本新型除塵系統(tǒng)主要設計思想在于將通風豎井煙氣除塵并入原有二次煙氣除塵系統(tǒng)內(nèi)，既治理了通風豎井內(nèi)的煙氣，又不影響原有二次煙氣除塵效果。新型除塵系統(tǒng)流程圖如下：

如上面附圖--除塵系統(tǒng)流程圖，本新型除塵系統(tǒng)包括原有的轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)（包括轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵密閉罩、爐前移動門、爐后移動門、爐前吸塵罩、爐后吸塵罩、LQF爐前蝶閥、LHF爐后蝶閥、轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵管道、布袋除塵器、風機電機、煙囪、PLC自動控制中心等）和新增加的通風豎井除塵管道、SJF豎井蝶閥、豎井吸塵罩、BYF百葉閥等。在新系統(tǒng)內(nèi)，通過調(diào)節(jié)LQF爐前蝶閥和LHF爐后蝶閥的開度大小來控制爐前或爐后的抽風量，控制SJF豎井蝶閥的開關來決定通風豎井是否抽風除塵，控制BYF百葉閥的開關來決定通風豎井的煙氣是否直接排入大氣。PLC控制系統(tǒng)接收爐前控制室發(fā)來的信號后控制新系統(tǒng)內(nèi)各個閥門的開度大小。本新型除塵系統(tǒng)具體實施方式如下：

　?。?）為了使豎井除塵抽風量適當，在確定抽風量前，要測試或計算通風豎井沒有除塵自然對流時的風量。因為當豎井抽風量過大時，由于這個系統(tǒng)抽風量是一定的，此時爐前或爐后的抽風量就小，影響爐前或爐后的除塵效果。當豎井抽風量過小時，即豎井抽風量小于豎井沒有除塵正常對流時的風量，此時豎井內(nèi)的煙氣不能被及時抽走，會出現(xiàn)回流現(xiàn)象，煙氣會在廠房內(nèi)彌散。測量風量時，可以將豎井斷面區(qū)均分成若干小的區(qū)域（分得越細測試結(jié)果越精確），然后用熱球風速儀或其它測量儀器來測量每個小區(qū)域內(nèi)的風速，測試完后取平均值計算出豎井沒有除塵時的對流風量。特別要強調(diào)的是，密閉罩打開兌鐵水或出鋼水時豎井內(nèi)的對流風量比密閉罩沒有打開轉(zhuǎn)爐正常冶煉時的風量要大，所以測試的風量一定要是密閉罩打開兌鐵水或出鋼水時豎井內(nèi)的對流風量；如果在密閉罩打開一次的時間內(nèi)沒有完成測量工作，則要等到密閉罩下一次打開時再接著測量，直到測量完成。最后確定密閉罩打開兌鐵水或出鋼水時豎井內(nèi)的對流風量兩者的中最大值作為豎井內(nèi)的對流風量Q1。通過計算的方式確定豎井內(nèi)正常對流的風量時，也是確定密閉罩打開兌鐵水或出鋼水時豎井內(nèi)的對流風量兩者中的最大值作為豎井內(nèi)的對流風量Q1。在確定了豎井內(nèi)正常對流時的風量后，才能確定豎井除塵抽風量Q2。根據(jù)多年的實踐，一般Q2=1.4* Q1比較合適。

　?。?）新增加用于通風豎井除塵的管道、SJF豎井蝶閥、豎井吸塵罩、兩臺BYF百葉閥等。將通風豎井出口進行改造，將豎井出風口處吸塵罩及BYF百葉閥安裝部分外的部分用鋼板密閉。BYF百葉閥的大小選擇要適當，如果BYF百葉閥的尺寸過大，則不適合在豎井出口安裝；如果BYF百葉閥的尺寸過小，則影響豎井內(nèi)氣體正常對流。

　?。?）如果原有轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵不是采用PLC自動控制，則要將控制系統(tǒng)改造成PLC自動控制，并且能與爐前控制中心通訊，接受來自爐前控制中心發(fā)出的信號，與爐前連鎖控制。如果原有轉(zhuǎn)爐二次煙氣除塵系統(tǒng)沒有LQF爐前蝶閥和LHF爐后蝶閥；或者有蝶閥，但蝶閥的開度大小不能任意調(diào)節(jié)，則原系統(tǒng)要增加或更換成能調(diào)節(jié)開度大小的電動蝶閥。

　?。?）當PLC自動控制中心接收到來自爐前控制室發(fā)出的密閉罩爐前移動門打開轉(zhuǎn)爐向前傾倒準備兌鐵水信號時，PLC根據(jù)內(nèi)部編好的程序發(fā)出指令使兩臺BYF百葉閥關閉，SJF豎井蝶閥全開豎井開始抽風，兩臺LHF爐后蝶閥關閉，兩臺LQF爐前蝶閥開度調(diào)節(jié)到設定的大小減少爐前抽風量。因為轉(zhuǎn)爐向前傾倒兌鐵水時，產(chǎn)生的煙氣主要集中在密閉罩前半部，并且大部分煙氣隨熱氣流上升進入了通風豎井，所以關閉兩臺LHF爐后蝶閥停止爐后抽風，將兩臺LQF爐前蝶閥開度調(diào)小減少爐前抽風量，并且保證通風豎井除塵抽風量。此時轉(zhuǎn)爐二次除塵抽風量減少，原有管道內(nèi)風速會很低，粉塵會在管道內(nèi)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象；由于此種抽風狀態(tài)每次只持續(xù)3分鐘左右，粉塵在管道內(nèi)沉降有限，當轉(zhuǎn)爐正常冶煉爐前和爐后正常抽風時，沉降在管道內(nèi)少量粉塵會被氣流抽走，不會堵塞管道。

　?。?）當PLC自動控制中心接收到來自爐前控制室發(fā)出的兌鐵水完畢密閉罩爐前移動門關閉轉(zhuǎn)爐傾動回零位（爐口垂直向上）的信號時，PLC根據(jù)內(nèi)部編好的程序發(fā)出指令使兩臺LQF爐前蝶閥和兩臺LHF爐后蝶閥的開度大小調(diào)節(jié)到正常冶煉時的開度正常抽風進行二次煙氣除塵，使SJF豎井蝶閥關閉停止豎井抽風，同時使兩臺BYF百葉閥全開，讓通風豎井自然對流排放。因為轉(zhuǎn)爐正常冶煉時豎井內(nèi)氣體含塵量小，達到排放標準，可以自然排放。

　　（6）當PLC自動控制中心接收到來自爐前控制室發(fā)出的密閉罩爐后移動門打開轉(zhuǎn)爐向后傾倒準備出鋼水信號時，PLC根據(jù)內(nèi)部編好的程序發(fā)出指令使兩臺BYF百葉閥關閉，SJF豎井蝶閥全開豎井開始抽風，兩臺LQF爐前蝶閥關閉，兩臺LHF爐后蝶閥開度調(diào)節(jié)到設定的大小減少爐后抽風量。因為轉(zhuǎn)爐向后傾倒出鋼水時，產(chǎn)生的煙氣主要集中在密閉罩后半部，并且大部分煙氣隨熱氣流上升進入了通風豎井，所以關閉兩臺LQF爐前蝶閥停止爐后抽風，將兩臺LHF爐后蝶閥開度調(diào)小減少爐后抽風量，并且保證通風豎井除塵抽風量。此時轉(zhuǎn)爐二次除塵抽風量減少，原有管道內(nèi)風速會很低，粉塵會在管道內(nèi)出現(xiàn)沉降現(xiàn)象；由于此種抽風狀態(tài)每次只持續(xù)3分鐘左右，粉塵在管道內(nèi)沉降有限，當轉(zhuǎn)爐正常冶煉爐前和爐后正常抽風時，沉降在管道內(nèi)少量粉塵會被氣流抽走，不會堵塞管道。

　　三、結(jié)論

　　通過以上分析和實踐證明，本新型除塵系統(tǒng)主要是將原有轉(zhuǎn)爐二次煙氣系統(tǒng)進行改造，將控制中心改造成能與爐前控制中心通訊連鎖控制的PLC自動控制中心，在爐前和爐后配置能調(diào)節(jié)任意開度大小的電動蝶閥；并在原有除塵系統(tǒng)的基礎上新增加了用于通風豎井除塵的管道、SJF豎井蝶閥、豎井吸塵罩、兩臺BYF百葉閥等，將舊有的設備和新增加的設備融為一體形成一套新的除塵系統(tǒng)。新系統(tǒng)既保證了轉(zhuǎn)爐正常冶煉時的二次煙氣除塵，又解決了密閉罩打開兌鐵水或出鋼水時竄入通風豎井煙氣的污染問題，可以說花很小的成本解決了很大問題，非常值得推廣。