金珠環保電爐除塵器設計原則
A、設計*、可靠、經濟、節能且經工業使用證明的技術和設備，改造、配置除塵器。
B、除塵器采用脈沖布袋除塵器，其運行安全可靠、故障率低、易于操作及檢測。
C、除塵器過濾風速合理、不積灰、磨損少、阻力低、連接合理。
電爐除塵器保護技術
布袋除塵器的保護涉及到除塵器本體阻力的控制和除塵器核心部件——濾袋的保護。
我公司設計的布袋除塵器圍繞上述目的采用了一系列的保護技術：
除塵器的阻力控制
除塵器的阻力分為兩部分。本設備的設計阻力為＜1500~1700Pa； 一部分是設備的固有阻力（即原始阻力），這是由設備的各個煙氣流通途徑造成的。除塵器進出風方式、進風管道各部位的氣體流速選擇是否妥當，除塵器各倉室進風的均勻度；導流系統設計是否合理；進風口距離濾袋底部的水平高度導致的含塵氣體穩流空間是否足夠；濾袋直徑和濾袋間距決定的濾袋間氣體抬升速度的合理性；出口管道風速的合理選定等都將影響除塵器的固有阻力值。從以往我公司設計生產除塵器來看，設備的原始阻力都在300Pa左右。 第二部分是設備的運行阻力。設備的運行阻力是由除塵器在運行過程中濾袋表面形成的掛灰層的厚度導致的一個循環值。一般我們對這個值的上限設定在1500～1700Pa，在設備達到這個阻力值時，系統啟動清灰，將設備阻力回復到原始阻力，進入下一循環。這個循環時間的長短，取決于塵氣含塵濃度、濾料的品種規格等。 從我公司設計生產的已經投運的布袋除塵器的運行記錄顯示，該循環時間在60～120min之間。
電爐除塵器結構圖
1)電爐布袋除塵器本體：它由上箱體、中箱體、灰斗組件、檢修門、支架等組成
對于本體，我們在設計上以zui不利的荷載組合進行強度設計；采用Q23板材制作。
2)收塵、過濾系統：主要由濾袋、袋籠、花板組件、進風分配系統組成。
3)噴吹清灰、卸灰系統：主要由儲氣包（含油水分離器、調壓裝置）、電磁脈沖閥、噴吹管組件和離線閥、螺旋輸送機及星型卸灰閥等組成。
4）除塵器布袋采用φ133mm標準規格，材質采用三防滌綸針刺氈。
5）除塵器采用外濾式，除塵器的濾袋利用彈簧漲圈與花板聯接，形成了干凈空氣與含塵氣體的分離。
6）在清灰時由PLC控制脈沖控制儀發出脈沖信號給電磁脈沖閥，通過噴吹管噴出壓縮空氣，使濾袋徑向變形抖落灰塵。
7）電爐布袋除塵器頂部設檢修門，用于檢修和換袋（除塵器的維、檢修、換袋工作僅需在機外就可執行，不必進入除塵器內部）。
8）除塵器配置進風分配系統及濾袋固定框，有效地使進入除塵器的含塵氣體均勻地分布到每個濾袋，濾袋固定框的使用，有效地防止了清灰過程中濾袋間的碰撞和磨擦，有利于濾袋使用壽命的延長。
9）電爐布袋除塵器進風口配置進風口手動調節閥，它的關閉能保證除塵器單個倉室的*離線，實現了在除塵器正常工作狀態時對單個倉室的檢修維護。
（1） 花板
花板采用厚度5mm的碳鋼，有加強筋，操作中有很強的抗彎折能力。花板孔的加工過程嚴格，滿足精度要求，花板孔的切口處理也有極嚴格的工藝要求，確保花板和濾件地密合在一起。花板和殼體焊合在一起，杜絕粉塵漏過。
（2） 凈氣室
凈氣室模塊包括花板，清灰系統及檢修門。凈氣室模塊設計為工廠預裝件，以確保安裝匹配及無泄漏焊接。
（3） 含塵氣室
含塵氣室為除塵器下部殼體模塊，模塊內含濾件，范圍從灰斗頂部直至花板。含塵氣室模塊配加強筋以保證在設計壓力下工作，此為工廠預裝件，以確保安裝匹配及無泄漏焊接。
（4）濾袋
頂裝式彈簧脹圈口濾袋，采用頂裝式彈簧脹圈口形式，能充分保證濾袋與花板之間的密封性，同時采用這種結構，使安裝與拆卸濾袋更為方便，無需特殊的工具，采用特殊的高分子覆膜濾袋，在正常操作條件下，提供穩定而長時間的使用壽命。
3.脈沖噴吹系統
（1） 噴吹管
脈沖噴吹清灰，即反吹氣體脈沖直接從每個濾袋中心頂部噴吹下來，將聚集在濾袋表面的粉塵清除，在線氣體脈沖形成瞬間“沖擊波”和文氏里效應，可以有效地使濾袋外表面的聚集物松動滑落，這樣該過濾單元可以比其他系統有更高的氣布比，同時這種設計降低了維修費用，同時防止氣流波動，保證過濾效率，延長濾袋壽命。
（2）脈沖氣包
脈沖氣包是與脈沖閥、電磁閥、安裝板以及其他零件一起提供的。氣包由碳鋼管加工而成，確保使用壽命；同時該氣包經過工廠嚴格測試，確保閥門工作正常并且沒有任何泄漏現象。
（3）分體式吹管組
分體式吹管組使用特別開發的固定夾，可以保證吹管口與濾件的對中度。特殊的吹管連接組件，確保良好的支撐和的對中度。
（4）1-1/2” (48mm)膜片式脈沖清灰閥
選用雙膜片閥，經過專家設計，將提供比普通單膜片閥更高的清灰效率。由于清灰效果加強，效率提高，清灰次數便減少了，這樣即節省反吹氣體，又可延長濾袋壽命。高品質和可靠性的脈沖閥，壽命100萬次以上。
（5）控制器及儀表電氣
時序清灰控制器能自動控制脈沖閥的清灰，又可手動設定清灰時間與間隔。控制器使用電壓為220V。控制脈沖時間為30 to 350ms可調，脈沖間隔為5sec to 180 sec 可調。
控制系統包括在客戶的DCS系統之內。
1—電爐;2—罩子;3—煙道;4—冷卻器;5—布袋過濾器;6—風機;7—調節閥;8—排氣口。
2 排煙罩的設計
電爐煙氣捕集效果的好壞在一定程度上取決于煙罩的結構形式。硅鐵電爐采用半封閉式矮煙罩代替高煙罩,以減少排煙量,防止爐內煙氣外逸,可改善工人操作環境。此種煙罩的排煙量約為理論爐氣量的50~60倍,一般設計成六角形罩,根據工藝需要采用水冷骨架整體結構,便于設備檢修,在襯有耐火材料的六角形罩六個側面中的三個側面裝設加料門,加料門在一般情況下不開啟,只是在加料或搗爐操作時開啟一個側面,以減少野風進入。
采用矮煙罩比高煙罩的排煙量少50%,煙氣溫度約400℃~700℃,當罩內煙氣溫度大于500℃時,煙罩的材質應為耐熱鋼,特別是煙罩側面中的加料門結構的設計要防止變形,開啟靈活,并提高其密封性。
3 放散煙囪的設計
3.1 煙氣呈放散狀態下的zui排煙溫度選擇半封閉電爐的煙氣呈放散狀態下的zui排煙溫度(不同于煙氣凈化系統投入運行的排煙溫度)應當選取400℃為宜,此煙氣溫度下的電爐料面溫度是zui的,此溫度既保證了充分利用煙氣的物理熱來加熱物料,也利于電極焙燒,又防止了硅石破碎而惡化爐料透氣性的現象發生。
3.2 zui煙溫下放散煙氣量的確定
當還原劑的配比為50%焦炭、50%煤時,煙氣溫度為400℃,正常條件的排煙量為每t產品60000Nm3,刺火條件的排煙量為每t產品120000Nm3。
3.3 煙氣通過放散煙囪的氣速選取
設計計算應按刺火條件下的煙氣量作為計算依據,其氣速一般先取7~13m/s,同時以正常煙氣量進行核算,經綜合比較來確定其放散煙囪的通徑。
3.4 煙氣通過煙囪的溫度降
當煙氣溫度400℃~500℃時,煙氣通過煙囪的每米溫度降,金屬襯磚煙囪一般為2~2.5℃,金屬煙囪為3~4℃。
3.5 煙囪擴張式出口的設計
為了減小煙氣排入大氣時的出口動壓損失,應減小排出口的速度。煙囪出口氣速以不小于4m/s為宜,一般將煙囪出口設計成擴張式的,以提高煙囪的抽力。
3.6 放散煙囪的閥門
放散煙囪閥門的設計,要求操作靈活,密封性好,適于多塵條件。當煙氣凈化系統中的袋式除塵器進口煙溫過高時,煙囪閥門自動開啟,放散煙氣。
4 煙氣管道的設計
4.1 排煙管道的煙氣流速
合理選取管道中的煙氣流速是保證系統正常運行的重要因素,流速過低,造成管道內積灰,堵塞管道,流速過高,阻力增加,磨損管壁,嚴重時出現漏風,影響捕集效果。管道的流速范圍一般選取為16~26m/s。低速為正常條件,高速為刺火條件。
4.2 管道的伸縮節
伸縮節應設計成柔性的結構,使管道熱變形時引起的推力zui小,以簡化支架設計。
4.3 煙氣管道材質的選擇
對于通過550℃煙氣的金屬管道選材,宜選用低合金高強度鋼,輸送低于250℃煙氣的管道選材可用低碳鋼或鍋爐鋼板。
4.4 管道清灰裝置
當水平管道過長時,應考慮管道清灰裝置在管道附近有壓縮空氣氣源時,可采用在水平管道末端設置噴吹管清除管內的積灰。
5 煙氣冷卻器的選擇及設計
5.1 冷卻器的選擇
半封閉電爐和敞口電爐通常采用袋式除塵器凈化。按過濾材質的要求,過濾前必須將煙氣冷卻,為了把煙氣溫度降低到250℃以下,需要借助冷卻器來冷卻煙氣溫度。
近年來,國內一般采用空氣冷卻的U型管式冷卻方式來冷卻電爐煙氣,如西北鐵合金廠12500kVA的硅鐵電爐采用了U型管式冷卻器降溫。
5.2 U型管式空氣冷卻器的設計
U型管式空氣冷卻器是以高溫煙氣與冷空氣通過自然輻射進行熱交換,使煙氣達到降溫的一種冷卻裝置。該冷卻器制作簡單,操作維護方便,但耗費鋼材較多。
(1)管式空氣冷卻器的排數根據煙氣在管內的流速來決定;冷卻管內煙氣的平均流速一般選取范圍是20~26m/s。集合管內煙氣流速一般選取10~20m/s,低速為正常條件;高速為刺火條件;
(2)空氣冷卻器每根管的長度根據傳熱系數所決定的傳熱面積來確定;
(3)空氣冷卻器的高度由結構的穩定性確定;zui高度以不高于17m為宜;
(4)冷卻器的管徑選取范圍一般為500~1100mm,壁厚為5mm;
(5)設計空氣冷卻器的關鍵因素是正確確定其傳熱系數,由于影響傳熱系數的因素很多,如煙氣的溫度、比熱、導熱系數、管壁的
熱阻、管壁塵垢的熱阻、銹垢的熱阻等,特別是管壁上塵垢和銹垢的熱阻很難正確確定,因此應在理論計算的基礎上,根據相似的設
備加以修正,一般傳熱系數波動范圍是k=13.92~20.88W/m2·K。
(6)平行并列的冷卻管束應將其中若干冷卻管的出口處設計帶有兩位切斷閥門的結構,其作用是保證在煙氣量變化的情況下,冷卻管內的煙氣流速近于恒定,以防止冷卻管內積灰而降低冷卻效果;
(7)平行并列管在冷卻器的進出口聯箱上應錯列式布置,有利于提高傳熱效率,又便于安裝施焊;
(8)當冷卻器處理的煙溫為550℃時,冷卻器應設計成兩段式的。即高溫段與低溫段。高溫段冷卻管材料宜選用Corten鋼,低溫段冷卻管材料可選用低碳鋼。
6 袋式除塵器的設計
根據硅鐵粉塵輕且細的特點,如果在風機前加一臺預除塵器把粗顆粒粉塵分離出來,風機磨損問題可以解決。國外對硅鐵電爐煙氣的凈化,一般采用壓入式的袋式除塵器較多,而國內采用吸入式的袋式除塵器較多。
6.1 對于大型袋式除塵器的單元濾室的劃分
經技術經濟分析,認為單元濾室袋數一般為140~160條袋子為宜。這樣可使除塵器結構輕巧耗鋼量低,而且又保證了適宜的反吹風量,使袋式除塵器在清灰與非清灰氣布比波動較小,穩定凈化系統的運行,保護濾袋,延長其使用壽命。
6.2 袋式除塵器的清灰方式
目前在硅鐵電爐煙氣過濾中使用脈沖清灰過濾器的情況越來越多,北京鐵合金廠兩臺6000kVA的硅錳電爐煙氣凈化均采用了大型低壓脈沖清灰除塵器。其特點是:這種負壓下運行的高氣布比脈沖清灰過濾器,過濾面積比大氣反吹布袋除塵器所需要的過濾面積要減少65~75%,占地面積少,投資省。
6.3 濾袋材質
袋濾式除塵器的工作特性除與除塵器的結構形式有關外,在很大程度上取決于濾布的性質。目前國外使用比較普遍的還是玻璃纖維,允許使用溫度可達250~280℃,但玻璃纖維強度較低,允許濾速一般不超過0·5m/min,為了提高玻璃纖維的抗折性,一般要進行硅油和石墨處理,使用這種處理后的除塵布袋,加上合理的反吹制度,布袋的壽命可達5~6a之久。
近幾年來,國內外開發了一種新型材料,即在玻璃纖維的基礎體上,在內側覆了一層微孔的聚四氟乙烯薄膜,國內已有廠家生產這種微孔薄膜覆合濾料,這是一種理想的過濾材料。它具有聚四氟乙烯所固有的性能,的化學穩定性,表面極其光滑,摩擦系數低,耐高低溫,耐酸耐堿性好,不會老化,*耐用,而且這種濾料具有多微孔性,透氣性和憎水性。它具有過濾效率高,運行阻力低,過濾速度大,適用范圍廣,運行費用低,使用壽命長等優點。
7 反吹制度
布袋的使用壽命除了取決于布袋材質外,反吹制度也有重大影響,對反吹的基本要求是保持除塵布袋在工作轉為反吹,或由反吹轉為工作時氣流平穩,不要使布袋驟漲驟縮,以避免濾袋在狀態轉化時出現“陣發性”的變形,為達到保護除塵濾袋的目的,挪威埃肯公司的除塵器設計了主風閥和反吹閥以外還加了一個小型充氣閥,即當清灰完畢,轉入重新工作以前,當布袋還處于收縮狀態時打開小型充氣閥使袋內外壓差為零,然后打開主風閥使布袋重新工作,這樣使布袋在縮漲之間有了一個緩沖的時間,有利于延長布袋壽命。
8 閥門的設計與應用問題
負壓反吹布袋除塵器中的三通換向閥替代了除塵器排風管道和反吹管道分別設有排風閥和反吹風閥,該閥門內設兩閥板可分別關閉排風口和反吹風口。此閥整體密封性好,動作靈活可靠,在同一臺除塵器中閥門可減少一半,也減少了控制點,降低了除塵器的成本。
9 主排煙風機控制
大型硅鐵電爐的煙氣凈化系統,其主排煙風機的驅動電機容量是很大的,因此對主排煙風機的合理控制十分重要。一般對其主排煙風機控制與調節,可選用液力偶合器調節風機轉速來實現風機經濟的運行。
安裝、調試及維修
1.安裝
1.1為了便于運輸，除塵器解體發運交貨（其結構只刷防銹漆，面漆現場涂刷）。收到設備后，先按照設備清單清點貨物，檢查是否缺件或損壞，對運輸過程中造成的損壞應及時修復，同時對到貨設備進行妥善保管。
1.2安裝設備由下而上，設備基礎必須與除塵器圖紙一致，安裝前進行修整，而后吊裝支柱，調整水平及垂直度后安裝橫梁及灰斗，灰斗固定后，檢查相關尺寸，再順序安裝下、中部箱體、風道，再安裝氣包、脈沖閥、噴吹管、電氣系統、壓氣管路、袋籠及濾袋。
1.3噴吹管安裝，嚴格按照圖紙進行，保證其與花板間的距離，保證噴管上的各噴嘴中心與花板中心一致。
1.4各檢查門、進出氣口、閥門等連接法蘭、各接頭處必須密封。
1.5安裝壓縮空氣管路時，必須清除管內異物，并進行密封試驗，試驗壓力為工作壓力的1.15倍。
1.6zui后安裝濾袋和涂刷面漆，先拆除噴吹管再安裝濾袋。濾袋在搬運和停放時，要防止濾袋與硬物、尖銳物接觸，禁止踩踏、重壓，防止破損。濾袋口應緊密與花板孔相嵌，不得歪斜。袋籠應垂直安裝。
2.調試：
a.調試前的準備工作
1.1清除除塵器箱體、排灰閥內的雜物，檢查各傳動零部件是否靈活并注入相應的潤滑油；
1.2將電磁閥從進氣口至排氣口按順序編號，并與控制柜相應接頭連接；
1.3檢查電路控制系統接線是否正確，電器元件是否可靠；
1.4特別注意檢查氣缸、電磁閥安裝是否正確；
1.5檢查氣源供氣情況，并用壓縮空氣清掃氣體管路系統。
1.6檢查濾袋及袋籠是否安裝正確。濾袋漲圈必須緊密貼合花板孔，袋籠垂直插入濾袋內。
b.試車
全部檢查完后方可按如下程序調試試車：
1.1接通壓縮空氣，檢查壓縮空氣各管道接頭、氣源三聯件、氣缸、脈沖閥等氣動元件安裝是否嚴密；檢查并調整提升閥，使閥板密封，然后操縱電控裝置的開關，并向電磁閥輸入動作信號，檢查各氣動元件動作是否正常；
1.2啟動排灰裝置，檢查是否合乎工作要求；
1.3空載下，啟動引風機，緩緩打開引風機調節閥，使其達到工藝通風要求，并觀察設備運行情況，并逐室檢查脈沖清灰效果；
1.4除塵器開始帶塵運行時，先不要開啟清灰裝置，應使灰塵慢慢積聚在濾袋外表面上，運行一段時間后，再開動清灰裝置，以利于濾袋外表面建立原始過濾粉塵層，然后進行反復試驗，以確定設備運行在佳狀態時所需的清灰周期（定阻式不必設定清灰周期），然后將此控制程序固定在微機內。
3.維護、檢修
2.1設備運行中，應設專人進行管理，并做好運行記錄(每一小時記錄一次)。
2.2管理人員應熟悉除塵器的原理、性能、使用條件，并掌握運行參數的調整和設備維修方法；
2.3減速機、輸灰裝置等機械運動部件應按規定注油和換油，發現有不正常現象應及時排除；
2.4儲氣罐、氣源三聯件中的濾氣器應每班排污一次，應經常檢查油霧器存油情況，及時加油；
2.5電磁脈沖閥如發生故障，應及時地排除，如內部有雜質、水分等異物，應及時清理，膜片損壞應及時更換；
2.6定期檢查氣缸及各法蘭面情況，如發現漏氣，應及時更換密封圈；
2.7定期檢查換袋檢修門的密封條，如有損壞和老化，應及時更換；
2.8定期檢查氣路排灰系統工作情況，發現異常，應查找原因并及時處理
2.9停機時，在工藝系統停止后，應保持除塵器及引風機繼續工作一段時間，以除去設備內的水氣及粉塵，同時除塵器停止工作時，將控制按鈕置在手動，反復對除塵器進行清灰、卸灰操作，*清除濾袋表面及灰斗內部粉塵；
六、訂貨須知
我們提供的產品不含除塵器三口以外的（進氣口、排氣口、排灰口）以外的部分。如主引風機、非標管道、保溫材料、空氣壓縮機、輸送設備、安裝及電線電纜等，若用戶需要，我們可以辦。冷卻裝置可以根據用戶要求及煙氣特性進行專門設計、加工、安裝。
1.供貨范圍
⑴除塵器本體一臺（套） ⑵除塵器濾袋一套 ⑶PLC控制柜一臺（套） ⑷鎖風裝置一臺（套） ⑸壓氣管路及元件一臺（套）
2.服務方式
⑴負責指導安裝、質量檢測和跟蹤，培訓崗位工人和相關技術人員。
⑵建立*服務網點，*服務易損配備件并隨時到廠為用戶解決相關問題，并提供相關的技術咨詢。
⑶如我們樣本中的定型產品不能滿足工藝要求時，可根據用戶提出的要求，對除塵器進行特殊設計制造。
3.提供資料
⑴提供除塵器使用（含安裝、調試）說明書
⑵提供PLC控制柜使用說明書、電氣原理圖及接線圖
⑶提供除塵器易損易件清單
⑷提供發貨清單
⑸提供產品合格證
